Digitalisierung

ERP und Industrie 4.0

Was leisten ERP-Systeme für die Umsetzung von Industrie 4.0?

15. April 2020 von Sandy Eggert

ERP und Industrie 4.0

Hinter dem Begriff Industrie 4.0 verbirgt sich im Allgemeinen die intelligente Vernetzung von der Produktentwicklung über die Produktion, Logistik und Vertrieb bis hin zum Produkteinsatz inkl. der Services sowie einer möglichen Entsorgung oder Recycling. Diese Entwicklungsstufen sollen mit Hilfe von ERP-Systemen in Echtzeit unterstützt werden. Dazu hat die Redaktion der Zeitschrift ERP Management Fragen abgeleitet, die einige ERP-Anbieter beantworten konnten.

Der folgende Beitrag stellt eine Zusammenfassung der Antworten zu den Themenbereichen Softwarearchitektur, MES-Integration, Datenqualität sowie die Integration von Machine Learning und künstliche Intelligenz dar. Ferner sind im Anschluss Tabellen mit den detaillierten Antworten der ERP-Anbieter aufgeführt.

Es haben sich insgesamt 12 Anbieter mit ihren Lösungen an der aktuellen Umfrage beteiligt. Die Umsetzung von Industrie 4.0 erfordert eine enge Verzahnung der Produktionsprozesse mit Daten und Systemen. Dabei geht es um eine Individualisierung der Produkte sowie eine starke Vernetzung [1]. Um dies zu erzielen wird von einer vertikalen Automatisierungskette gesprochen, die sich von der Ebene der Produktion, über die MES-Ebene bis hin zur ERP-Ebene, also der geschäftsebene erstreckt. Damit spielen ERP-Systeme eine nicht unbedeutende Rolle bei der Umsetzung von Industrie 4.0 und benötigen in diesem Zusammenhang eine flexible Softwarearchitektur, um einfach Drittlösungen integrieren zu können. Die meisten Systeme in dieser Befragung bieten eine offene Systemarchitektur (3-Schicht-Architektur), in die über Serviceschnittstellen (API) Drittlösungen flexibel integriert werden können.

MES-Integration

Ausgehend von der vertikalen Automatisierungskette, die sich über die Ebenen Produktion, MES und ERP erstreckt, stellen Manufacturing Execu-
tion Systeme, also MES-Systeme die mittlere und damit die verknüpfende Ebene dar. Die Hälfte der an der Umfrage beteiligten Systeme bietet eine flexible Anbindung von externen MES-Systemen. 4 Anbieter stellen eine eigene MES-Lösung zur Anbindung bereit und 2 Anbieter bieten eigene Module mit entsprechenden MES-Funktionen an.


Tabelle 1: Übersicht der teilgenommenen Anbieter mit ihren ERP-Systemen.

Datenqualität

Um eine hohe Datenqualität zu gewährleisten stellen Anbieter Plausibilitätsprüfungen bei der Dateneingabe bereit sowie ihre Unterstützung bei der Datenübernahme von Altsystemen, welche meist mit Migrationstools durchgeführt wird. Weiterhin werden Schulungen zum Datenmanagement angeboten. 

Integration von Machine Learning und KI

Der Einsatz von Machine Learning und künstlicher Intelligenz (KI) in der Fabriksteuerung soll zum selbständigen Lösen bestimmter Aufgaben oder Probleme führen und damit den Mitarbeitern eine effiziente Überstützung bieten. Vorteile des Einsatzes von KI sind vor allem das Treffen von Entscheidungen, welche auf Echtzeitanalysen basieren und auch in Echtzeit ausgeführt werden können. Die Basis dafür stellt die Integration aller relevanten Daten dar, damit zuverlässige Vorhersagen ermöglicht werden können. Die größten Vorteile des KI-Einsatzes in der Fabriksteuerung am Beispiel einer variantenreichen Serienfertigung sind nach Gronau [2]:

  • Verkürzung der Durchlaufzeiten durch Reihenfolgeplanung in Abhängigkeit von der variantenspezifischen Bearbeitungszeit
  • Berücksichtigung von Abhängigkeiten bei hoher Variantenvielfalt 
  • Optimierung der Zusammenstellung von Reihenfolgen durch geeignete Klassifizierung und Prognosefähigkeit
  • Optimierte Zusammenstellung von Varianten in Abhängigkeit von unterschiedlichen Produktionsszenarien
  • Hohe Planungsqualität bzgl. der Reihenfolgenzusammenstellung durch Anwendung von KI-Verfahren.

In der aktuellen Umfrage wurden die Anbieter von ERP-Systemen gefragt, welche Rolle das Thema Integration von Machine Learning und künstlicher Intelligenz (KI) innerhalb der Weiterentwicklung ihrer Lösungen spielt. Für nahezu alle Anbieter spielen diese Themen eine wichtige Rolle bei der Weiterentwicklung der Systeme. Während einige Anbieter mit Partnern auf diesem Gebiet zusammenarbeiten, bieten andere Anbieter bereits auf eigenen Plattformen fertige Anwendungen, um Machine Learning und KI einfach in die Software einzubinden. Ein weiterer Anbieter unterstützt bereits Machine Learning- und KI-basierte Lösungen bei der Echtzeitplanung von Servicetechnikern. 

Intelligente Datenanalysen

Weiterhin wurde gefragt, ob mit den angebotenen ERP-Systemen auch intelligente Datenanalysen durchgeführt werden können. Hier verweisen die Anbieter zum Teil auf Partnerprodukte, die einfach an das ERP-System angebunden werden können. Zudem sind auch intelligente Datenanalyse auf Basis eigener Data Warehouses möglich. Der Anbieter IFS nutzt bspw. das Konzept eines digitalen Zwillings um eine virtuelle Repräsentation des Unternehmens und seiner Prozesse zu erzeugen. Die Kombination der KI mit dem digitalen Zwilling der Organisation kann dann zur Lösung übergreifender Probleme eingesetzt werden.

Ausblick

Es ist festzuhalten, dass ERP-Anbieter erste Anstrengungen zur Umsetzung von Industrie 4.0 vorgenommen haben. Jedoch lässt die geringe Anzahl an Teilnehmer im Rahmen dieser Befragung den Schluss zu, dass sich ein Großteil der ERP-Anbieter noch nicht intensiv mit dem Thema Industrie 4.0 beschäftigt. 


Auszug auf der Marktübersicht
ERP-SystemeIndustrie 4.0intelligente FertigungMarktüberblick


[1] Steckenreiter, T.; Pötter, T.; Riehle, C.: Industrie 4.0 ist kein digitaler Wandel, sondern eine Revolution, Industrie Management 2/2018, S. 43-47
[2] Gronau, N.: Integration von Künstlicher Intelligenz in die Fabriksteuerung, In: Productivity Management 4/2019, S. 31-33




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