In enger Kooperation zwischen Forschenden der FH Graubünden und Mitarbeitenden der Trumpf Schweiz AG wurden in den vergangenen Monaten verschiedenste Industrie-4.0-Initiativen entwickelt und analysiert. Die Kombination aus Fachwissen und Industrieerfahrung führte zu spannenden Ansätzen und zur Erkenntnis wichtiger Zusammenhänge.

Text: Prof. Dr. habil. Patricia Deflorin, Matthias Werner / Bild: Prof. Dr. habil. Patricia Deflorin

Die vierte industrielle Revolution bietet grosse Potenziale zur Erschliessung neuer Geschäftsmöglichkeiten, zur Schaffung neuer Wertangebote für Kundinnen, Kunden und Mitarbeitende, aber auch zur Verbesserung interner und externer Prozesse. Grundlage für diese Veränderungen ist die Verfügbarkeit relevanter Informationen in Echtzeit durch die Vernetzung aller an der Wertschöpfung beteiligten Instanzen sowie die Fähigkeit, aus den Daten Mehrwerte abzuleiten. Die Grundlagen der Industrie-4.0-Initiativen sind somit Technologien, Daten und Vernetzung, um die Daten zu sammeln, zu speichern und zu analysieren. Die Möglichkeiten sind vielfältig – wichtig ist zu erkennen, welche Ziele verfolgt werden sollen.

Kooperationsziele und Rahmenbedingungen

Im Zentrum des von Innosuisse (früher: Kommission für Technologie und Innovation KTI) geförderten Projekts steht die Erarbeitung einer Industrie-4.0-Roadmap. Das Projektkonsortium umfasst vier Wirtschaftspartner (Trumpf Schweiz AG, United Grinding Group, Schöttli AG und Zellweger Management Consultants) und zwei Forschungspartner (FH Graubünden, Universität St.Gallen). Während die Erarbeitung der Industrie-4.0-Ideen und die daraus resultierende Roadmap unternehmensspezifisch erfolgt, ermöglicht der unternehmensübergreifende Vergleich die Ableitung von Vorgehensweise und Methodensets zur Erstellung einer Industrie-4.0-Roadmap.

Industrie-4.0-Initiativen erarbeiten: Vielzahl an Möglichkeiten

Unterstützt durch den Einsatz unterschiedlichster Kreativitätstechniken hat das Projektteam der Trumpf Schweiz AG rund 80 Industrie-4.0-Ideen erarbeitet. Viele Ideen weisen starke gegenseitige Abhängigkeiten auf: So sind beispielsweise bestimmte Technologien für das Anbieten datenbasierter Dienstleistungen notwendig. Die Erkennung dieser Abhängigkeiten ist für die Erstellung einer Industrie-4.0-Roadmap zentral. Anhand eines Auswahlprozesses hat sich die Trumpf Schweiz AG auf die Ausarbeitung von sechs Ideen fokussiert.

Industrie-4.0-Initiativen analysieren: Gemeinsames Verständnis aufbauen

Industrie-4.0-Initiativen bedingen oftmals Veränderungen in mehreren Geschäftsmodelldimensionen: Nutzenversprechen, Kundenintegration und interne Leistungserstellung, Ertragsmechanik, Technologien und Fähigkeiten sowie Vernetzung zwischen Systemen, Maschinen, Menschen und Prozessen. Die im Rahmen der Industrie-4.0-Initiativen notwendigen Veränderungen wurden anhand eines Industrie-4.0-Canvass visualisiert. Die Festhaltung der Veränderungen auf einem A0-Canvass ermöglicht das Diskutieren der Abhängigkeiten. So kann zum Beispiel fehlende Technologie das Nutzenversprechen derart einschränken, dass eine Investition wenig zielführend sein würde.

Das vom Forschungsteam erarbeitete Analysetool hat wesentlich dazu beigetragen, dass die Workshop-Teilnehmenden ein gemeinsames Verständnis in Bezug auf den Inhalt der Industrie-4.0-Initiativen aufbauen konnten.

Zusammenhänge von Industrie-4.0-Initiativen: Investitionen in den Grundlagenaufbau

Basierend auf der Visualisierung der Industrie-4.0-Initiativen erfolgt eine detaillierte Analyse der Zusammenhänge. Einerseits werden die technischen Abhängigkeiten und die zeitliche Reihenfolge der Technologie-Investitionen analysiert, andererseits muss aufgezeigt werden, welche korrespondierenden Fähigkeiten notwendig sind. Anhand der analysierten Wirkungszusammen­hänge werden die zeitlichen Abhängigkeiten ersichtlich und es wird der kritische Pfad bestimmt. Anhand der Entscheidungen von «make or buy» sowie der Fristigkeiten (kurz-, mittel- oder langfristig) kann eine erste Abschätzung der Implementierungsdauer erfolgen. Zusätzlich werden die initiativenübergreifenden Abhängigkeiten ersichtlich.

Erfolgreiche Partnerschaften zwischen Wissenschaft und Wirtschaft

Innosuisse-Projekte bieten eine geeignete Plattform für Partnerschaften zwischen Wissenschaft und Wirtschaft. Ziel der angewandten Forschung ist das Transferieren theoretischer Erkenntnisse auf die Lösung praxisbezogener Herausforderungen. Das Forschungsteam entwickelt Methoden und Vorgehensweisen, während die Wirtschaftspartner mit ihrem Erfahrungsschatz und Expertenwissen zum Gelingen der Projekte beitragen. Die Aussensicht der Forschenden hilft zudem, bestehende Annahmen zu hinterfragen und neue Ansätze zu entwickeln.

Übergeordnetes Ziel für Trumpf Schweiz AG sind praxisnahe Lösungen, welche rasch umgesetzt werden können. Die Kooperation zwischen der Trumpf Schweiz AG und der FH Graubünden hat dieses Ziel erreicht: So konnten die wichtigsten Initiativen in die interne Projektplanung überführt werden.