Daten- und Konnektivitätsgrundlagen: die Leitungen unter jeder anderen Säule

Was diese Säule umfasst und warum sie wichtiger ist, als es aussieht

Dies ist eine von sechs Säulen und kein Industrie-4.0-Reifegradmodell. Sie belohnt nicht die Menge an Technik im Werk. Sie fragt, ob die Datengrundlagen gut genug für die Führungspraktiken sind, die in den anderen Säulen bewertet werden, und ob sie gepflegt werden.

Wir bewerten fünf Dinge: wie weit Ihre Maschinen angebunden sind (data1), wie Stammdaten wie ideale Zykluszeiten und Grundcodes geführt werden (data2), wie Produktionsdaten mit anderen Systemen integriert sind (data3), wer nach welchen Regeln auf die Daten zugreifen kann (data4) und wie die Cybersicherheit in der Produktion (OT) gehandhabt wird (data5).

Das Gewicht dieser Säule zeigt sich indirekt. Jede Stunde, die ein Teamleiter mit dem Abtippen von Stückzahlen in eine Tabelle verbringt, ist eine Stunde, die er nicht an der Linie ist. Eine ideale Zykluszeit vom Typenschild macht den Leistungsverlust entweder unsichtbar oder absurd, und die Besprechung glaubt der Zahl nicht mehr. Eine Maschine, die mit einem Fernwartungswerkzeug eines Lieferanten am Netz hängt, von dem niemand weiß, ist ein Risiko, das das Werk stilllegen kann.

Die fünf Stufen, wie Sie sie im Werk sehen würden

Werke sind hier oft ungleichmäßig aufgestellt: eine gut angebundene Engpassanlage neben Stammdaten, für die niemand zuständig ist, oder ein solides Netz neben von Hand getippten ERP-Buchungen. Das Assessment bewertet jede Frage einzeln. Die Seite zu den Stufen erklärt den Säulenindex und die Regel der schwächsten Säule.

Die fünf Fragen und wie Sie Ihre eigene Antwort noch diese Woche prüfen

data1. Wie weit sind Ihre Maschinen angebunden? Wir fragen, ob das Werk Stillstands- und Stückzahldaten von seinen Maschinen erhält, ohne dass jemand sie aufschreibt, beginnend beim Engpass. Anbindung um ihrer selbst willen bringt keine Punkte.

Werke überschätzen sich, wenn SPS im Netz hängen, aber niemand ihre Daten erfasst, oder wenn die einzige angebundene Maschine ein Pilot abseits des Engpasses ist. Sie unterschätzen sich, wenn sie annehmen, ein einfaches Lauf/Stopp-Signal sei keine echte Anbindung. Das Modell akzeptiert ausdrücklich einfache E/A-Signale, und bei älteren Anlagen sind sie oft die vernünftigste Wahl.

data2. Wie werden Stammdaten geführt? Wir fragen, ob die Maßstäbe, an denen die Leistung gemessen wird, stimmen und ob jemand für sie zuständig ist. Ideale Zykluszeiten, Grundcodes und die Produktliste prägen still jede Zahl, die das Werk berichtet.

Die häufige Überschätzung ist, ideale Zykluszeiten als festgelegt zu bezeichnen, obwohl es sich um Vorgabezeiten aus Kalkulation oder Planung handelt, die Zuschläge enthalten. Das ist nicht die beste dauerhaft gehaltene Leistung der Maschine. Ein Katalog von Grundcodes, der um Beinahe-Dubletten gewachsen ist und einen häufig genutzten Code „Sonstiges“ enthält, ist ein weiteres Zeichen, dass niemand für ihn zuständig ist.

data3. Wie sind die Produktionsdaten mit anderen Systemen integriert? Wir fragen, wie viele Daten doppelt eingegeben werden und ob Produktionssystem und ERP darüber übereinstimmen, was bestellt und was hergestellt wurde.

Ein Export, den jemand jede Woche anstoßen, bereinigen und wieder einspielen muss, wird oft als automatisiert gezählt. Das ist bestenfalls Stufe 3, und die Person, die das erledigt, ist ein Single Point of Failure. Integration auf Stufe 4 bedeutet, dass Aufträge und Gutteilzahlen fließen, ohne dass jemand sie anfasst, und dass Abweichungen gemeldet statt stillschweigend korrigiert werden.

data4. Wer hat Zugriff auf die Produktionsdaten, und nach welchen Regeln? Wir fragen, ob die Leute, die die Daten brauchen, sie bekommen, ohne um einen Gefallen bitten zu müssen, und ob die Definitionen hinter jedem Feld schriftlich festgehalten sind.

Eine zentrale Datenbank deutet auf Stufe 3 hin, aber wenn nur eine Person sie abfragen kann, bauen die Ingenieure trotzdem ihre eigenen Dateien, und das Werk ist wieder bei parallelen Versionen. Stufe 4 verlangt außerdem Aufbewahrungsregeln und dokumentierte Definitionen, die viele Werke auslassen.

data5. Wie wird die Cybersicherheit in der Produktion (OT) gehandhabt? Wir fragen, ob die Produktionssysteme so geschützt sind, wie es zur Produktion passt, wo Verfügbarkeit an erster Stelle steht, Anlagen viele Jahre im Einsatz bleiben und Lieferanten Fernzugriff brauchen.

Die typische Überschätzung ist, getrennte Netze anzugeben, während Lieferanten-VPNs, Fernwartungssoftware auf Bedienpanels oder Mobilfunkmodems in Schaltschränken die Trennung umgehen. Eine andere ist eine Firewall zwischen den Zonen, deren Regeln fast alles erlauben.

Was Werke auf Stufe 4 anders machen

Werke auf Stufe 4 bei dieser Säule sind selten die mit der meisten Technik. Sie binden mit einem Zweck an und schreiben die Regeln auf. Nach diesen Praktiken suchen wir.

• Anbinden für eine Frage. Jede Anbindung beantwortet eine Frage, die in einer Routine gestellt wird, etwa wie lange die Engpassanlage stand und warum. Das Werk legt seinen eigenen Mindestsatz an Signalen fest, zum Beispiel Lauf/Stopp, Gutteilzahl und, wo verfügbar, Ausschusszahl, statt jede Variable zu erfassen.
• Ein dokumentierter Anbindungsweg pro Anlagentyp. Ein einseitiger Standard legt fest, welche Schnittstelle für welche Art von Maschine verwendet wird: OPC UA, wo die Steuerung es unterstützt, MQTT zum Veröffentlichen von Daten, fest verdrahtete E/A für ältere Anlagen. Die Wahl ist weniger wichtig, als überhaupt eine zu haben.
• Ein Stammdatenblatt mit Historie. Für jedes Produkt und jede Linie: die ideale Zykluszeit, wie und wann sie gemessen wurde, und ihr Verantwortlicher. Änderungen folgen einem kurzen Prozess (Antrag, Freigabe, Gültigkeitsdatum), und die Historie wird aufbewahrt. Das Blatt wird in einem festen Zyklus überprüft und immer dann, wenn sich ein Produkt oder eine Maschine ändert.
• Ein Katalog von Grundcodes, kurz genug, um nutzbar zu sein. Das Werk legt selbst eine Obergrenze für die Zahl der Codes fest, beobachtet den Anteil der Zeit, der mit „Sonstiges“ codiert ist, und überprüft den Katalog, wenn dieser Anteil wächst.
• Täglicher Abgleich. Die Stückzahlen der Produktion werden jeden Tag mit den ERP-Buchungen verglichen, und Ausnahmen werden aufgelistet und erklärt statt überschrieben.
• Rollen und ein Glossar. Der Zugriff ist nach Rollen definiert (Bediener, Teamleiter, Ingenieur, Führungskraft, Lieferant), und jedes wichtige Feld hat an einer Stelle eine schriftliche Definition.
• OT-Grundlagen richtig umgesetzt. Ein Anlageninventar wird gepflegt. Der Fernzugriff von Lieferanten läuft über einen einzigen kontrollierten Weg, mit personalisierten Konten und Sitzungen, die auf Anfrage geöffnet werden. Patches werden für jede Anlagenklasse mit der Produktion abgestimmt, und die Linien sind nach den Grundsätzen der IEC 62443 in Zonen getrennt.

Ein 90-Tage-Plan für den Aufstieg um eine Stufe

Der Plan geht davon aus, dass die meisten Antworten auf Stufe 2 oder 3 liegen. Ihr Bericht aus dem Assessment nennt für jede Lücke einen konkreten nächsten Schritt; beginnen Sie mit der am niedrigsten bewerteten Frage.

1. Wochen 1–2Bestandsaufnahme. Listen Sie die Maschinen der Engpasslinie mit ihren Steuerungen und verfügbaren Signalen auf. Listen Sie jedes Gerät im Produktionsnetz und jeden Fernzugriffsweg auf. Stellen Sie fest, wo Produktionsdaten doppelt eingegeben werden und wie lange das dauert. Halten Sie fest, wo die Stammdaten heute liegen und in wie vielen Versionen.
2. Wochen 3–6Binden Sie die Engpassanlage mit einem Lauf/Stopp-Signal und einer Stückzahl an und speichern Sie die Daten zentral. Messen Sie die beste dauerhaft gehaltene Zykluszeit der Hauptprodukte und veröffentlichen Sie ein Stammdatenblatt mit einem namentlich benannten Verantwortlichen. Schließen Sie unkontrollierte Fernzugriffswege und trennen Sie das Produktionsnetz vom Büronetz, falls das noch nicht geschehen ist.
3. Wochen 7–12Automatisieren Sie die zeitaufwendigste manuelle Übertragung, und sei es als geplante Datei. Schreiben Sie den Änderungsprozess für die Stammdaten. Entwerfen Sie eine OT-Sicherheitsrichtlinie, die Anlageninventar, Fernzugriff und Patches regelt. Definieren Sie den Zugriff nach Rollen. Prüfen Sie in Woche 12, ob die Tagesbesprechung Daten der Engpassanlage verwendet, die niemand abgetippt hat, und machen Sie das Assessment erneut.

Nachweise, auf die eine Jury bei der Verifizierung achtet

Bei der Verifizierung laden Sie Unterlagen hoch und gehen sie dann in einem 45-minütigen Videogespräch mit zwei Jurymitgliedern durch. Diese suchen nach Anzeichen, dass die Datengrundlagen in den Routinen des Werks genutzt werden, nicht nach Architekturdiagrammen künftiger Projekte.

Unterlagen, die zählen:

• Die Maschinenliste mit Anbindungsstatus und Schnittstellentyp für jede kritische Maschine.
• Ein vereinfachtes Netzdiagramm, das die Trennung zwischen Büro und Produktion zeigt.
• Das Stammdatenblatt mit seiner Änderungshistorie und der Katalog der Grundcodes mit seinem Verantwortlichen.
• Eine Beschreibung oder ein Screenshot, wie Aufträge und Stückzahlen zwischen den Systemen fließen, sowie ein aktueller Abgleichnachweis.
• Die Liste der Zugriffsrollen und das Glossar der Felddefinitionen.
• Das OT-Anlageninventar, das Verfahren für den Fernzugriff mit einem Auszug aus seinem Protokoll und die OT-Sicherheitsrichtlinie.
• Ein aktuelles Lastenheft für eine Anlage, das Anforderungen an Anbindung oder Sicherheit enthält.

Was nicht zählt: Prospekte von Lieferanten; Architekturfolien für ein Projekt, das noch nicht begonnen hat; eine angebundene Pilotmaschine, deren Daten in keiner Besprechung genutzt werden; eine unverändert von der IT übernommene Sicherheitsrichtlinie; Screenshots von Dashboards, die niemand öffnet.

Fallstricke, an denen Werke bei dieser Säule hängen bleiben

• Alles anbinden, nichts nutzen. Hunderte Variablen werden erfasst, und die Morgenbesprechung läuft immer noch mit einem handgeschriebenen Blatt.
• Zykluszeiten vom Typenschild. Der Leistungsverlust verschwindet oder wirkt absurd, und die Leute verlieren das Vertrauen in die ganze Zahl.
• Wuchernde Grundcodes. Jedes neue Problem bekommt seinen eigenen Code, bis die Bediener den ersten in der Liste wählen.
• Zwei Wahrheiten bei den Stückzahlen. Das Produktionssystem sagt das eine, das ERP das andere, und jemand korrigiert die Differenz jede Woche von Hand, ohne nach dem Grund zu fragen.
• Beim System anfangen statt bei der Frage. Wer eine Plattform oder ein Integrationsprojekt wählt, bevor Definitionen und Stammdaten abgestimmt sind, muss beides später neu aufbauen.
• OT-Sicherheit als Problem der IT. Oder das Gegenteil: Die Produktion blockiert jahrelang jeden Patch, weil sich niemand auf ein Wartungsfenster geeinigt hat.
• Der vergessene Lieferantenzugang. Ein Fernwartungswerkzeug, das vor Jahren bei der Inbetriebnahme installiert wurde, immer noch läuft und immer noch das ursprüngliche Passwort verwendet.
• Ein Datenspeicher, den niemand abfragt. Zentral erfasste Daten, an die nur ein einziger Spezialist herankommt, sind nicht besser als ein gemeinsames Laufwerk.

Wie es weitergeht

Machen Sie das Assessment, um den Index dieser Säule neben den anderen fünf zu sehen und zu erkennen, ob sie die Säule ist, die Ihre Gesamtstufe nach unten zieht. Die Datengrundlagen sind dazu da, der Leistungstransparenz zu dienen, wo es darum geht, wie Verluste erfasst werden und ob die Leute den Zahlen vertrauen; lesen Sie diese Säule also als Nächstes. OEE-Werte und Vergleichswerte, die der FEI nicht misst, finden Sie auf oee-benchmark.org.

Fragen