Digitalisierung ist einer der zentralen Treiber für Innovation und eine wesentliche Kraft hinter disruptiven Geschäftsmodellen in vielen Branchen. Im Kontext von Industrie 4.0 hält die Digitalisierung auch mit hoher ­Geschwindigkeit Einzug in den deutschen Maschinen- und Anlagenbau. Unternehmen legen im Rahmen von umfassenden Digitalisierungsstrategien die wichtigen strategischen Handlungsfelder fest, um sich im zukünftigen Marktumfeld mit neuen Technologien und intelligenten Lösungen erfolgreich zu positionieren. Das gilt auch für den Dortmunder Systemanbieter KHS, der seine Digitalisierungsstrategie konsequent verfolgt. Dazu gehört, dass zahlreiche digitale Projekte sich bereits in der Umsetzung befinden, die sowohl die Effizienz der internen Geschäftsprozesse bei KHS steigern als auch die Kundenlösungen und Services des Unternehmens immer weiter optimieren.

»Digitalisierung bietet ein enormes Nutzenpotenzial für unsere Kunden, das es offenzulegen gilt.«

Ganz klar Chefsache

Das Thema Digitalisierung ist bei KHS hoch aufgehängt: Für die unternehmensweite Steuerung und schnelle Implementierung seiner digitalen Transformation hat KHS eine Task-Force Digitalisierung ins Leben gerufen, die mit Topmanagern aus den Bereichen Service, Produktdivisionen, Technologiemanagement, Einkauf und IT besetzt ist. Dr.-Ing. Peter Stelter, Executive Vice President Strategy & Technology Management bei KHS, zählt einige Eckpunkte der Digitalisierungsstrategie von KHS auf: „Die großen Themen, mit denen wir uns aktuell beschäftigen, sind die Klärung der Technologieentwicklung, die Integration und Vernetzung, Cybersecurity beziehungsweise Datensicherheit, der Aufbau der entsprechenden Kompetenzen und das Herbeiführen eines kulturellen Wandels.“ Zum letzten Punkt zählt er, dass Elemente der Digitalisierung zwingend in die Aus- und Weiterbildung der Mitarbeiter einfließen müssen.

Die Digitalisierungsaktivitäten von KHS zielen in vier Stoßrichtungen: Sie unterstützen die Produktion der Kunden, die KHS-Produktentwicklung sowie die KHS-eigene Produktion und den Service.

Die Produktion von Brauereien und Getränkeherstellern besteht aus der eigentlichen Getränkeherstellung und -konditionierung, der Abfüllung in unterschiedliche Behälter sowie deren Dekoration und Kennzeichnung und schließlich aus der Verpackung – von der Sekundärverpackung bis hin zur Palettierung. Dabei handelt es sich um eine hochautomatisierte Massenfertigung, für die ein effizienter und reibungs­loser Produktionsablauf sichergestellt werden muss. Dafür unterstützt intelligente Software dabei, Informationen aus der Linie und aus dem ERP-System der Kunden in Echtzeit zu verarbeiten. Transportroboter, heute meist lasergeführt, realisieren die Intralogistik und agieren in den Anlagen wie von Geisterhand gesteuert. Digitale Lösungen ermöglichen größere Transparenz, bessere Qualität sowie höhere Anlageneffizienz und unterstützen bei der Wartung und Instandhaltung.

Betrachtet man die Produktionsanlagen der Kunden als Produkte, die KHS entwickelt, konstruiert und fertigt, muss der interne Produktentwicklungsprozess weitgehend papierlos gestaltet werden. Vernetzung und Digitalisierung leisten auch bei KHS selbst einen signifikanten Beitrag zur weiteren Optimierung der Produktivität und Flexibilität der Fertigungs- und Montageprozesse. Die Herausforderung besteht hier in einer evolutionär gewachsenen, teilweise heterogenen IT-Landschaft. Alle Systeme müssen durch geeignete Schnittstellen und Protokolle sinnvoll aufeinander abgestimmt werden, um beispielsweise eine durchgängige Datenhaltung der unterschiedlichen Systeme sicherzustellen und so der Vision der „Single Source of Truth“ Rechnung zu tragen, also eine weitgehend redundanzfreie IT-Landschaft zu realisieren. Stelter erklärt, warum die sukzessive Um­setzung so anspruchsvoll ist: „Als weltweit am Markt agierendes Unternehmen muss es uns neben dem laufenden operativen Geschäft gelingen, uns über die Digitalisierung neu zu erfinden. Dabei ist auf einen nahtlosen Übergang von den bestehenden zu den neuen Systemen zu achten. Vor allen Dingen ist es erforderlich, die zahlreichen Bestandsmaschinen im Markt, die noch viele Jahre im Einsatz sein werden, durch Nachrüstungen mit den neuen innovativen Möglichkeiten, die die Digitalisierung bietet, aufzuwerten.“

Info

Maschine in der Cloud

Selbstständiger Datenaustausch

Mobile Geräte verschiedener Funktionsträger kommunizieren zum Beispiel über Bluetooth mit der Maschine.

* OEE: Overall Equipment Effectiveness = Gesamtanlageneffektivität (GAE).

Blick über den Tellerrand

Da aber laut Stelter disruptive Digitalisierungslösungen auch Impulse von außen erfordern, ist der Blick über den Tellerrand unverzichtbar: Dafür kooperiert KHS mit Universitäten und innovativen Unternehmen, die kreative Lösungen und spezialisierte Dienstleistungen bieten. Digitalisierungsprojekte werden aber auch gemeinsam mit innovativen Kunden vorangetrieben. Ein Beispiel: Aktuell arbeitet KHS mit verschiedenen Getränkeabfüllern und weiteren Kooperationspartnern an Condition-Monitoring-Systemen, die potenzielle Ausfälle allein aufgrund einer Analyse von gemessenen Maschinensignalen vorhersagen können. Mit Hilfe von Verschleißmodellen lassen sich in Zukunft Restlaufzeiten von Bauteilen prognostizieren. Durch die Analyse großer Datenbestände mit statistischen Methoden und maschinellem ­Lernen können Abweichungen vom Normalverhalten der Maschinen vorhergesagt und kann rechtzeitig vor Qualitätsmängeln und ungeplanten Ausfällen gewarnt werden.

Ein weiteres Digitalisierungsprojekt von KHS ist Performance Control 4.0, die zählende Steuerung. Unter anderem erfasst sie die Anzahl aller umlaufenden Behälter, optimiert die Pufferkapazitäten und sorgt so für einen kontinuierlicheren und sanfteren Lauf der gesamten Linie (siehe Artikel „Das Beste vom Besten“).

Leuchtturmprojekte auf der drinktec

Einige neue Lösungen werden anlässlich der drinktec im Rahmen des KHS Future Labs erstmals präsentiert. Dazu gehören etwa die Montageplanung auf der Basis von 3-D-CAD-Daten, die virtuelle Visualisierung von Abfülllinien sowie Anwendungen der Augmented Reality, die reale Objekte gemeinsam mit ergänzenden digitalen Inhalten darstellen. Gezeigt werden in München zudem die RFID-Erkennung von Formatteilen sowie erste Anwendungen der Condition-based Maintenance mit integrierter Datenanalyse.

Neue, weitergehende Lösungen entwickelt KHS auch in Richtung sichere Bedienung und Wartung von Maschinen und Anlagen, erklärt Stelter. „Das Projekt ‚Maschine als Cloud‘ macht es möglich, dass die Anlage erkennt, wann welcher Mitarbeiter in welcher Rolle – zum Beispiel als Maschinenbediener, Vorarbeiter oder Produktionsplaner – bestimmte Aufgaben ausgeführt hat. Das Softwaresystem findet die mobilen Geräte der Mitarbeiter über Nahfunktechnik und sendet ihnen in einer App die für sie jeweils relevanten Informationen über den Zustand der Maschine und der gesamten Abfüllan­lage.“ Aus ihrem digitalen Alltag und der Nutzung von zunehmend intuitiveren mobilen Endgeräten sind Kunden und deren Mitarbeiter ein Höchstmaß an Komfort gewohnt. Daraus leiten sich wachsende Ansprüche auch in der Arbeitswelt ab, denen KHS mit einer neuen, noch nutzerfreundlicheren Maschinenbedienung entspricht: Das weiterentwickelte ClearLine HMI, das auf der drinktec erstmals vorgestellt wird, glänzt mit gestenbasierter Bedienung, übersichtlichem 21,5-Zoll-Display und einer Service-Intervall-Anzeige.

»Als weltweit agierendes Unternehmen müssen wir auf einen nahtlosen Übergang von den bestehenden zu den neuen Systemen achten.«

Dr.-Ing. Peter Stelter,
Executive Vice President Strategy & Technology Management, KHS GmbH

Virtueller Branchenprimus

Als besonders gut aufgestellt und bei der Digitalisierung weit fortgeschritten sieht Stelter KHS speziell in allen Projekten, die sich um das virtuelle Produkt ranken: „In der 3-D-Konstruktion mit dem digitalen Master, im Virtual-Reality-Flug durch eine Anlage und im virtuellen Design Review sind wir im Vergleich zu anderen Maschinen- und Anlagenbauern sehr weit vorne“, erklärt er. Bisher standen im Bereich der 3-D-Konstruktion die exakte Planung und das Einpassen von Anlagen und Linien in vorhandene Gebäude und Hallen im Fokus: Insbesondere das Laserscan-Verfahren von Gebäuden ermöglicht eine schnellere und durchgängige Bearbeitung in der Anlagenplanung. Das verkürzt die Durchlaufzeit vom Angebot bis zum Auftrag – für die Kunden ergibt sich eine höhere Planungssicherheit hinsichtlich der Kosten und Termine. Angesichts der zunehmend besseren virtuellen Visualisierung mit Hilfe von Virtual-Reality-Endgeräten sind die Möglichkeiten heute entsprechend vielfältiger geworden: War in der Vergangenheit ein versierter KHS-Mitarbeiter für die Navigation erforderlich, ist heute die Navigation für jedermann einfach möglich. Neue Endgeräte wie Datenbrillen machen es möglich, eine Anlage „virtuell zu begehen“ und erforderliche Anpassungen durchzuführen, bevor das erste Blech gebogen und die erste Schweißnaht gelegt ist. Das erleichtert die technische Klärung und vereinfacht die Abstimmung enorm.

Digitaler Zwilling

Neben der Darstellung der vollständigen Geometrie ­einer Anlage kann das dynamische Verhalten der KHS-Linien und ihrer Komponenten simuliert werden, etwa der Transport oder die Verpackungs- und Palettierfunktionen. Dabei werden die Reaktionen zum Beispiel von ­Behältern und Fördereinrichtungen physikalisch mit Reibung und Kontakt simuliert. Da auch mechatronische Komponenten wie die Sensoren mit abgebildet werden, kann die Anlagensteuerung miteinbezogen werden.Dies ermöglicht kürzere Inbetriebnahmezeiten und einen schnelleren Linienanlauf.

Eine weitere Anwendung für die 3-D-Simulation, die sich in Vorbereitung befindet, ist die Schulung von KHS-Service-Technikern und Bedienern auf Kundenseite: An 3-D-Modellen der Anlagen können diese zukünftig ­virtuelle Werkzeuge in die Hand nehmen und den Ersatzteil- oder Formatwechsel praktisch üben.

Innovationen mit Alleinstellung

Jenseits der KHS-Domäne 3-D-Visualisierung und -Simulation betont Stelter auch das Potenzial von ganz anderen, jüngst erfolgreich zur Marktreife gebrachten, disruptiven KHS-Innovationen. „Mit Neuentwicklungen wie unserer Direktdrucklösung Direct Print Powered by KHS™ verfügen wir über echte Alleinstellungen“, betont er. „Speziell im Zusammenhang mit dieser Technologie haben wir neue Geschäftsmodelle entwickelt, die erste Cloud-Anwendungen enthalten. Die Flaschendekoration kann online in einer Cloud-Plattform erstellt werden und innerhalb von Minuten auf unserer Digitaldruckmaschine gedruckt werden. Damit können Getränkehersteller nicht nur Produkte sehr viel schneller in den Markt einführen, sondern auch komplett flexibel auf sich ständig ändernde Kundenbedürfnisse reagieren – Digitalisierung macht es möglich.“

Enormer Nutzen für die Kunden

Essenziell findet Stelter, dass die Digitalisierung bei KHS keinesfalls dem Selbstzweck dient, sondern vielmehr enorme Nutzenpotenziale für die Getränkeindustrie bereithält: „Am Ende zählt für unsere Kunden die Effizienzsteigerung ihrer Abfüll- und Verpackungslinien. Das bedeutet, dass sie weniger Ersatzteile benötigen, dass sie unnötige Wechsel vermeiden und dass sie frühzeitig über Informationen verfügen, um Stillstände und Folgeschäden zu verhindern. Es geht um bessere Qualität und höhere Effizienz. Wenn wir Produkte und Leistungen anbieten, die dieses Versprechen einlösen und die den Getränkehersteller kommerziell voranbringen, dann ist er auch bereit, Geld dafür auszugeben“, weiß Stelter und prognostiziert: „In Zukunft werden Maschinenfunktionen häufig über Softwaremodule realisierbar sein. Damit können die Anlagen flexibler an verschiedene Anforderungen angepasst werden.“ Da ist es nur folgerichtig und weitsichtig, dass sich KHS nicht nur als Anlagen- und Maschinenbauer versteht, sondern als Systemanbieter – und das nicht erst seit heute.

Ihr Ansprechpartner zum Thema

Dr.-Ing. Peter Stelter
Executive Vice President Strategy & Technology Management
KHS GmbH, Dortmund

Telefon: +49 (0)231 569 - 1905
E-Mail: peter.stelter@khs.com