Digitale Transformation in traditionellen Industrien: ein stufenweiser Ansatz

Was digitale Transformation in traditionellen Industrien bedeutet

In Bergwerken, Fertigungsbetrieben und bei Versorgern für Wasser, Strom und Gas laufen viele Anlagen seit Jahren oder Jahrzehnten, und Abläufe stützen sich auf Erfahrungswissen und handschriftliche Aufzeichnungen. Digitalisierung bedeutet hier nicht, Software zu kaufen oder einige Sensoren zu montieren. Es geht darum, Betriebsdaten in verlässliche Informationen zu überführen und diese im täglichen Entscheiden zu nutzen.

Gemeinsam sind diesen Branchen raue Umgebungsbedingungen, ein heterogener Anlagenpark aus verschiedenen Generationen sowie der hohe Stellenwert von Arbeitssicherheit und unterbrechungsfreier Produktion. Ansätze, die das ignorieren, scheitern in der Praxis.

• Bergbau: Überwachung von Großgeräten, Förderbändern, Bewetterung, Pumpen und Umgebungsbedingungen an abgelegenen oder untertägigen Standorten.
• Fertigung: Maschinenzustand, Stillstände, Energieverbrauch und Qualität an Fertigungslinien mit unterschiedlichen Steuerungen.
• Versorgungswirtschaft: Zähler, Pumpstationen und Verteilanlagen, die über ein großes Gebiet verstreut sind.

Warum Vorhaben ins Stocken geraten

Die Ursachen sind selten rein technischer Natur:

• Menschen: Werden Bedienpersonal und Instandhaltung nicht in die Gestaltung einbezogen, empfinden sie das neue System als Bedrohung oder Mehrarbeit und nutzen es nicht.
• Bestandsanlagen: fehlende Kommunikationsschnittstellen, lückenhafte Dokumentation und die nachvollziehbare Scheu, in eine laufende Steuerung einzugreifen.
• Datensilos: Informationen liegen verteilt in Tabellen, Schichtbüchern und Einzelsystemen, ein Gesamtbild fehlt.
• Unklarer Nutzen: Das Projekt startet mit dem vagen Ziel „Digitalisierung“, ohne dass festgelegt ist, welches Problem gelöst und wie Erfolg gemessen wird.
• Endlose Pilotphase: Der Prototyp funktioniert, aber es gibt weder Skalierungsplan noch Betriebsbudget noch Verantwortliche im Betrieb.

Ein pragmatisches, stufenweises Vorgehen

Statt eines großen, risikoreichen Gesamtprogramms erlaubt ein stufenweises Vorgehen, in jedem Schritt zu lernen und nachzusteuern:

Bestandsaufnahme

Sie beginnt mit Gesprächen mit den Menschen im Betrieb: Wo wirken sich Stillstände oder Ausfälle am stärksten aus, und welche Informationen werden heute verspätet oder von Hand erfasst? Danach folgt die technische Aufnahme von Anlagen, Steuerungen, Netzwerk und vorhandenen Softwaresystemen. Ergebnis ist eine kurze, nach Wirkung und Machbarkeit priorisierte Liste, keine lange Wunschliste.

Pilot mit schnellem Nutzen

Ein Pilot sollte ein konkretes Problem für konkrete Anwender mit messbarem Ergebnis lösen. Zugleich sollte er auf einer erweiterbaren Architektur aufbauen und kein Wegwerfprototyp sein, der für den Produktivbetrieb neu entwickelt werden muss.

Skalierung und Betrieb

Bei der Skalierung werden die Erkenntnisse aus dem Pilot zu Standards: Namenskonventionen, Verfahren zur Geräteeinbindung, Sicherheitsvorgaben und Integrationsmuster. Im Betrieb wird festgelegt, wer auf Alarme reagiert, wer das System pflegt und wie neue Anforderungen priorisiert werden. Ohne diese Stufe verliert selbst ein erfolgreicher Rollout mit der Zeit an Wert.

Retrofit zuerst

In traditionellen Industrien ist ein großflächiger Anlagentausch selten wirtschaftlich oder praktikabel. Das Retrofit von Bestandsanlagen ist oft der schnellste Weg zu Daten: Stromwandler zum Aufklemmen, Schwingungs-, Temperatur- oder Drucksensoren, das Auslesen vorhandener Steuerungen über Modbus oder OPC UA und sogar das Erfassen mechanischer Zähler per Bilderkennung. Ein wichtiger Vorteil: Eine gut geplante Nachrüstung greift nicht in die Maschinensteuerung ein und hält das Betriebsrisiko gering. Über einen Austausch lässt sich später auf Basis tatsächlicher Daten zu Zustand und Auslastung jeder Anlage entscheiden.

Auch eine Nachrüstung braucht ingenieurmäßige Sorgfalt. Vor der Installation sollten typischerweise folgende Punkte geklärt sein:

• Befestigung und Energieversorgung: magnetisch oder verschraubt, Batterie oder Netzversorgung, erforderliche Schutzart bei Staub, Feuchtigkeit oder Reinigung.
• Die vor Ort geltenden Vorgaben zu elektrischer Sicherheit und Explosionsschutz, die im Bergbau und in Prozessanlagen besonders relevant sind.
• Rein lesender Zugriff auf Steuerungen, abgestimmt mit den Verantwortlichen für die Automatisierung, damit die Datenerfassung keine Sollwerte verändern kann.
• Funkversorgung in Stahlkonstruktionen, Stollen oder untertägigen Bereichen, durch eine Messung vor Ort geprüft statt angenommen.
• Dokumentation jedes zusätzlichen Geräts, damit die Installation auch bei personellem Wechsel wartbar bleibt.

Kompetenzen und Veränderungsmanagement

Technik ist nur die Hälfte der Transformation. Einige praktische Grundsätze:

• Bedienpersonal und Instandhaltung bereits in der Bestandsaufnahme einbinden; sie kennen die tatsächlichen Probleme am besten.
• Schulungen nach Rolle gestalten: Bediener brauchen eindeutige Alarme, Ingenieure Rohdaten und Trends, die Leitung Zusammenfassungen.
• Für jedes Dashboard und jeden Alarm eine verantwortliche Person benennen.
• Zentrales technisches Wissen im Unternehmen halten, um eine vollständige Abhängigkeit von einem Dienstleister zu vermeiden.
• Offen kommunizieren, wofür das System gedacht ist und wofür nicht, damit kein Eindruck von Leistungsüberwachung entsteht.

Nutzen messen und IT-Sicherheit von Anfang an

Kennzahlen, die das Unternehmen selbst festlegt

Der Nutzen sollte an Kennzahlen gemessen werden, die aus den eigenen Zielen abgeleitet sind, etwa ungeplante Stillstandszeit, Energieeinsatz je Produktionseinheit, Reaktionszeit bei Störungen oder Anzahl der Einsätze vor Ort. Entscheidend ist, den Ausgangswert vor dem Pilot zu erfassen; ohne ihn lässt sich keine Verbesserung belegen. Allgemeine Branchenzahlen ersetzen diese Messung nicht.

IT- und OT-Sicherheit

Die Vernetzung von Betriebsanlagen vergrößert die Angriffsfläche. Trennung von OT- und IT-Netz, Geräteauthentifizierung, verschlüsselte Kommunikation, Rechteverwaltung und ein Plan für Sicherheitsupdates gehören von Beginn an in den Entwurf und nicht erst nach der Skalierung. Normen wie IEC 62443 bieten einen hilfreichen Rahmen, um diese Maßnahmen zu strukturieren.

Fazit

Digitale Transformation in traditionellen Industrien gelingt am ehesten in kleinen, messbaren und erweiterbaren Schritten: realistische Bestandsaufnahme, Pilot an einem echten Problem, Nachrüstung vor Austausch, Einbindung der Belegschaft und Sicherheit vom ersten Tag an. Weitere Informationen finden Sie unter Industrial IoT Beratung, Smart Mining, Smart Factory und Retrofit von Bestandsanlagen. Ihre Ausgangslage können Sie über die Kontaktseite schildern.