Archiv der Kategorie: IOT – IoT-Technologie

Die verdrängte Quintessenz der Industrie 4.0

Die Bundesregierung hat Industrie 4.0 zur Chefsache erklärt. Im Schulterschluss mit der Industrie folgt man dem hehren Ziel, Ingenieurskunst „Made in Germany“ mit IT-Kompetenz zu paaren, um eine starke Wirtschaftsnation zu bleiben. Das Leitmotiv ist die „intelligente Fabrik“ (Smart Factory), welche sich durch Wandlungsfähigkeit, Ressourceneffizienz, ergonomische Gestaltung, vor allem aber durch eine perfekte Vernetzung aller beteiligten Maschinen, Transportmittel, Prozesse und Personen auszeichnet.

An dieser Vision ist auch nichts auszusetzen. Sie folgt den Gesetzmäßigkeiten eines sich rapide verändernden grenzenlosen Marktes und der massiven Durchdringung unserer unternehmerischen Realitäten mit Technologie. Industrie 4.0 sichert unsere Zukunft.

Wachstum und Rentabilität allein durch Fertigungseffizienz?

Das Problem liegt an anderer Stelle: Viele Unternehmen reduzieren Industrie 4.0 allein auf die Steigerung der Produktions- und Ressourceneffizienz in Entwicklung, Beschaffung und Fertigung. Keine Frage – ein wesentlicher Baustein für unternehmerischen Erfolg. Aber dennoch nur die halbe Wahrheit in Bezug auf eine valide Wertschöpfung.

Die andere Hälfte der Wahrheit liegt nämlich in der wirkmächtigen und konsequenten Vermarktung ihrer Produkte und Dienstleistungen. Die Leistungsfähigkeit von Marketing, Vertrieb und Service sind elementare Glieder einer stringenten und belastbaren Wertschöpfungskette. Vernachlässigen Unternehmen einzelne Elemente, bleibt die wirtschaftliche Performance auf der Strecke. Die Kette reißt.

Die Digitalisierung verändert das Verhältnis zwischen Marken und Konsumenten radikal

Die zentrale Herausforderung und Chance liegt in der passgenauen und konsistenten – vornehmlich digitalen – Vermarktung von Produkten und Dienstleistungen. Darin liegt die Quintessenz der Industrie 4.0. Der Kunde ist heute ein mündiger „connected customer“, der vorinformiert ist und mit einer entsprechend klaren Erwartungshaltung auftritt.

Sein zweckrationaler Imperativ: Ich will immer alles, überall und in Echtzeit. Und das personalisiert, kontextualisiert und wertschätzend. Nicht nur im B2C verändert sich diese Erwartungshaltung nachhaltig, sondern auch und insbesondere im B2B-Segment. Hier stehen Unternehmen nicht nur einzelnen Konsumenten gegenüber, sondern müssen auf – teils divergierende –  Interessenlagen innerhalb komplexer Buying Center bedarfsgerecht reagieren können. Der Einkauf möchte die preiswerteste Lösung, die Fachabteilung das leistungsfähigste Produkt, die Geschäftsführung die eierlegende Wollmilchsau. Produktlebenszyklen verkürzen sich auf der einen Seite rasant, auf der anderen Seite werden Vertriebszyklen oftmals länger und komplexer. Marketing und Vertrieb treffen auf digital vorinformierte, mündige Kunden. Und diese verlangen personalisierte, individualisierte und relevante Antworten – keine werblichen und vertrieblichen Plattitüden. 

Vernetzte Nachrüstung für Marketing, Vertrieb und Service

Das Internet hat Wissen auch im geschäftlichen Kontext zu einem ubiquitären Gut werden lassen. Recherche, Vergleich, Empfehlungen und Shitstorms. Nur einen Klick vom Kunden entfernt. Auf Unternehmensseite sieht die Realität oftmals düsterer aus. Von intelligenter Vernetzung keine Spur. Das Marketing verschickt Bestandkunden-Mailings an Firmen, welche keine mehr sind. Der Vertrieb hat keine Informationen über die Service-Eskalation und rennt ins offene Messer. Der Inside-Sales keine Transparenz über gelaufene Gespräche mit Kunden. Der Onlineshop läuft als Solitär vor sich hin. Da hilft auch keine Smart Factory im Backend der Produktion.

SAP Hybris reagiert jetzt konsequent mit einer intelligent vernetzbaren Phalanx aus Lösungsbausteinen für die marktbearbeitenden Fachabteilungen. Hinter dem Begriff „Customer Engagement and Commerce“ verbergen sich die CRM-Lösung Cloud for Customer, die SAP Hybris Marketing Suite sowie die SAP Hybris Omnichannel-Commerce-Plattform. Durch die Vernetzung aus intelligenter Marketing Automatisierung, Vertriebs- und Service-CRM sowie E-Commerce geling Unternehmen die nahtlose Integration aller kundenorientierter Prozesse und die unternehmensweite Sammlung, Verdichtung, Auswertung und Nutzung von wertvollen Informationen zur passgenauen Kundenansprache. Die Wahrheit der Industrie 4.0 liegt im Auge des Kunden. Und der möchte, was auch Sie möchten, wenn Sie in der Rolle des Kunden agieren: Alles, sofort und exakt auf ihre Bedürfnisse zugeschnitten.

 

Vier Tipps für sichere mobile Anwendungen

Das Ziel muss sein, alle Geräte abzusichern und dabei die Mitarbeiter nicht bei ihrer Arbeit einzuschränken. Da ständig neue Geräte auf den Markt kommen und die mitgebrachten Geräte stetig wechseln, ist es nicht ausreichend, die einzelnen Endgeräte im Netzwerk durch Mobile Device Management (MDM) oder Single Sign-On (SSO) abzusichern. Diese Schritte sind zwar nützlich, reichen aber nicht aus, wenn die auf dem Gerät vorhandenen Anwendungen nicht sicher sind. Hierbei hilft nur die Integration von Sicherheitskontrollen für jede mobile Unternehmens-App.

Da die Bring-Your-Own-Device-Philosophie heutzutage in kaum einem Unternehmen vermieden werden kann, gibt Julian Totzek-Hallhuber, Solution Architect beim Anwendungssicherheits-Spezialisten Veracode, im Folgenden vier Tipps für die sichere Bereitstellung von mobilen Apps und Geräten in Unternehmen:

  1. SQL Injections sind immer noch eine weit verbreitete Schwachstelle. Entwickler müssen nicht-vertrauenswürden Input davor schützen, als Teil eines SQL-Befehls interpretiert zu werden – und im Grunde ist alles, was aus dem Internet kommt, als nicht-vertrauenswürdig einzustufen. Der beste Weg, um SQL Injections zu stoppen, ist der Einsatz von parametrisierten Abfragen.
  1. Passwörter werden immer noch zu fahrlässig ausgewählt, niedergeschrieben oder gespeichert. Am sichersten ist es, aktuelle Verschlüsselungstechniken anzuwenden, um Passwörter zu schützen – beispielsweise einen nicht umkehrbaren Verschlüsselungsalgorithmus. Doch auch schon ein zufällig generierter Zahlencode hilft.
  1. Eine Anwendung sollte immer eine erneute Authentifizierung vom Nutzer erfordern, bevor eine Transaktion abgeschlossen wird. So wird ein Hijack der Nutzersitzung verhindert. Zudem sollte die App selbst Gebrauch von einer Multi-Faktor-Authentifizierung machen, sodass kein Fremder darauf zugreifen kann. Sollte dies nicht möglich sein, kann die Authentifizierung auch entsprechend in das SSO- oder MDM-Tool eingebunden werden.
  1. Zuletzt ist es unerlässlich, die Schwachstellen der gewählten Programmiersprache zu kennen und dafür zu sorgen, dass der Code vor diesen sicher ist. Die gängigsten Schwachstellen finden sich in der Top-10-Liste des Open Web Application Security Project (OWASP). Ideal wäre es, wenn die Entwickler wüssten, wie sich jede dieser Schwachstelle finden und fixen lässt. Doch es gibt auch unzählige Tools (z. B. von Veracode), die beim Aufspüren helfen können.

Für Unternehmen ist es sinnvoll, den Angestellten zu erlauben, ihre eigenen Geräte für die Arbeit zu nutzen und Unternehmensanwendungen für diese Geräte bereitzustellen. Dies spart enorme Kosten für die ständige Anschaffung aktueller Firmengeräte und die Mitarbeiter können ihre Arbeitszeit und den -ort flexibler gestalten. Auch die IT hat hierdurch keinen höheren Verwaltungsaufwand, denn auch für firmeneigene Geräte müssten die gleichen Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden. Wichtig ist nur, dass Unternehmen sich umfassend über mögliche Risiken informieren und nicht davor zurückschrecken, Hilfe in Form von Expertenfachwissen anzunehmen. Anwendungssicherheit ist unverzichtbar, machbar und vor allem bezahlbar – man kann sich nur nicht vor Angriffen schützen, mit denen man überhaupt nicht rechnet.

Qualitätsprüfung in der Additiven Fertigung

Die Additive Fertigung entwächst derzeit ihren begrenzten Anfängen im Rapid Prototyping. Immer mehr Unternehmen erkennen, dass das Verfahren ihnen auch in der Serienproduktion ungeahnte Möglichkeiten eröffnet. Hersteller aus unterschiedlichsten Branchen möchten das Potenzial ausschöpfen, durch 3D-Druck-Technologien ihr Produktportfolio deutlich zu verändern und zu erweitern. Derzeit sind es noch Fertigungsunternehmen im Bereich hochwertiger Güter aus Branchen wie Luftfahrt und Biomedizin, die die Speerspitze unter den Anwendern Additiver Fertigung bilden, gefolgt vom Automotive-Bereich und dem Werkzeug- und Formenbau.

Additive Fertigung erreicht die Massenproduktion

Aber auch für die industrielle Serienfertigung ist die neue Technologie hochrelevant. Zu den großen Vorteilen der Additiven Fertigung gehört es, dass Unternehmen durch sie Teile mit variablem Design herstellen und eine kundenindividuelle Massenproduktion aufnehmen können. Additive Fertigung ist zudem in der Lage, die Leistungsfähigkeit zu erhöhen und die Qualität zu steigern, indem Produkte langlebiger, widerstandsfähiger und leichter werden. Hersteller können durch 3D-Druck Komponenten mit komplexeren Funktionen fertigen, ihre Kosten reduzieren, die Produktion beschleunigen und die Supply Chain für ihre Fertigung verkürzen. Die Technologie ist inzwischen so ausgereift und hat ein solch hohes Niveau erreicht, dass Unternehmen aus Luftfahrt und Medizintechnik sie bereits regelmäßig verwenden, um mit ihr Funktionsteile für Nischenanwendungen herzustellen. Je weiter und schneller sich der 3D-Druck in der Fertigungsindustrie aber verbreitet, desto wichtiger wird es, die mit ihm hergestellten Teile zu prüfen und zu zertifizieren. Vor einer Markteinführung der Produkte ist dies unerlässlich.

ISO/TC 261 und ASTM F42 treiben die Standardisierung voran

Wegen der inhärenten Charakteristik des Prozesses unterscheiden sich Produkte aus Additiver Fertigung erheblich von solchen aus konventioneller Produktion. Wenn die Qualität auf jeder Stufe des Additiven Fertigungsprozesses sichergestellt werden soll, um Teile mit einem konstant hohen Qualitätsniveau zu produzieren, ist es notwendig, nicht nur das fertige Produkt zu prüfen, sondern auch Prüfungen während des Prozesses durchzuführen. Eine der größten Herausforderungen für die Qualitätssicherung und Zertifizierung in der Additiven Fertigung besteht darin, geeignete Standards zu schaffen: für die Materialien, die Prozesse und die Produkte. Die Entwicklung entsprechender Standards wird derzeit von zwei Normierungsorganisationen in gemeinsamer Arbeit vorangetrieben: von „ISO/TC 261 Additive manufacturing“ und vom „ASTM International Technical Committee F42 on Additive Manufacturing Technologies“. Nach eingehenden Beratungen haben ISO/TC 261 und ASTM F42 Ende 2013 ein koordiniertes Vorgehen beschlossen: einen „Joint Plan for Additive Manufacturing Standards Development“.

Struktur der neuen Normen

Die Normierungsverfahren sind dabei in drei Ebenen gegliedert: die General Top-Level Standards, die Category Standards und schließlich die Specialized Standards. Bei der allgemeinen Normierung auf der obersten Ebene geht es um Terminologie, um Prozesse und Materialien, um allgemeine Testmethoden sowie um Design und Datenformate. Von der nächsten, der Kategorie-Ebene an unterscheidet der Normierungsplan jeweils zwischen drei Bereichen: Raw Materials, Process/Equipment und Finished Parts. Bei den Rohmaterialien geht es auf der Kategorie-Ebene um Metallpulver, Polymerpulver, Photopolymer-Kunstharze, Keramik etc. Im Bereich Prozesse und Ausrüstung befassen sich die Normen beispielsweise mit Powder Bed Fusion, also mit thermischen Pulverbett-Fusionsprozessen, oder mit Material-Extrusion. Bei den Normen für Endprodukte geht es auf der Kategorie-Ebene unter anderem um mechanische Testmethoden, sei es für Metalle, Polymere oder andere Werkstoffe. Auf der untersten Ebene der Specialized AM Standards sei hier der Bereich Finished Parts hervorgehoben – denn hier sind ausdrücklich applikationsspezifische Normen vorgesehen: für den Luftfahrtbereich, die Medizintechnik, die Autoindustrie etc.

Der Zeithorizont für die Normierung

Die meisten Normen aus der obersten, der allgemeinen Ebene sind bereits veröffentlicht. „ISO 17296-2:2015 Additive manufacturing, General principles, Part 2” etwa gibt einen Überblick über Prozesskategorien und Rohmaterialien. Auch die Teile 3 und 4 liegen bereits vor, während sich Teil 1, der sich mit der allgemeinen Terminologie der Additiven Fertigung beschäftigt, derzeit noch in der Zustimmungsphase befindet. Für die Schaffung neuer Standards lassen sich durchaus auch bereits bestehende Normen als Vorlage nutzen. So können beispielsweise viele existierende Material-Prüfungsnormen unmittelbar auf die Additive Fertigung übertragen werden. Einige nachgeordnete Normen, die sich mit den Rohmaterialien befassen, sind bereits veröffentlicht, wie etwa: „F2924-14 Standard Specification for Additive Manufacturing Titanium-6 Aluminum-4 Vanadium with Powder Bed Fusion” oder „F3091/F3091M-14 Standard Specification for Powder Bed Fusion of Plastic Materials“. Eine große Zahl weiterer neuer Normen befindet sich derzeit in der Vorschlagsphase. Aufgrund der aktuellen Roadmap darf man davon ausgehen, dass der Löwenanteil der Normen für den Bereich der Additiven Fertigung in einem Zeithorizont von zwei bis drei Jahren vorliegen dürfte.

Aufgabe 1: Prüfung des Metallpulvers
Der erste Schritt in der Qualitätssicherung für ein per 3D-Druck hergestelltes Produkt besteht darin, bereits die Rohmaterialien zu prüfen und zu charakterisieren. Denn die Materialeigenschaften des Endprodukts hängen stark von etwaigen Schwankungen der Eigenschaften des Rohmaterials ab. Schon verschiedene Chargen desselben Pulverrohmaterial-Produzenten beispielsweise können sich signifikant unterscheiden. Und Additive Fertigung mit Metallen findet im Wesentlichen mit einem Metallpulver als Rohmaterial statt – Ausnahmen sind das Verfahren der Ultrasonic Consolidation, bei dem Metallfolien benutzt werden, und die Electron Beam Free Form Fabrication (EBFF), die mit Metalldraht arbeitet. Die Eigenschaften des Metallpulvers spielen für die Qualität immer eine zentrale Rolle: sei es die chemische Zusammensetzung des Pulvers, die Größenverteilung der Partikel, die Fließfähigkeit oder die Temperatur. Auch die Dichte des Pulverrohmaterials hat einen wichtigen Einfluss auf die Porosität des fertigen Produkts. Es ist darum für den Hersteller unerlässlich, die Eigenschaften eines Metallpulvers zu überprüfen, bevor er es zur Additiven Fertigung verwendet. Es gilt also, entsprechende Kriterien für das Benchmarking der Rohmaterialien zu entwickeln und angemessene Methoden für die Probenahme zu wählen – mit Proben, die für die Rohmaterial-Charge tatsächlich repräsentativ sind. Nur durch stringente Prüfmethoden für die Eigenschaften des Metallpulvers wird ein Hersteller auch konsistente Eigenschaften seiner gefertigten Teile sicherstellen.

Aufgabe 2: Prüfung des Fertigungsprozesses
Im Prozess der Additiven Fertigung gibt es ebenfalls viele Variablen, die auf das Ergebnis einen entscheidenden Einfluss haben. Entsprechend sind auch prozessbegleitende Prüfungen unerlässlich – das sogenannte In-Process-Testing –, damit der Fertigungsprozess innerhalb der erforderlichen Toleranzbereiche stattfindet. Dazu braucht es Verfahren und Methoden, mit denen die Variablen auf verschiedenen Stufen des Prozesses effektiv kontrolliert werden können – etwa um eine Kontamination des Pulverrohmaterials durch die Handling-Vorgänge auszuschließen. Wenn die entsprechenden Methoden entwickelt sind, ist es wichtig, dafür zu sorgen, dass die Anforderungen auf jeder Stufe des Fertigungsprozesses erfüllt werden und ihre Erfüllung nachgewiesen werden kann.

Aufgabe 3: Prüfung der produzierten Teile
Die Qualitätsprüfung für additiv gefertigte Metallprodukte ähnelt der, die man auch für alle gegossenen oder geschmiedeten Teile anwenden würde. Allerdings unterscheidet sich das Vorgehen. So kann man konventionell gefertigte Teile beispielsweise mit Wirbelstromsonden zerstörungsfrei prüfen. Sehr viele Produkte aus Additiver Fertigung weisen allerdings relativ komplexe Formen auf, sodass in diesen Fällen eigens entwickelte Sonden nötig werden können. Derzeit wird 3D-Druck eingesetzt, um einzelne Komponenten größerer Teile oder Baugruppen zu fertigen. Die Qualitätsprüfung muss also ebenso auf Ebene der Komponente stattfinden wie auf Ebene der größeren Baugruppe – um zu gewährleisten, dass die additiv gefertigte Komponente auch den funktionalen Anforderungen der Baugruppe genügt. Es zählt zu den Aufgaben, die im Zusammenhang mit Prüfung und Zertifizierung noch zu bewältigen sind: Richtlinien und Regeln zu entwickeln, die für die Compliance von Komponenten gelten, die durch Additive Fertigung produziert werden. Dazu sind Anstrengungen im Bereich Qualitätskontrolle nötig, im Bereich der koordinierten Normenentwicklung, aber auch im Bereich der Gesundheits- und Sicherheitsaspekte.

Training in Sachen Additiver Fertigung

Was Qualitätssicherung, Validierung, Prüfung und Zertifizierung der Produkte aus Additiver Fertigung angeht, muss man derzeit noch relativ große Lücken konstatieren. ISO und ATSM arbeiten durch ihre Normierungsanstrengungen daran, diese Lücke zu schließen. Aber auch global agierende Organisationen für Produktsicherheit und Zertifizierung wie UL tun bereits einiges, um das Wachstum der Additiven Fertigung voranzutreiben und Unternehmen bei diesem wichtigen Schritt zu unterstützen. Einerseits kooperiert UL mit beiden Normierungsorganisationen, ISO und ATSM, aber UL hilft Unternehmen auch ganz direkt: durch umfassendes und neutrales Know-how über Additive Fertigung aus einer Hand. Konkret unterstützt UL dabei, unternehmensinterne Standards und Guidelines für Additive Fertigung zu erarbeiten. Auch durch ein umfangreiches Trainingsportfolio für die Mitarbeiter werden Unternehmen beim Schritt in die Additive Fertigung unterstützt. Zudem hilft UL durch umfassende Beratungsleistungen und die Entwicklung von Best Practices bei der Adaption der neuen Technologie. Denn eines scheint sicher – ob man die Technologie nun Additive Manufacturing, Generative Fertigung oder 3D-Druck nennt: Sie wird die Zukunft der Fertigungsindustrie prägen.