Nachdenken, bevor alle Dämme brechen

ERP, Industrie 4.0 und das Risiko im Betrieb

Für das Thema Industrie 4.0 gibt es viel Rückenwind - auch aus dem Kanzleramt. Gerade Mittelständler sollten sich jedoch angesichts der nicht zu leugnenden Risiken nicht von den schönen Visionen alleine blenden lassen.

Für die Unternehmen bedeutet dies zunächst einmal, sich intensiv mit den möglichen Risiken zu befassen. Vor allem deshalb, weil die sich gerade entwickelnden und propagierten Strukturen von Industrie 4.0 grundsätzlich die Offenheit aller eingebundenen Systeme voraussetzen.

Bedenkt man, dass Kunden und Lieferanten eines Unternehmens wiederum mit deren Kunden und Lieferanten im Austausch stehen, lässt sich erahnen, welche Komplexität sich in den jeweiligen IT-Systemen abzeichnen wird. ERP-Daten können in diesem Rahmen eine weitaus längere Wertschöpfungskette über diverse Schnittstellen durchlaufen, sind aber in jedem Unternehmen spezifisch zu konsolidieren. Dies erfordert gedanklich so etwas wie „algorithmische Elastizität.“

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Das Zielbild in den Köpfen der Protagonisten auf Management-ebene und aus dem Finanzwesen mag vielleicht sein, dass auch dank des IpV6-Protokolls nun mit einem Fingerschnipp die Kontrolle und Transparenz des gesamten Betriebsprozesses stets sicherzustellen sei. Diese Erwartungshaltung möge man in den Fachabteilungen jedoch vielleicht besser bremsen …

Beim ersten Auseinandersetzen mit Industrie 4.0 versetzt man sich gedanklich zunächst in einen Hubschrauber auf Dienstgipfelhöhe, betrachtet die Einbettung des Unternehmens in die Wirtschaftsstruktur von oben aus, schaut auf die Stromversorgung, das Datennetz, den eigenen Markt mitsamt der Konkurrenz und letztlich die Finanzen – um dann kontrolliert Ebene für Ebene bis auf die rein betriebliche Ebene hinunterzugehen.

Risikomanagement ist wie ein Sinkflug im Hubschrauber

Doch bereits das Stromnetz birgt ein Risiko. Zwei Systeme, die man selbst nicht direkt beeinflussen kann, spielen bei Industrie 4.0 elementare Rollen – nämlich die elektrische Energieversorgung und der Datenverkehr. Die Qualität der hiesigen Netzfrequenz ist mit 50Hz +/- 200 mHz festgelegt. Netzfrequenzschwankungen, die darüber hinausgehen, können zu Infrastrukturausfällen führen. Für die Stabilität sind Grundlastkraftwerke unerlässlich, weil sie durch ihre Leistung von teils über 1 GW im Stande sind, den Takt, sprich die Frequenz, im Netz vorgeben zu können, in den sich schwächere Kraftwerke dann einreihen. Offen ist derzeit noch die Frage, wie das Stromnetz eigentlich zukünftig stabilisiert werden wird.
Dass das Thema Netz keine Panikmache ist, zeigt die Republik Österreich. Das Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie (bmvit) veröffentlichte bereits im Jahr 2011 die Studie „Blackouts in Österreich“. So entstand das Sicherheitsförderungsprogramms KIRAS (www.kiras.at, www.ffg.at, www.bmvit.gv.at), weil es durchaus Anlass zur Sorge gibt –Teil 1 ist unbedingte Pflichtlektüre!

Auf der Flughöhe des eigenen Betriebs angekommen, bedeutet dies, sich zwingend mit dem systemischen Risiko der Notstromversorgung auseinandersetzen zu müssen. Auch die Frage, wie nötigenfalls Hot-Standby-Konzepte zu gestalten sein könnten, muss gestellt werden. Beispielsweise in Kliniken: Eingeschleifte Batterien überbrücken bei einem Netzausfall die Zeit, bis der Dieselgenerator im Keller anspringt und die vorgegebene elektrische Leistung über mehrere Stunden einspeist. Die Mär, dies sei mit Batterien ebenfalls zu bewerkstelligen, entbehrt jeder physikalischen Grundlage.

Auch im Maschinenbau kann ein Maschinenstillstand zum Horrortrip werden. Wenn sich  etwa die terminierte Lieferung einer Anlage verzögert, deren Schiffstransport vielleicht schon gebucht worden ist. Just beim letzten Arbeitsgang der Oberflächenfeinbearbeitung einer 2 Meter langen Welle aus geschmiedetem Sonderstahl mit 50 cm Durchmesser tritt prompt ein Netzausfall ein. Die Welle kühlt ab und sie schrumpft. Die praktische und zeitliche Herausforderung ist dann, wenn der Strom wieder fließt, sowohl Masse als auch Oberflächenqualität in den Griff bekommen zu können.

Hinter dem Internet her telefonieren – wenn es geht

Gleichermaßen systemisch wie die Energieversorgung muss auch der Datenverkehr sichergestellt sein, ohne den im Unternehmen alles steht – gerade bei Industrie 4.0. Das ist dann die Flughöhe Null, wenn der Hubschrauber hart auf dem Boden der Realität aufsetzt. Selbst in einer gut verkabelten Stadt der Forschung wie Aachen kann ein kleines Teil den Betrieb lahmlegen.

So wie bei Hermann Tücks, dessen Konstruktionsbüro mit zehn Mitarbeitern im Juli 2015 von samstags bis donnerstags ohne Internet nahezu stillstand: „Für mich als Konstruktionsingenieur ist Industrie 4.0 noch auf lange Sicht hin eine riskante, politisch eingetaktete Marketing-Illusion. Wenn bereits ein paar heiße Tage dazu führen können, dass ein simples Bauteil in einem Verteiler den Hitzetod stirbt und die Telekom bald eine Woche mit vielen verschiedenen Ausflüchten an der Hotline braucht, um den Fehler zu lokalisieren und zu beheben, bleibt Industrie 4.0 nun einmal nichts anderes als eine Illusion.“

Hinzu kommt das Konstruktionsrisiko, dass unmittelbare Folge der Einführung der Bachelor- und Masterstudiengänge im Maschinenbau und der Elektrotechnik ist. „Es sterben jetzt schon rasant die Konstrukteure aus. Wer vier Semester Konstruktionslehre im Grundstudium absolvieren musste, dem geht die Methodik und das Denken in Fleisch und Blut über. Konstruktionen werden riskanter werden, weil Konstruktionslehre nicht mehr intensiv gelehrt wird“, so Tücks. Zu beobachten sei auch, dass Industrieteile bereits nach zwei Jahren ersetzt werden. Die Folge in der Praxis sei heute schon zu spüren: Man müsse nachkonstruieren, um die jeweilige Maschine weiter betreiben zu können.

Dazu gehört logischerweise auch, das digitale Element qualifiziert sicherzustellen. In der Konsequenz für Industrie 4.0 bedeutet dies, sicherzustellen, dass das Ersatzteil auch digital konsistent ist und dem Produktrecht international vollumfänglich gerecht wird.

Zwischen Dienstgipfelhöhe und Boden

Der digitale Teil einer Maschine, einer Produktionslinie oder gar eines globalen Produktions- und Logistiksystems folgt immer der physischen Infrastruktur, die Güter und Waren bearbeitet und transportiert. Aus diesem Grunde bedarf eine qualifizierte Gestaltung des betrieblichen Risikomanagements nicht allein der technokratischen Analyse, sondern einer, die beispielsweise auch Sabotage, Spionage, Fehlverhalten oder Fahrlässigkeit umfasst.

Das menschliche Gehirn ist übrigens durch seine Blut-Hirn-Schranke vor eindringenden Stoffen genial geschützt. Und, solange in der Elektronik kein betriebssicheres Analogon auf Hardware-Ebene existiert, das zudem einen Fall-Back-Mechanismus bei einer Störung anstößt, der ausschließlich zulässige (Not-)Funktionen sicherstellt, solange wird Industrie 4.0 durch seine Struktur ein systemisches Risiko in sich tragen. Am Ende steht Industrie 4.0 auch risikobezogen erst ganz am Anfang – auch bei ERP-Systemen. Denn sie stehen datentechnisch für die Deskriptoren, die beschreibenden Daten der Produktion.

Bedenkt man die Wirkungskette und deren Zusammenhänge in einem normalen produzierenden Betrieb, so wird deutlich, dass gerade das Bild des Hubschraubers hilft, von der Höhe aus bis auf die Ebene des einzelnen programmierten Bits zu gehen. Denn erst aus der Ableitung der Zusammenhänge heraus lassen sich Handlungsanweisungen formulieren, die, vom Organisatorischen ausgehend, letztlich die Konsistenz auf der Bit-Ebene ermöglichen. Letztendlich muss immer die Frage beantwortet werden, was wann und unter welchen Rand- und Rahmenbedingungen passiert.

Bildquelle: Thinkstock

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