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Überblick: Digitale Plattformen im Maschinenbau

Digitale Plattformen im Maschinenbau
Das Rennen um die Plattformen

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Plattform-Ökonomie wurde vor wenigen Jahren als großer Trend in der Industrie gehypt. Unternehmen haben daraufhin zahlreiche Cloud-Lösungen entwickelt, es wurden Allianzen geschmiedet, die Tech-Riesen Microsoft, Google und Co. stiegen in den Maschinenbaumarkt ein. Doch wie hat sich alles entwickelt? Ein Blick auf den heutigen Stand.

» Nora Nuissl, Redakteurin Industrieanzeiger

Sie koordinieren Materialien und Kapazitäten in der smarten Fabrik, in der Produktion verarbeiten sie heterogene Datenmengen und Unternehmen finden über sie ihr perfektes Matching. Digitale Plattformen machen neue Geschäftsmodelle und Dienstleistungen möglich. Auch die Industrie setzt viel Hoffnung in die Idee, auf solchen Plattformen vernetzte Maschinen oder digitale Dienste zu bündeln – und somit zusätzliches Geld zu verdienen. Ergebnisse einer Studie des VDMA und der Unternehmensberatung McKinsey dämpfen diese Erwartungen jedoch.

Kaum Umsatz mit digitalen Plattformen im Maschinenbau

Dafür wurden im Herbst 2020 rund 200 Unternehmen aus dem Maschinen- und Anlagenbau befragt, wie weit die Digitalisierung des Produkt- und Serviceportfolios im Maschinenbau vorangeschritten ist. Das Resultat: Aktuell liegt der Umsatzanteil für digitale Plattformen erst bei rund 0,7 % (knapp 6 Mrd. Euro) des Gesamtumsatzes im europäischen Maschinenbau (der auf etwa 850 Mrd. Euro geschätzt wird).

Wachstumspotenzial ist also da, McKinsey erwartet sogar zweistellige Wachstumsraten im Markt. Bei der Digitalisierung der Produktion liegt der Maschinenbau gut im Rennen: Die Maschinen an sich sind vielfach modern, mit Sensoren bestückt und digital vernetzt. Hinzu kommt die Digitalisierung bereits in der Entwicklungsphase, etwa durch den Einsatz eines digitalen Zwillings. „Hier wird frühzeitig das Verhalten im realen Betrieb simuliert, um ein schon fast perfekt parametriertes System bei der Inbetriebnahme installieren zu können. Insgesamt ist Digitalisierung im Maschinenbau ein wichtiger Baustein, um Resilienz gegen Krisen aufzubauen“, erläutert Prof. Claus Oetter, Geschäftsführer VDMA Software und Digitalisierung.

Hindernisse bei Plattformnutzung: Datenschutz und Mangel an qualifizierten Mitarbeitern

Die Digitalisierung des Geschäfts läuft aber schleppend. Viele Industrieunternehmen sind noch skeptisch: Bedenken hinsichtlich Datenschutz und IT-Sicherheit sowie der Mangel an qualifizierten Mitarbeitern hemmen den breiteren Einsatz digitaler Plattformen. Dazu kommt, dass bestehende Plattformen das volle Potenzial der Ökonomie zumeist nicht ausschöpfen, etwa weil das Ökosystem auf einzelne oder wenige Unternehmen beschränkt bleibt. Firmen wollen bei digitalen Plattformen vor allem kooperieren, wie die Untersuchung zeigt: 77 % der Befragten sehen in der Zusammenarbeit mit Anbieterkonsortien einen erfolgversprechenden Weg, 71 % befürworten zudem Kooperationen mit Start-ups und 24 % würden sogar mit Wettbewerbern kooperieren.

Dabei liegen die Vorstellungen von Maschinenbaufirmen und Kunden hinsichtlich leistungsfähiger digitaler Plattform in Teilen noch auseinander. So sehen die Maschinenbauer Verfügbarkeit, Performance und Sicherheit als wichtigste Funktionalitäten an. Für die Kunden spielen dagegen die Offenheit und Kompatibilität der Plattformen eine größere Rolle als von den Maschinenbauern angenommen. Als größte Hürden für die Entwicklung eigener digitaler Dienste nennen die Befragten fehlende Geschäftsmodelle (61 %), fehlende Standards (59 %) und mangelnde strategische Relevanz (57 %). Allerdings haben bereits 52 % der befragten Unternehmen Software und Apps für eigene oder fremde digitale Plattformen programmiert. Jedes zehnte Unternehmen konnte diese bereits erfolgreich skalieren, heißt es.

Blick auf Plattformen im Detail

Zu Beginn des Hypes um digitale Plattformen gab es durchaus Beispiele, die sehr erfolgversprechend schienen. Dazu gehören die Plattform Axoom des Laser- und Werkzeugmaschinenspezialisten Trumpf, die mittlerweile an den IT-Dienstleister GFT Technologies SE verkauft wurde, sowie die Allianz Adamos, bei der sich Branchengrößen für eine übergreifende Plattform für das Industrial Internet of Things (IIoT) zusammengetan haben. Auch Unternehmen haben zum Teil eigene Einheiten gegründet, um die Entwicklung digitaler Lösungen zu forcieren, etwa Voith aus Heidenheim. Nicht zu vergessen sind wenige Leuchtturmprojekte bei Unternehmen wie Siemens, ABB oder PTC. Aber auch die Tech-Konzerne Amazon Webservices, Google oder Microsoft treiben den Aufbau von Industrieplattformen erfolgreich voran – zum Beispiel in der Automobilindustrie. Wir haben die bekanntesten Player im Maschinenbau zusammengetragen und werfen einen Blick auf den aktuellen Stand der Entwicklung.

Adamos: Allianz für den Maschinenbau

Adamos steht für Adaptive Manufacturing Open Solutions. Die strategische Allianz wurde im Oktober 2017 von den Unternehmen DMG Mori, Dürr, Software AG, Zeiss und ASM PT gegründet. Mit Partnern wie Karl Mayer, Engel Austria, PwC Deutschland oder jüngst der Dürkopp Adler Group sind aktuell mehr als 30 Unternehmen Teil der Allianz.

Adamos ist als durchweg offenes, also herstellerneutrales und plattformunabhängiges Ökosystem konzipiert. Adamos bietet seinen Partnern sowohl technologische als auch nicht-technologische Angebote an. Dies beinhaltet neben dem Netzwerk auch die IIoT-Plattform sowie neu den Adamos Store und den Adamos Hub. Der Store ist ein herstellerübergreifender Marktplatz für die fertigende Industrie und Anbieter von Industrie-Apps. Die Partner vermarkten dort ihr digitales Angebot selbständig. Hierbei unterstützt Adamos nicht nur mit dem Aufbau integrierter Shop-Systeme, sondern sichert auch rechtliche und steuerrechtliche Aspekte ab. Der Adamos Hub stellt Integrationspunkte und Schnittstellen bereit, die einen technologieoffenen Austausch von Daten in der Produktion ermöglichen.

Hier geht es zur Website: www.adamos.com

Axoom: Ehemalige Trumpf-Plattform

Axoom kam 2015 als Angebot von Trumpf auf den Markt. Ziel der Plattform war es, Maschinen und Systemlandschaften der Kunden entlang der Wertschöpfungskette zu vernetzen. 2019 übernahm GFT Technologies SE das dahinter stehende Unternehmen und unterstützt Trumpf seitdem dabei, die Plattform als OEM-Vernetzungslösung für eigene Maschinenkunden zu betreiben. Mit Sphinx Open Online bietet GFT eine eigene Plattform, die von der klassischen Shopfloor-Transparenz über das Energiemanagement bis hin zur Ladesäulen-Steuerung für Elektrofahrzeuge eingesetzt werden kann. Kunden sind metallbearbeitende Betrieben, Stadtwerke und Großbäckereien oder deutsche Automobilhersteller.

Mehr Infos zur Plattform gibt es hier: www.gft.com/sphinx-open-online

Open Industry 4.0 Alliance: Technische Grundlagen für die Smart Factory

Die Open Industry 4.0 Alliance versteht sich als offenes Ökosystem für den Betrieb von automatisierten Fabriken und Anlagen. Auf der Hannover Messe 2019 gegründet, zählt die Allianz heute fast 80 Mitglieder. Vor weniger als zwei Wochen schlossen sich auch Siemens und Microsoft an. Ziel der Allianz ist, dass 80 % aller Maschinen, Komponenten und Software in einer Smart Factory miteinander kompatibel sind. Die Gründer wollen dafür keine eigenen Standards definieren, sondern sehen sich als „Umsetzungsgemeinschaft“ für technische Grundlagen.

Wir berichteten:

Offenes Ökosystem für die Smart Factory

Im April stellte die Allianz als erstes kommerzielles Projekt einen App-Store vor, der ab dem dritten Quartal 2021 zur Verfügung stehen soll. Der Gedanke dahinter: Hardware-unabhängige und für die Industrie geeignete Apps einfach aus einem Store herunterladen. Den Store selbst stellt der Automatisierer Hilscher zur Verfügung, über diesen sollen die Mitglieder ihre Apps und Programme verkaufen können. Bisher verkaufen Unternehmen solche Anwendungen meist über eigene Stores, um deren Infrastruktur sie sich selbst kümmern müssen. Mit dem neuen App-Store der Community entfalle der Aufwand. Genauere Infos zu Partnern des Stores und zur Abgrenzung von anderen App-Stores im Maschinenbau-Umfeld lagen uns auf Rückfrage bei der Open Industry 4.0 Alliance nicht mehr bis zum Redaktionsschluss vor.

Zur Website: www.openindustry4.com

Plattform Industrie 4.0: Netzwerk für digitale Transformation

Die Plattform Industrie 4.0 sieht sich als zentrales Netzwerk in Deutschland, um die digitale Transformation in der Industrie voranzubringen. 2012 gab der Arbeitskreis Industrie 4.0 der Forschungsunion Wirtschaft – Wissenschaft des BMBF seine Umsetzungsempfehlungen für das Zukunftsprojekt Industrie 4.0 heraus. Darauf gründeten die Verbände Bitkom, VDMA und ZVEI 2013 die Plattform als ein Gemeinschaftsprojekt zur Weiterentwicklung und Umsetzung des Zukunftsprojekts gemäß der Hightech-Strategie der Bundesregierung. Derzeit wirken über 350 Akteure aus mehr als 150 Organisationen aktiv im Netzwerk mit. Der Fokus der Arbeit liegt darin, die Expertise im Bezug auf Industrie 4.0 zu bündeln und deutschen Unternehmen, insbesondere dem Mittelstand, zur Verfügung zu stellen. So entwickelte die Plattform etwa das Leitbild 2030 für die digitalen Ökosysteme der Zukunft.

Mehr Infos: www.plattform-i40.de

Mindsphere von Siemens

Mit Mindsphere hat Siemens eine industrielle IoT-as-a-Service-Lösung entwickelt, die laut eigenen Angaben hochentwickelte Analysefunktionen und KI nutzt, um IoT-Lösungen von Edge bis Cloud umzusetzen. Aufgebaut auf der Anwendungsplattform von Mendix ermöglicht Mindsphere seinen Nutzern, schnell personalisierte IoT-Anwendungen zu entwickeln. Mit der Plattform strebte Siemens an, das dominierende Betriebssystem der Industrie zu werden. Inzwischen sehe man sie eher als einen Baustein von mehreren, wie Siemens-CEO Roland Busch in einem Interview gegenüber dem Handelsblatt erklärte.

Mit Mindsphere World bietet der Anbieter eine internationale Nutzerorganisation rund um die Plattform.

Mehr dazu: www.siemens.mindsphere.io

ABB Ability

Unter ABB Ability bündelt der schwedisch-schweizerische Konzern sein Angebot an digitalen Lösungen und Services. Die Plattform verbinde Konnektivität, digitale Technologien und das Industrie-Know-how des Unternehmens. Das soll die Produktivität und Performance der Kunden von ABB Ability, etwa in der Energieversorgung, der Industrie und im Transport- und Infrastruktursektor, erhöhen.

Gemeinsam mit Microsoft führt ABB eine strategische Partnerschaft.

Mehr dazu: www.ability.abb.com

Thingworx von PTC

Die Plattform Thingworx ist ein Produkt des US-Technologieanbieters PTC. Mit der Plattform können Firmen smarte Produkte, Verfahren und Software erstellen, um leistungsstarke IoT-Anwendungen zu erzeugen. Die Plattform bietet auch AR-Funktionen.

Mehr dazu: www.ptc-solutions.de/thingworx

Microsofts Azure IoT Hub

Azure IoT ist eine Sammlung von Clouddiensten, die von Microsoft verwaltet werden. Unternehmen können damit eine eigene Cloudlösung entwickeln oder gemeinsam mit einem Microsoft-Partner erstellen, auch fertige Lösungen werden angeboten.

Mehr dazu: www.azure.microsoft.com

Hintergrundinfos zu Plattformen

Sie wollen noch mehr zu Plattformen, Marktplätzen und den genauen Unterschieden wissen? Der BDI ht hierzu eine gute Übersicht über deutsche digitale B2B-Plattformen:

https://bdi.eu/publikation/news/deutsche-digitale-b2b-plattformen/


Dr. Tim Busse (re.) und Dr. Marco Link (li.), beide Geschäftsführer der Adamos GmbH.
Bilder: Adamos

„Umso mehr Produkte im Store, desto höher der Benefit für Alle“

Adamos bietet eine auf den Maschinenbau angepasste Technologie und unterstützt in der Umsetzung von Digitalisierungsprojekten. Wie viele Projekte haben Sie umgesetzt?

Dr. Marco Link: Adamos ist eine Initiative von Maschinenbauern für Maschinenbauer – gegründet, um die Kräfte der Branche für die Digitalisierung zu bündeln. Wir könnten durchaus über 100 Projekte nennen – eine Anzahl zu quantifizieren ist aber seriös schlicht unmöglich.

Dr. Tim Busse: Unser Ziel ist es, unsere Partner auf der Reise von der Entstehung einer Produkt-Idee über deren Realisierung etwa auf der IIoT-Plattform bis hin zur erfolgreichen Vermarktung zu unterstützen. Für den Maschinenbau werden die Themen Vertrieb und Monetarisierung immer wichtiger. Während die letzten Jahre im Zeichen der Entwicklung von Lösungen standen, geht es nun um die Realisierung der Geschäftsmodelle. Hierfür werden der Store und Hub relevant. Im Store bündeln wir das digitale Angebot unserer Partner: Kunden können SaaS- und HaaS-Produkte finden, testen, kaufen und verwalten. Sämtliche Prozesse zur Abrechnung zeitgemäßer Subscription-Modelle sind standardisiert und Out-of-the-box nutzbar. Auch der Order-to-Cash-Prozess wird dort abgewickelt.

Die Partner fokussieren sich dabei auf unterschiedliche Bereiche. Fast alle unsere Partner sind im Aufbau eines auf den Endkunden zugeschnittenen Portfolios an digitalen Produkten. Adamos unterstützt seine Partner mit IIoT-Plattform- und Integrationstechnologie, aber auch im Bereich Portfoliomanagement selbst. Das beinhaltet die Definition von wettbewerbsrelevanten Core-Apps beziehungsweise Mehrwertdiensten, die Suche nach geeigneten White-Label-Apps oder App-Ergänzungen, bis hin zur Erstellung einer Produkt-Roadmap.

Im Adamos Hub und dem Adamos Store kündigen Sie ab 17.05.2021 neue Funktionalitäten für Nutzer und Anbieter an, die die Darstellung und Nutzung der angebotenen Apps vereinfachen sollen. War das vonseiten Ihrer Community nachgefragt?

Busse: Die Kunden unserer Community-Partner fordern einfache und schnell implementierbare Lösungen für ihren Shopfloor – und das mit integrierten Daten und einer durchgängigen Nutzung über einen bekanntermaßen heterogenen Maschinenpark. Genau für solche Herausforderungen gibt es Adamos. Das hatte sich bereits 2018 in ersten Pilotprojekten in Partner Days gezeigt. Zudem steigt inzwischen die Akzeptanz von digitalen Lösungen – bis hin zum Einstieg in die Subscription-Modelle (pay-per-use, pay-per-part, etc.). Der ganze Markt beschäftigt sich mit diesen Ansätzen.

Der Adamos Store ist ein herstellerübergreifender Marktplatz für die fertigende Industrie und Anbieter von Industrie-Apps, sowohl für Adamos Partner als auch für Dritte. Über Shop-in-Shop Systeme können Partner ihr digitales Angebotsportfolio individuell ihren Kunden anbieten. Die Apps können dabei auf völlig unterschiedlichen und von den jeweiligen Anbietern präferierten IIoT-Plattformen aufgebaut und betrieben werden. Alle Lösungen, die dort angeboten werden, müssen „Hub-integriert sein“. Der Adamos Hub stellt Integrationspunkte und Schnittstellen bereit, die einen technologieoffenen Austausch von Daten in der Produktion ermöglichen. Der Zugriff von Applikationen auf Stammdaten und Maschinendaten wird dabei zentral vom Maschinenbetreiber über den Hub im „Control Center“ verwaltet. Damit schaffen wir Standards, die wir eine Customer Experience, getreu dem Motto: B2B like B2C.

Welche Neuheiten sind noch geplant?

Link: Der Adamos Hub ist Teil des Adamos Stores. Wir werden den Hub als Integrationsplattform weiter entwickeln. Ziel ist es, die Standards (OPC UA beziehungsweise Umati, MT Connect) der Industrie zu integrieren und darauf aufbauend die Interoperabilität von Maschinen, Anlagen, Apps und Systemen weiter zu forcieren. Die Realisierung von durchgängigen Lösungen für die Maschinenbetreiber ist dabei der wesentliche Treiber.

Wie grenzen Sie sich von anderen Plattformen im Umfeld ab?

Busse: Wir sehen uns nicht im Wettbewerb mit den üblicherweise genannten Plattformen, da diese als Basis für die App-Erstellung genutzt werden. Zudem ist Adamos ein wegweisendes Beispiel für organische Mehrparteien-Kollaboration für Industrie 4.0. Wir unterscheiden uns dabei durch unsere Rolle als Enabler und das sich daraus ableitende Service-Geschäftsmodell. Umso mehr Produkte im Store beispielsweise und umso reifer die Plattform, desto höher der Benefit für alle Beteiligten.

Eine Studie ergab, dass der Maschinenbau bei Plattformen noch hinterherhinkt. Was ist aus Ihrer Sicht entscheidend, um das zu ändern?

Link: Ein zentraler Faktor für den Erfolg von Plattformen ist das Vertrauen der Plattformnutzer und deren Kunden für die Teilnahme an einem offenen und transparenten Ökosystem. Um dieses zu sichern, ist Adamos als unabhängiges Joint Venture organisiert. Nichtsdestotrotz muss jeder Partner selbst dahinterstehen, die Führung muss „das disruptive Geschäft“ mit treiben. Es braucht Vorreiter, im besten Fall starke Marken, die die KMUs mitziehen. Es sind aber auch diese Vorreiter, die ein finanzielles Risiko tragen. Im Fall Adamos haben acht Gesellschafter diese Vorreiter-Rolle übernommen.


Dr. Markus Müller, Managing Director Client Unit Industry bei GFT Technologies.
Bild: GFT Technologies

„Einzigartige KI-gesteuerte Lösungsarchitektur“

Läuft das Maschinenbauwissen nach der Übernahme von Axoom 2019 nun in die Lösung Sphinx Open Online (SOO) mit ein?

Nein, der Plan war und ist ein anderer. Die Axoom-Plattform in der Ausgestaltung von 2019, also als OEM-Plattform von Trumpf, besteht fort. Die Plattform wird von Trumpf mit GFT-Hilfe betrieben, bietet zahlreiche Apps für die Maschinenüberwachung, wächst und wird weiter entwickelt.

Wie viele Unternehmen nutzen derzeit die Lösung SOO?

Die Kundenbasis reicht von metallbearbeitenden Betrieben über Stadtwerke und Großbäckereien bis hin zu Deutschlands größten Automobilherstellern und umfasst mehrere zehntausend Nutzer. Zudem beteiligen wir uns intensiv an Forschungsprojekten, beispielsweise zu Green-Factory-Ansätzen oder autonomem Fahren.

Zur aktuellen Hannover Messe 2021 haben GFT und T-Systems eine gemeinsame Partnerschaft zur Fertigung der Zukunft auf Basis der SOO-Plattform verkündet. Was ist hier genau geplant?

Der Deal ist: Edge Computing von T-Systems, Datensammlung, digitaler Zwilling und KI-Analyse von uns, mit SOO. In der Fertigung fallen ja immer mehr Daten an, mit denen sich – sinnvoll analysiert – ganz leicht Prozesse optimieren und teure Ausfallzeiten verhindern lassen. Dafür erfassen Sensoren lokal und in Echtzeit die Zustandsdaten an den einzelnen Anlagen. Parallel, aber zeitunkritisch, werden sie über kleine Bandbreiten in ein zentrales Rechenzentrum oder über 5G-Netze in die Cloud gesendet. Im Vergleich zu derzeitigen Lösungen, die hohe Netzkapazitäten benötigen, können die Datentransferkosten so um bis zu 70 Prozent sinken. Gerade vom Einsatz der 5G-Technologie versprechen wir uns viel und setzen aktuell mit T-Systems gemeinsame Forschungsprojekte auf.

Welche Neuheiten sind noch in naher Zukunft geplant?

Das aktuellste Release von SOO bietet ein intuitives Design-Tool, mit dem sich Dashboards per Drag and Drop erstellen und ausrollen lassen, ganz ohne Programmierkenntnisse. Mit dem Energiemanagement kommt zudem ein neues Lösungspaket auf Basis von SOO auf den Markt. Es hilft dabei, Energiekosten und CO₂-Emissionen durch intelligentes digitales Ressourcenmanagement zu reduzieren, indem es Energieverbräuche auf Basis von Regeln und Prognosen managt und automatische Schaltvorgänge initiiert. Dank offener Schnittstellen lässt sich die Lösung schnell und einfach an bestehende Systeme anbinden.

Wie grenzen Sie sich von anderen Plattformen im Maschinenbau-Umfeld ab?

Einzigartig ist vor allem unsere KI-gesteuerte Lösungsarchitektur auf Basis eines digitalen Prozess-Zwillings. Ein in hunderten von Projekten entwickeltes Digital-Twin-Framework schafft ein vernetztes virtuelles System, in dem alle relevanten physischen Objekte als intelligente Objekte dargestellt werden, die über ihre Funktionalitäten, Eigenschaften, physikalischen Parameter und ihre Historie Bescheid wissen.

Darüber hinaus sind auch Business-Anwendungen integrierbar, was die durchgängige Digitalisierung kompletter Prozessketten ermöglicht. Mithilfe intelligenter Cloud-Services und regelbasierter Eingriffe entsteht so eine Basis für autonom agierende Systeme.

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