Big-Data-Analytics: Millionen in der Fertigung einsparen durch gesteigerte Prozesseffizienz

Manufacturing Engineering: Data Mining und Big Data sind Top-Themen. Ihr Unternehmen entwickelt Process-Mining-Software – worin unterscheidet sie sich vom Data Mining?

Alex Rinke: Data Mining war traditionell KPI-orientiert, fokussiert auf Mustererkennung zur Vorhersage künftiger Trends und Analyse von Daten für actionable Insights. Unternehmen nutzen Data Mining, um Schlussfolgerungen zu ziehen und konkrete Probleme zu lösen. Process Mining geht einen grundlegend anderen Weg: Die Technologie nutzt Event-Logs, um eine visuelle Rekonstruktion jedes Prozesses in seinem Ist-Zustand zu erstellen. Anstatt Datensätze nach relevanten Mustern zu durchforsten, können Anwender in Echtzeit sehen, wie ein Prozess tatsächlich läuft. Wir vergleichen den Unterschied gerne mit dem Leuchten einer Taschenlampe im Dunkeln versus dem Einschalten des Lichtschalters – beide Ansätze sind nützlich, aber einer bietet eindeutig vollständige Transparenz.

ME: Was bietet Process Mining konkret für die diskrete Fertigung?

Rinke: Ein entscheidender Vorteil ist die grundsätzliche Anwendbarkeit auf jeden Prozess – einschließlich Fertigungsoperationen. Wo Event-Logs erzeugt werden, kann Process Mining ein klareres Bild der tatsächlichen Abläufe liefern. Die diskrete Fertigung profitiert jedoch besonders: Kunden wie Siemens, ABB und 3M setzen stark auf Process Mining, um Flexibilität und Effizienz ihrer Operationen zu verbessern.

Typische Use Cases sind die Verbesserung der Termintreue, Überwachung der Automatisierung, Kapazitätsmodellierung und Abfallreduzierung – Process Mining hat sich in all diesen Bereichen als unschätzbar erwiesen. Beispiel ABB: Einer der größten, komplexesten Fertigungskonzerne weltweit nutzt Process Mining für diverse Prozesse – vom Purchase-to-Pay bis zur Produktion. Mitarbeiter im ABB-Werk Hanau extrahierten früher mehrmals täglich Auswertungen aus SAP, importierten sie in Excel und nutzten komplexe Formeln zur Analyse. Heute erhalten die verantwortlichen Produktions- und Montageleiter morgens eine E-Mail mit den Produktionsvarianten, Durchlaufzeiten und Ausschusszahlen des Vortages. Wichtig: Es geht nicht nur um KPIs – das gesamte Prozess-Ökosystem wird sofort sichtbar, was die Entdeckung von Ineffizienzen erleichtert. Ein bekanntes Problem zu lösen ist schwer, ein unentdecktes Problem fast unmöglich.

ME: Wie funktioniert die Celonis Proactive Insights Process-Mining-Engine?

Rinke: Celonis PI ist eine spannende Erweiterung unserer Kerntechnologie mit enormem Potenzial für kontinuierlichen Kundennutzen. Die darauf aufsetzenden Machine-Learning-Algorithmen bauen auf früheren Use Cases auf, agieren als automatisierter Business Consultant und empfehlen Verbesserungen. Durch automatisierte Mustererkennung kann Celonis, falls ähnliche Ineffizienzen bereits bekannt sind, passende Lösungen vorschlagen. Stellen Sie sich Celonis als MRT für Geschäftsprozesse vor – dann ist PI wie ein automatisierter Arzt, der die MRT-Befunde interpretiert.

ME: Welche Hersteller nutzen diese Technologie und wie setzen sie sie ein?

Rinke: ABB, 3M und Siemens sind einige Celonis-Kunden. Sie haben Process Mining über diverse Prozesse hinweg ausgerollt und einer großen Mitarbeiterbasis zugänglich gemacht. Siemens beispielsweise ermöglicht mehreren tausend Mitarbeitern die tägliche Nutzung von Celonis, um genau zu verstehen, was in ihren Prozessen passiert. Materialbeschaffung, Lieferantenmanagement, Produktion und Montage, Shared Services – jeder dieser Prozesse wird transparent und verständlich, wenn der sprichwörtliche Lichtschalter umgelegt wird.

ME: Welche Fertigungsbranchen profitieren am meisten von Process Mining?

Rinke: Die Stärke von Process Mining liegt in seiner branchenübergreifenden Relevanz – in der Fertigung und darüber hinaus. Wir haben gesehen, wie Einkaufsabteilungen vollständig transformiert und effizienter wurden, und Fabriken durch vollständige Datentransparenz smarter gemacht wurden. Der Trend geht Richtung „Industrie 4.0“ und selbstoptimierende Smart Factories – eine Kernfassade dieses Trends ist Informations-Transparenz. Celonis Process Mining ist eine Out-of-the-box-Lösung, um genau diese Transparenz zu erreichen.

ME: Wie sieht die Zukunft für Fertigungsoperationen mit Machine Learning und KI in Ihren Process-Mining-Data-Analytics aus?

Rinke: Das Potenzial ist grenzenlos. Je mehr Informationen das System auf Basis weiterer Use Cases aggregiert, desto intelligenter wird Celonis. Wie bei allen ML- und KI-Anwendungen verbessert sich die Mustererkennung mit mehr Daten. Statt komplexer manueller Prozessanalyse erwarten wir, dass Celonis PI sofort Ergebnisse liefert. Beispiel: Ein Flaschenhals in der Produktion verursacht Verzögerungen, ohne dass man dessen Ort oder Auswirkungen kennt. Celonis identifiziert die Quelle, PI empfiehlt Maßnahmen zur effektiven Beseitigung der Ursache. Eine spannende Zeit für Hersteller jeder Branche.

Epicor ernennt Stephen Murphy zum CEO

ERP-Entwickler Epicor Software Corp. (Austin, TX) gab am 5. Oktober bekannt, dass Joe Cowan, President und CEO, Ende Oktober in den Ruhestand geht. Der Epicor-Aufsichtsrat berief Stephen Murphy, ehemals President von OpenText (Waterloo, Ontario), zum neuen CEO.

Vor seinem Wechsel zu Epicor war Murphy President von OpenText, einem 2-Mrd.-$-Entwickler von Enterprise-Information-Management-Software (EIM). Seine Karriere umfasst über 20 Jahre im Technologiesektor, darunter Vertriebs- und Operations-Führungsrollen bei Oracle, Sun Microsystems und Manugistics sowie Fertigungs- und Distributionserfahrung bei der Leitung globaler Logistik- und Supply-Chain-Strategien und großer ERP-Implementierungen bei Accenture und Procter & Gamble. Murphy hält einen MBA von der Harvard Business School und einen B.Sc. in Maschinenbau von der University of California, Davis.

Software zur Optimierung einer Vollverbund-Struktur

Als Stratolaunch Systems Corp. (Seattle) seinen vollverbundenen Stratolaunch-Flugzeugprototyp im Frühjahr in der Mojave-Wüste zum Bodentest ausrollte, zeigte das gigantische Flugzeug, wie weit Design und Fertigung von Verbundwerkstoffen in den letzten Jahren fortgeschritten sind. Letzten Monat wurde die erste Phase der Triebwerkstests an den sechs Pratt-&-Whitney-Turbofan-Triebwerken abgeschlossen.

Das größte Flugzeug der Welt nach Spannweite – breiter als ein Footballfeld lang ist – besteht fast vollständig aus Verbundwerkstoffen, die geringes Gewicht, hohe Steifigkeit und Festigkeit bieten und in Luft- und Raumfahrt, Automotive, Sport, Medizintechnik und Industrie zunehmend gefragt sind. Collier Researchs (Newport News, VA) HyperSizer-Optimierungssoftware wurde vom Hersteller Scaled Composites umfangreich zur Optimierung des Verbundwerkstoff-Rumpfes und der Tragflächenstruktur eingesetzt.

HyperSizer, das erste kommerzialisierte Softwarepaket aus der NASA, kam bei zahlreichen Luft- und Raumfahrt- und anderen Industrieprojekten mit Verbund- oder Metallwerkstoffen zum Einsatz. Die Software führt automatisch Design-, Spannungsanalysen und Dimensionierungsoptimierungen durch und reduziert Strukturgewichte typischerweise um 20–40 %.

„Um die effizienteste Materialnutzung in einer Vollverbund-Struktur beliebiger Größe zu gewährleisten, ist der effektive Einsatz von Design- und Fertigungsoptimierungswerkzeugen von den frühesten Phasen an erforderlich“, sagte Craig Collier, President von Collier Research.

Der Stratolaunch ist das Brainchild von Gründer Paul G. Allen. Er besitzt zwei durch ein riesiges Einzel-Tragflächenverbund verbundene Rümpfe und wird von sechs Triebwerken angetrieben, die einen Start von der Landebahn mit einer Nutzlast von bis zu 550.000 lb (247.500 kg) ermöglichen. Auf Reiseflughöhe eines Verkehrsflugzeugs wird die Luftstartplattform das Raumfahrt-Nutzlastfahrzeug freigeben und zum Flughafen zurückkehren. Der erste Startdemonstration wird bereits 2019 erwartet.

Für den massiven Tragflügel waren Durchbiegungsgrenzen ein signifikanter Faktor. Die Paneele der Doppelrümpfe wurden auf Festigkeit, Stabilität und Sandwich-Waben-Versagensmodi ausgelegt. Durch HyperSizer hatte das Spannungsteam Zugriff auf einen umfassenden Satz automatisierter Versagensanalysen: schnelle Freikörperanalyse, diskrete Laminatsauslegung, ply-basierte Verbundwerkstoff-Versagensanalyse, Sandwich-Waben-Analysemethoden wie Knittern, Kernschub, Flachzug und Intrazell-Beulen sowie Scripting-API zum Einlesen von Lasten aus Excel-Tabellen.

Collier sieht eine kontinuierliche Evolution in der Integration der Werkzeugketten für Verbundwerkstoff-Design und -Fertigung. „HyperSizer kann Einblicke geben, wie gut ein Struktur designbar ist und ob Fertigungsprobleme auftreten könnten“, so Craig Collier. „Es kann Laminat-Fertigungspräferenzen in die frühe Designphase einbeziehen; Herstellbarkeit wird zunehmend ein maßgeblicher Einflussfaktor bei der Festigkeitsauslegung von Laminatstrukturen.“

Neue Releases

Product-Line-Engineering-(PLE)-Entwickler BigLever Software (Austin, TX) und Method Park (Pittsburgh), Anbieter von Engineering-Prozessmanagement, haben den neuen feature-basierten PLE Process Framework entwickelt, der ein sofort einsetzbares Template bewährter Praktiken bietet, die PLE-Erfolge ermöglichten.

Der neue Framework, der ab sofort verfügbar ist, kombiniert Method Parks Stages Process Management System mit BigLevers dreistufiger PLE-Methodik, um Unternehmen den Übergang zur PLE-Praxis zu beschleunigen und funktionsübergreifende Ausrichtung im gesamten Unternehmen zu erreichen. Unternehmen können den Prozess-Framework nutzen, um ihre PLE-Operationen durch verbesserte Kommunikation und Zusammenarbeit über Software-, Elektro- und Mechanikdomänen hinweg zu optimieren und die Fallstricke ad-hoc- und Einzellösungen zu vermeiden. BigLever hat den neuen Framework als zentralen Bestandteil der ganzheitlichen onePLE-Lösung integriert.

Feature-basiertes PLE vereinfacht die Erstellung, Bereitstellung, Wartung und Weiterentwicklung eines Produktlinien-Portfolios durch einen gemeinsamen Satz von Engineering-Assets, einen verwalteten Feature-Satz und effiziente Automatisierungsmittel für die Produktlinienproduktion. Der neue Prozess-Framework bietet ein vollständig anpassbares Concept-of-Operations-(ConOps)-Template, das die Organisationsstruktur festlegt und diese durch klar definierte Rollen, Verantwortlichkeiten und Prozesse in Bewegung setzt, um effektiv unter dem PLE-Paradigma zu operieren.

Boothroyd Dewhurst Inc. (Wakefield, RI), Entwickler von Design-for-Manufacture-and-Assembly-(DFMA)-Software, hat die aktualisierte DFM Concurrent Costing Version 3.0 veröffentlicht. Als Kostenanalysetool für Engineering- und Beschaffungsteams ermöglicht die neueste Software Herstellern, über „Preis“-Modelle hinauszugehen, die weitgehend auf vergangenen Angeboten basieren, hin zu industriellen Kostenmodellen, die auf wissenschaftlichen Testdaten und Studien beruhen. Das Ergebnis ist ein hochzuverlässiger „Should-Cost“-Blick auf das Produkt, der Einblicke in versteckte Kostentreiber und Wege zur Optimierung von Design und Produktion bietet, so das Unternehmen.

DFM 3.0 ermöglicht OEMs und ihren Lieferanten, Angebote in einem neutralen Rahmen zu prüfen, in dem Maschinentypen, Geschwindigkeiten, Bearbeitungsfolgen und optimale Automatisierungsgrade diskutiert werden. Diese besser informierte Umgebung soll Lieferantenvorschläge und tiefere, integrierte Partnerschaften rund um Expertise, Best-Cost-Praktiken und gemeinsame Ziele fördern.

Die Unterschiede zwischen traditionellen Preismodellen und datengetriebenen Kostenmodellen können erheblich sein und Entscheidungen darüber beeinflussen, in welche Regionen oder Länder ein Produkt zur Fertigung verlagert wird. Korrekt designte und kalkulierte Produkte bleiben eher am ursprünglichen Fertigungsstandort und in der Nähe bestehender Ressourcen. OEMs und Lieferanten können rund um die DFM-Software zusammenarbeiten, um diese und andere strategische Fragen anzugehen. Früh im Design oder während des Prototypings durchgeführt, verkürzt DFM-Analyse die Time-to-Market, wirkt auf direkte und indirekte Kosten und hilft, die Produktfunktionalität zu optimieren. Sie kann von Einzelpersonen oder Teams für Trade-off-Entscheidungen zur Kostensenkung genutzt werden.

Highlights der neuesten Version sind vereinfachte Geometrierechner in DFM 3.0, die in die Hauptantwort-Panels der Software integriert sind, um Anwender bei der DFM-Kostenanalyse ihrer Teile besser zu führen.

Standard-Fertigungsoperationen und benutzerbasierte Prozessbibliotheken wurden gestrafft, und ein neuer Test-View-Panel wurde allen Formelfenstern hinzugefügt. Die Entwicklung benutzerdefinierter Operationen und Benutzerprozesse ist schneller und einfacher, so das Unternehmen. Das Gesamtbild und die Bedienung der DFM-Software wurden aktualisiert, um ein kohärenteres Nutzererlebnis zwischen Design for Assembly (DFA) und DFM Should Costing zu bieten. Die Performance des DFA/DFM-Software-Links wurde für nahtlosere Datenintegration zwischen den Softwarepaketen verbessert.