Kundenanfrage für das IT-Projekt Digitale Vernetzung

Liebes DV-Team,

folgende Anfrage haben wir von möglichen Kunden erhalten. Den Auftrag werden wir an Land ziehen. Schaut bitte schonmal drüber und macht Euch Gedanken, der Kunde möchte asap starten.

Gruß Jule Vertrieb

Betreff: Anfrage zur Optimierung und Integration einer automatisierten Produktionskette für die Fertigung von Zulieferteilen für landwirtschaftliche Maschinen

Sehr geehrte Damen und Herren, die Unternehmen Autronic GmbH, BrennTech AG, ClearSort Solutions GmbH und DepotLogistics KG arbeiten bereits seit mehreren Jahren erfolgreich zusammen, um in unserer Branche als Zulieferer von Präzisionsbauteilen für landwirtschaftliche Maschinen wettbewerbsfähig zu bleiben. Um unsere Effizienz weiter zu steigern und den wachsenden Anforderungen des internationalen Marktes gerecht zu werden, möchten wir unsere Produktionsabläufe, die bisher in den einzelnen Unternehmen weitgehend autark ablaufen, besser vernetzen und automatisieren. Ziel dieses Forschungs- und Entwicklungsprojekts (R&D) ist es, eine automatisierte, vernetzte Produktionskette zu simulieren und die technischen sowie wirtschaftlichen Potenziale einer engeren Zusammenarbeit auszuloten.

Hintergrund: Unsere Produktionskette umfasst mehrere Teilschritte:

• Die Autronic GmbH ist spezialisiert auf die mechanische Bearbeitung von Rohmaterialien mit Schwerpunkt auf Präzisionsbohrungen und -fräsungen und stellt hochwertige Halbzeuge her.
• Die BrennTech AG übernimmt diese Halbzeuge und veredelt sie durch thermische Spezialbehandlung, wodurch die gewünschten Materialeigenschaften und Oberflächenbeschaffenheiten hergestellt werden.
• Die ClearSort Solutions GmbH ist für die Sortierung und Logistikvorbereitung der gefertigten Komponenten verantwortlich.
• Die DepotLogistics KG stellt das Bindeglied unserer Fertigungskete zur Logistik dar, indem sie die Lagerhaltung übernimmt.

Trotz dieser gut abgestimmten Arbeitsteilung erfolgt die Steuerung der jeweiligen Produktionsprozesse weitgehend isoliert voneinander. Um unsere Marktposition zu stärken, wollen wir eine gemeinsame, integrierte Automatisierungslösung entwickeln, die eine effizientere Abstimmung ermöglicht, ohne die Autonomie der einzelnen Unternehmen zu beeinträchtigen.

Projektziel: Das Ziel dieses Projekts besteht darin, eine modellhafte Simulation unserer Produktionskette durchzuführen, bei der die einzelnen Produktionsschritte automatisiert und digital vernetzt werden. Hierbei soll geprüft werden, ob eine umfassende Vernetzung der Prozesse durch cyber-physische Systeme (CPS) sinnvoll und wirtschaftlich umsetzbar ist. Die Simulation soll in einer Laborumgebung auf Basis existierender Modelle durchgeführt werden, soll aber realistische Bedingungen unserer Produktionsabläufe nachbilden.

• Das gesamte Projekt ist agil mit der Methode SCRUM durchzuführen, um hohe Kundennähe zu gewährleisten und flexibel reagieren zu können.
• Eine Abnahme von Teilschritten oder Ergebnissen erfolgt nur, wenn durch entsprechende Tetsts das Erreichen der Vorgaben nachgewiesen wurde.

• Die im Folgenden aufgestellten Anforderungen stellen die ersten Vorstellungen des Kunden dar. Sie sind in einem Anforderungsworkshop mit dem Kunden gemeinsam zu spezifizieren und in ein Product Backlog umzusetzen.
• Zu jeder Anforderung sollen Alternativen anhand der Anforderungskriterien geprüft und abgewogen werden. Die Abwägung ist zu dokumentieren, die Auswahl zu begründen.
• Jede Anforderung ist zwingend mit einem Test zu versehen („Definition of Done“), so dass klar definiert ist, wann die Anforderung erfüllt ist.
• Anforderungen werden von Teammitgliedern getestet, die grundsätzlich nicht an der Umsetzung der gleichen Anforderung beteilig waren.
• Alle Tests sind zu protokollieren, das Testprotokoll ist Teil der Dokumentation.

• Nach dem Anforderungsworkshop ist ein Angebot zu kalkulieren. Das Angebot ist bis Ende der zweiten Woche an den Kunden zu versenden.
• Während des Projekts sind die tatsächlich anfallenden Stunden und Kosten aufzuzeichenen und mit der Kalkulation abzugleichen.

• Analyse und Integration der Produktionsabläufe: Die Produktionsanlagen der vier beteiligten Unternehmen sollen in der Simulation durch modellhafte Prototypen repräsentiert werden. Diese Modelle müssen die wesentlichen Produktionsschritte – von der Bearbeitung des Rohmaterials über die Weiterverarbeitung, Lagerung bis hin zur Versandvorbereitung – abbilden. Dabei ist zu prüfen, inwieweit zusätzliche Elemente in Form selbst gefertigter Geräteprototypen zur Erweiterung der Simulation erforderlich sind, um die reale Produktionskette adäquat darzustellen.
• Koordination der Produktionsprozesse: Die Produktionsanlagen der einzelnen Unternehmen sollen über standardisierte Schnittstellen miteinander kommunizieren. Für die übergeordnete Steuerung schlagen wir den Einsatz von OPC UA vor, da es sich in der Industrie-4.0-Umgebung bereits als Standard etabliert hat. Diese Technologie verwenden wir bereits an verschiedenen Stellen in unseren Produktionsanlagen, und eine Ausweitung würde unsere bestehenden Systeme sinnvoll ergänzen.
• Gebäudeautomatisierung und Produktionsumgebung: Neben der Vernetzung der Produktionsanlagen möchten wir prüfen, inwieweit die Gebäudeinfrastruktur in die Produktionsprozesse integriert werden kann. Hierbei ist der Einsatz von KNX-Technologie von Interesse, da einige unserer Produktionsstätten bereits mit KNX zur Steuerung der Beleuchtung, Lüftung und Überwachung ausgestattet sind. Beispielsweise könnte die Produktionsumgebung automatisiert auf Umgebungsbedingungen wie Temperatur oder Anwesenheit von Personal reagieren, um energieeffiziente und sichere Arbeitsbedingungen zu schaffen.
• Datenübertragung und Echtzeit-Monitoring: Die Daten, die während des Produktionsprozesses erfasst werden, sollen sicher und in Echtzeit übertragen werden. Hierbei möchten wir den Einsatz von Node-RED als Middleware vorschlagen, da diese Plattform bereits an mehreren Standorten zur Erfassung und Steuerung unserer Produktionsprozesse erfolgreich eingesetzt wird. Der Betrieb der vernetzten Produktionsschritte wäre damit leicht skalierbar und bietet zudem die Möglichkeit zur schnellen Integration von weiteren Modulen.
  Außerdem soll eine dedizierte Monitoring-Lösung die Funktionsfähigkeit der eingesetzten Produktionsmittel überwachen.
• Bewertung der Automatisierungspotenziale: Ein zentrales Ziel ist es, die Möglichkeiten zur Automatisierung und Effizienzsteigerung zu evaluieren, einschließlich der Implementierung von Smart Contracts. Diese könnten dazu dienen, die Prozesse zwischen den Unternehmen so zu synchronisieren, dass Lieferketten digital gesteuert und Verträge automatisch abgewickelt werden. Solche Technologien sind nicht nur State of the Art in unserer Branche, sondern werden auch zunehmend von internationalen Kunden erwartet. Eine solche Lösung könnte unsere Marktstellung nachhaltig verbessern.

Am Ende des Projekts erwarten wir von Ihnen eine klare Empfehlung, wie die Produktionsprozesse der beteiligten Unternehmen in einem cyber-physischen System integriert und automatisiert werden können. Dabei sollen sowohl technische als auch wirtschaftliche Aspekte berücksichtigt werden, um die Skalierbarkeit und Flexibilität zu gewährleisten. Die Entwicklungsschritte und Ergebnisse des Projektes sind ausführlich zu dokumentieren und die Dokumentation ist bei Projektabschluss den Auftraggebern zur Verfügung zu stellen.

Wir freuen uns auf Ihre Rückmeldung und stehen für weitere Fragen gerne zur Verfügung.

Mit freundlichen Grüßen,

Johanna Weber
Leiterin Abteilung Weiterentwicklung
Autronic GmbH, im Namen des Unternehmensverbundes