Als jüngste Herausforderung belastet die US-Zollpolitik die ohnehin schon angespannte Auftragslage. Unternehmen, die im hart umkämpften Wettbewerb erfolgreich bestehen wollen, müssen ihre Prozesse immer wieder auf den Prüfstand stellen und nicht nur in Richtung neuer Produkte, sondern auch neuer Geschäftsmodelle denken. Der Schlüssel dazu liegt in der kontinuierlichen Auswertung und Nutzung der anfallenden Daten: Vor allem dort, wo Unternehmen ihre Daten nicht nur zur internen Optimierung nutzen, sondern sie auch mit anderen teilen und handeln, entstehen neue Konzepte und Strategien.
Für den Industriestandort Deutschland mit seinem starken Mittelstand ist Edge Computing ein passender Hebel: Schnelle Reaktionszeiten, reduzierte Übertragungskosten, der Schutz sensibler Geschäftsdaten, Ausfallsicherheit bei Internetproblemen und Entscheidungen in Echtzeit bieten maßgebliche Vorteile, um datengestützte KI-Anwendungen zu ermöglichen.
Wie vielseitig Edge Computing Prozesse verbessern und neue Geschäftsmodelle ermöglichen kann, zeigen die vier Produktionsprojekte EASY, EDNA, ESCOM und openFLaaS. Im Technologieprogramm „Edge Datenwirtschaft“, gefördert vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR), haben sie seit drei Jahren an praxisnahen Lösungen für die Fertigungsindustrie gearbeitet.
Wirkungsfeld Produktivität: Routinearbeit entlasten, Expertise skalieren
Bis jetzt sind Anwendungen, die industrielle Daten auswerten, noch viel zu aufwändig. Deshalb hat EASY eine auch für mittelständische Unternehmen kostengünstig einsetzbare und leicht zu betreibende Analyse- und Steuerungsplattform entwickelt. Typische Aufgaben wie Verschleißerkennung oder Produktionssteuerung laufen dort, wo die Daten entstehen. Die Easy-Plattform kann im Prinzip jedes Unternehmen einsetzen. Sie beruht überwiegend auf Open-Source-Komponenten und kann von der Unternehmens-IT selbstständig betrieben werden. Das senkt Einstiegskosten und erleichtert den ersten Schritt. Die Analyseverfahren selbst sind branchenspezifisch – hier ist die entsprechende Expertise gefragt: Diskrete Produktionsprozesse mit Werkzeugmaschinen laufen anders ab als ein chemischer Prozess.
Für den Mittelstand besonders wertvoll ist das föderierte Lernen, das EASY mitgedacht hat. Unternehmen mit ähnlichen Prozessen trainieren ihre Modelle jeweils vor Ort und tauschen nur die Lerneffekte aus – nicht die Rohdaten. Aus diesen Beiträgen entsteht ein gemeinsames, verbessertes Modell, das alle nutzen können. So profitieren Betriebe mit begrenzten Datenbeständen von der Erfahrung der anderen, ohne Geschäftsgeheimnisse preiszugeben.
Wirkungsfeld Energie & Kosten: Transparenz schaffen, schneller gegensteuern
Die ökologische und ökonomische Optimierung von Produktion und Logistik ist ein wichtiger Erfolgsfaktor im industriellen Wettbewerb. Am Beispiel der Produktion von LKW-Aufliegern hat EDNA Modelle und Software konzipiert und erprobt, die nicht nur den CO2-Ausstoß in der Produktion selbst, sondern auch in der Lieferkette verbessern. Dabei wurde der Einsatz von Edge- und Cloud-Computing gezielt mit KI-Methoden und digitalen Zwillingen kombiniert.
In den vergangenen drei Jahren sind Dashboards mit Fokus auf Nachhaltigkeitskennzahlen und Effizienzkennzahlen in der Produktion entwickelt und Logistikthemen aufgearbeitet worden. Dabei ging es zum Beispiel darum, die CO2-Emissionen von Trailern im Straßengüterverkehr zu bestimmen, wobei verschiedene Technologien wie telematikbasierte Datenerfassung oder künstliche Intelligenz zum Einsatz kamen – hilfreich für Verbrauchs- und CO₂-Berechnungen sowie für Disposition und Sicherheit. Mit der zuverlässigen Datenerhebung an der Edge rückt auch automatisiertes Reporting näher: Nachhaltigkeits- und Effizienzberichte lassen sich dann schrittweise standardisieren – bis hin zu produktgenauen CO₂-Werten.
Wirkungsfeld Datensouveränität: Know-how schützen, Kooperation ermöglichen
Im Maschinenbau treffen häufig zwei berechtigte Interessen aufeinander: Anlagenbetreiber wollen Prozessdaten schützen und selbst über Zugriffe entscheiden. Komponentenhersteller benötigen ausgewählte Signale, um Zustände zu diagnostizieren und Services zu verbessern. Aus Sorge vor Datenabfluss und unklaren Rechten bleiben viele Daten ungenutzt, obwohl Wartung und Anlagenstabilität davon profitieren würden. Die Folge: Wartung nach Gefühl, unnötige Stillstände und teure Teilewechsel. Kooperationen scheitern zudem an heterogenen Schnittstellen.
ESCOM hat auf vertrauenswürdige Kommunikationstechnologien, vor allem auch auf europäische Standards wie Gaia-X und die Verwaltungsschale gesetzt und eine Lösung entwickelt, bei der die Daten nicht das Unternehmen des Anwenders verlassen müssen, um zum Beispiel Predictive Maintenance umzusetzen oder Anomalien in den Komponenten zu erkennen. Die Analyse läuft vor Ort auf dem Werksrechner und liefert eine verständliche Entscheidungshilfe wie Restlebensdauer oder Wartungsempfehlung. Der Ansatz ist über den Maschinenbau hinaus übertragbar, kann zum Beispiel auch im Health-Bereich oder in der Agrarbranche genutzt werden.
Wirkungsfeld Dokumente & Compliance: Sensible Inhalte lokal verarbeiten
Viele industrielle Abläufe hängen an Dokumenten: Ausschreibungen, Verträge, Lastenhefte und Prüfberichte. openFLaaS stellt eine Plattform bereit, über die KI-Analysen dieser Dokumente in geschützten Räumen auf Endgeräten (Edge-Geräten) im jeweiligen Unternehmen ausgeführt werden. Der sichere, souveräne und vertrauenswürdige Austausch der verarbeiteten Daten sowie die Ausführung der KI über die verschiedenen Geräte hinweg erfolgt in Datenräumen, die dem Gaia-X-Standard folgen. Das fördert die sichere und effiziente Digitalisierung von Unternehmenswissen unter Wahrung der Datenhoheit.
Hilfestellung und Orientierung bei der Einführung von Edge-Cloud-Technologien
Die Beispiele zeigen einen roten Faden: Entscheidungen dort treffen, wo Daten entstehen, nur notwendige Ergebnisse, aber keine Rohdaten teilen und Standards wie Gaia-X und die Verwaltungsschale nutzen. Die Erfahrungen, die die Projektpartner aus Wirtschaft und Forschung in den letzten drei Jahren gemacht haben, sind in drei Publikationen eingeflossen. Unternehmen, die sich für Edge-Cloud-Technologien interessieren, finden hier Informationen und praktische Handlungsempfehlungen: Unter edge-datenwirtschaft.de stehen eine Orientierungshilfe zur Bewertung von Edge-Cloud-Systemen, ein Leitfaden zum Kostenmanagement und ein Leitfaden über Dateninfrastrukturen für Datenökosysteme zum Download zur Verfügung.
Bild: © VDI/VDE Innovation + Technik GmbH
„Die Zukunft der Industrie“ erschienen. Das vollständige Journal können Sie sich hier kostenlos herunterladen: