Daten machen den Unterschied
Gastbeitrag von Benedikt Sturm, Mitgründer und CTO der Optalio GmbH zum Thema „Data Science – nachhaltiger Umgang mit wertvollen Ressourcen“.
Klimawandel, Energie- und Ressourcenknappheit sowie der Fachkräftemangel: Die Herausforderungen, vor denen die deutsche Wirtschaft steht, sind riesengroß. Ein entscheidender Lösungsweg ist das breite Instrumentarium von Data Science-Methoden: vom Data Mining und Big Data Analytics über künstliche Intelligenz (KI) und Machine Learning (ML) bis hin zu Cloud- und IoT-Architekturen. Zusammen ermöglichen sie es, Prozesse kontinuierlich zu verbessern, die Produktivität zu erhöhen und schließlich den Verbrauch von Energie und anderen Ressourcen zu reduzieren – so sichern sie die Wettbewerbsfähigkeit für die Zukunft.
Nach der Mechanisierung, der Elektrifizierung und der Computerisierung sind wir mit der aktuellen Digitalisierung in der vierten industriellen Revolution – der Industrie 4.0 – angekommen. Obwohl auch die vorhergehenden Phasen von Krisen und Umbrüchen geprägt waren, besteht gegenwärtig durch den Klimawandel ein akuter Unterschied. Denn die anstehenden Veränderungen sind weder zeitlich noch örtlich begrenzt. Neben einer Vielzahl an durch den Klimawandel bedingten Faktoren kommen noch weitere Veränderungen hinzu. Dazu zählen unter anderem der Umgang mit Energie und Rohstoffen, der demographische Wandel und fehlende Fachkräfte. Kurz gesagt: ein bunter Strauß an Herausforderungen.
Auch das produzierende Gewerbe und insbesondere der traditionsgeprägte deutsche Mittelstand stehen vor diesen Herausforderungen – und müssen sich ihnen stellen. Neben Trends wie der Robotik, der additiven Fertigung und Augmented wie Virtual Reality (AR/VR) nimmt allem voran das Thema Data Science eine alles entscheidende Rolle dabei ein. Denn kommen die dort angewandten Methoden und Technologien konsequent zum Einsatz, lassen sich mit ihrer Hilfe Energie und Ressourcen einsparen, Arbeitsprozesse optimieren, die Lebensdauer von Maschinen verlängern und vieles mehr.
Vom einfachen Messen bis zur Daten-Optimierung
Ein häufig vernachlässigter, aber ganz wesentlicher Faktor für den Erfolg der ersten industriellen Revolution waren Uhren. Denn Arbeitsprozesse mussten viel genauer gemessen, geordnet und zeitlich aufeinander abgestimmt werden, um im neu vorgegebenen Takt der Maschinen zu sein. Daneben verlangte deren zuverlässiger Betrieb das Erheben von immer mehr Messwerten. Bis in die von Computerisierung und Automatisierung geprägte dritte industrielle Revolution wurden solche Daten nur punktuell erhoben, ausgewertet und sehr eingeschränkt in einen Zusammenhang miteinander gebracht.
Dagegen stehen durch die Digitalisierung mittlerweile deutlich umfassendere und leistungsfähigere Möglichkeiten zur Verfügung, um Daten zu erheben, zu optimieren und einen Nutzen aus ihnen zu ziehen. Bei Optalio haben wir uns daher auf daten- und KI-basierter Prozess- und Produktionsoptimierung spezialisiert und bedienen uns dabei verschiedener Data-Science-Methoden. Einen Mehrwert liefern sowohl Daten aus Maschinen und Anlagen als auch aus Unternehmensprozessen – einschließlich ihrer Kombination. Das Entscheidende: Schon während der Daten-Optimierung lassen sich mittels KI und ML sehr große Datenmengen analysieren, Muster erkennen und Prognosen erstellen.
Hinter den Vorhang blicken
Ob zum einen Messwerte wie Druck, Energieverbrauch oder Viskosität oder zum anderen Informationen zu Lagerbeständen, Ausschuss oder Personalplänen: In der analogen Welt waren diese Daten auch vorhanden – sie entsprachen aber eher Momentaufnahmen, ohne dass Zusammenhänge zwischen historischen und aktuellen Daten erschlossen werden konnten. Das ist auch kein Wunder. Immerhin lässt sich allein die Masse an Daten, die nur eine einzelne Maschine innerhalb einer acht-Stunden-Schicht produziert, kaum bis unmöglich in angemessener Zeit auf analogem Wege verarbeiten.
Um tatsächlich hinter den Vorhang blicken zu können, müssen Daten erhoben, optimiert und schließlich mittels KI- und ML-Methoden analysiert werden. Bestenfalls in Form einer ganzheitlichen Datenstrategie mit einer Ende-zu-Ende-Lösung wie von Optalio. Denn um logische Muster erkennen und Prognosen treffen zu können, benötigt es eine geschlossene Data-Science-Kette: eine passgenauen IT-Infrastruktur inklusive IT-Security, leistungsstarke und sichere Cloud-Architekturen und fortschrittliche Algorithmen für KI und ML. Über Dashboards stellt die Optalio-Lösung die Ergebnisse dann übersichtlich dar und zugleich besteht die Möglichkeit, Echtzeitoptimierungen durchzuführen.
Mit Data Science sparen und Mehrwerte schaffen
Von Energie- und Ressourcenverschwendung über Fehlallokationen beim Personal bis hin zu Maschinenausfällen: In Produktions- und Unternehmensprozessen kann es aufgrund unzureichender Informationen bei der Planung immer wieder zu Fehlern kommen. Genau hier setzt Data Science an. So kann bei der Produktionsplanung mittels Daten aus ERP (Enterprise Resource Planning)-Systemen oder Data Warehouses eine Feinplanung für eine optimale Allokation von Personal- und Rohstoffressourcen erreicht werden. In Form einer Echtzeitoptimierung gelingt das etwa mit der Optalio-Lösung: Indem Nutzer die Fertigungsreihenfolge anhand des vorhandenen Personal- und Materialbestandes ideal in Einklang bringen, verbessert sich die Einlastung bei der Produktion.
Die Analyse von Messwerten gibt tiefe Einblicke in den Zustand von Maschinen und Anlagen. Dies kann beispielsweise Leistungsschwankungen kenntlich machen, die auf eine falsche Kalibrierung oder Schäden wie Leckagen hindeuten. Das versetzt die Verantwortlichen in die Lage, Predictive Maintenance zu nutzen, also frühzeitig Wartungsmaßnahmen einzuleiten. Wiederkehrende Muster können auf eine fehlerhafte Produktion hindeuten und der so erzeugte Ausschuss bleibt dank schneller Reaktion deutlich geringer.
Der Einsatz von Data-Science-Methoden sorgt insgesamt für ein Höchstmaß an Informationstransparenz. So sind unter anderem zeitnahe Entscheidungen in der Prozessplanung möglich, deren Auswirkungen beispielsweise die Lösung von Optalio in Echtzeit anzeigt, um mit den vorhandenen Ressourcen optimale Ergebnisse zu erzielen. Anwender können dadurch die Verschwendung von Rohstoffen und Energie systematisch bekämpfen, Personal- oder Lieferengpässen methodisch begegnen, ungeplante Maschinenstillstände verhindern und vieles mehr. Die Folge: deutliche Kostensenkungen, mehr Produktivität, weniger Überschuss und Mitarbeitende, die sich auf das Wesentliche konzentrieren können – kurzum: eine gesteigerte Wettbewerbsfähigkeit. Und dank der umfassenden Einsparpotenziale sinken insgesamt die CO2-Emissionen, ein nachhaltiger Umgang mit wertvollen Ressourcen ist möglich und Unternehmen machen einen großen Schritt in Richtung Klimaneutralität.
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https://www.optalio.de/Auf-dem-Weg-zur-Green-Industry?mtm_campaign=Trendreport&mtm_cid=2023-001
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