SAP: Die Vernetzung der Digital Twins kommerzialisieren

SAP: Die Vernetzung der Digital Twins kommerzialisieren

München, 19. November 2018

(Grundlage des Artikels war ein Gespräch mit Thomas Ohnemus, bei SAP verantwortlich für Solution Marketing PLM, Manufacturing, EAM, Sustainability und 3D Visualization. Alle Bilder: Quelle SAP)

2017 ging SAP mit Leonardo an den Markt. Aus einem ersten Angebot für die Vernetzung von Gerätedaten mit Geschäftsprozessen ist eine Plattform geworden, die inzwischen zehn Industrien mit Lösungen zur Beschleunigung der digitalen Transformation adressiert. Im Mittelpunkt stehen dabei die Digital Twins der physischen Produkt- und Anlagenwelt. IoT ist einer der wichtigen Aspekte, aber nicht das Dachthema. SAP Leonardo ist zur Marke in der digitalen Plattformökonomie geworden: für einen besonderen Weg, die Kunden bei ihrer Transformation zu begleiten.

Design Thinking ist ein seit den Neunzigerjahren bewährter Ansatz, der das interdisziplinäre Suchen nach der richtigen Idee und das gemeinsame, schrittweise Herantasten an die beste Lösung, wie es aus dem Industriedesign bekannt ist, verallgemeinert und zum generellen Grundprinzip von Innovation macht. SAP gehört zu den Unternehmen, die schon länger ihre eigenen Angebote nach diesem Ansatz entwickeln. Mit Leonardo geht SAP einen Schritt weiter und bezieht die Kunden mit ein, um gemeinsam mit ihnen nach demselben Verfahren auch deren passende Lösungen in Richtung Digitalisierung zu finden.

Schnell müssen die Innovationen sein, genau ins Ziel treffen sollen sie in einer fast völlig individualisierten Produktwelt, und dabei will SAP den Unternehmen mit Methodik, Technologie und einem bereits ziemlich umfangreichen Portfolio an einsatzbereiten Lösungen zur Seite stehen.

Digital TwinDen Hauptteil allerdings müssen die Kunden mit dieser Hilfe selbst stemmen: Die digitalen Zwillinge nämlich, über die die Verwertung der Echtzeitdaten aus dem Betrieb der Anlage oder der Nutzung eines Geräts nur funktionieren kann, müssen sie selbst definieren und zur Vernetzung bereitstellen. Als optimale Plattform bietet SAP ihnen dafür Leonardo. Und geht davon aus, dass diese digitalen Zwillinge sogar das Entscheidende sind für die anstehende Transformation. Und dass das Angebot von SAP genau in diesem Punkt den großen Unterschied zu allen anderen Plattformen macht.

Die Bausteine des Digitalen Zwillings

Das Vernetzen von mit Sensoren ausgestatteten Produkten, Maschinen und Anlagen, das Internet der Dinge, ist nur eine der Voraussetzungen für die neuen Geschäfte, die darüber möglich werden. Und es schaut nur auf jenen Teil eines Lebenszyklus von Produkt oder Anlage, der den Betrieb ausmacht. Aber bevor es zu diesem Teil des Lebens kommt, hat das Produkt ja schon einen langen Weg hinter sich, etwa vom Entstehen einer einzelnen Baugruppe einer Anlage über sämtliche Wertschöpfungsprozesse, den Zusammenbau mit Komponenten anderer Hersteller und Partner bis zum fertigen Gesamtsystem und seiner Inbetriebnahme. Für alle diese Teile des Lebenszyklus gibt es digitale Zwillinge, und erst aus ihrer Vernetzung ergeben sich die Möglichkeiten für neue Geschäftsmodelle.

Viele reden derzeit vom digitalen Zwilling, aber was versteht man darunter? SAP definiert ihn so:

"Ein digitaler Zwilling ist eine digitale Repräsentation eines physikalischen Objekts in Echtzeit. Indem er die entscheidenden physikalischen Ausprägungen und den geschäftsbezogenen Kontext eines Objektes von der Idee über Design, Entwicklung, Fertigung, Wartung und Kundendienst bis zum Ende der Nutzung repräsentiert, liefert er Echtzeitinformationen über seine Konfiguration, seine Verfassung und seinen Status, aber auch historische Daten, die aus verschiedenen Quellen abgerufen werden können."

Es gibt also nicht einen einzigen Digital Twin beispielsweise für eine Anlage, auch nicht nur eine Form der Darstellung, sondern viele. SAP sieht die größte Herausforderung für seine Kunden genau darin, diese vielen digitalen Zwillinge, in Form und Text, in 2D und 3D, in Bild und Ton, von der Idee bis zum endgültigen Abschalten zu vernetzen. Und das funktioniert nur, wenn sie von Anfang an Kern des Datenmanagements sind. Vier wichtige Bereiche lassen sich herausgreifen, in denen die digitalen Zwillinge Form und Gestalt annehmen und sich mit Inhalten füllen.

Digital EngineeringDer erste ist die digitale Definition des einzelnen Teils oder der einzelnen Baugruppe, der Struktur und Geometrie, Funktion und Steuerung, aber auch des Preises und der Rahmenbedingungen, unter denen damit Werte geschaffen werden. Natürlich einschließlich der Schnittstellen und Standards, über die all diese Informationen abgerufen und bereitgestellt werden können.

Dafür bietet SAP mit seiner offenen, Cloud-basierten Plattform alle Möglichkeiten der Integration dieser Daten, um sie im Internet der Dinge verfügbar zu machen und dort bereitzustellen, wo sie jeweils für einen bestimmten Prozess benötigt werden. Die Tools von Leonardo reichen von der Vernetzung des Objekts über die Einbeziehung seiner Daten für Vorausberechnung (Vorschau) und Maschinenlernen bis hin zu den Anschlussmöglichkeiten für künftige Apps.

Der zweite Bereich betrifft das, was oft auch als Produktentstehungsprozess bezeichnet wird. Das Objekt durchläuft eine Reihe von Prozessen im Unternehmen vom Engineering bis zur Montage, in denen sein digitaler Zwilling ständig neue Daten hinzubekommt. CAD, CAM, PLM, ERP oder MES heißen einige Akronyme für die vielen Systeme, die dabei zum  Einsatz kommen und ihren jeweiligen Teil zum digitalen Faden (digital thread) beitragen oder einen neuen digitalen Zwilling für den jeweiligen Abschnitt oder Prozess schaffen.

SAP verfügt nicht über all diese Systeme, und kein Kunde wird all diese Prozessschritte mit Tools von einem einzigen Anbieter managen. Aber SAP verfügt über die Möglichkeiten zur Integration aller Daten aus all diesen Systemen und ist seit vielen Jahrzehnten damit vertraut, denn auch für die schon lange in vielen Unternehmen mit SAP gesteuerten Prozesse wurden schon immer diese Daten in der ein oder anderen Form benötigt.

Im dritten Schritt treffen das Objekt und seine digitalen Zwillinge auf Ergänzungen durch andere Komponenten und Baugruppen, die beispielsweise aus anderen Unternehmen zugeliefert werden. Auch sie werden künftig ihre digitalen Zwillinge haben und Daten über sich, ihren Zustand, ihre Konfiguration und anderes mitbringen. Und natürlich über die Rahmenbedingungen der Zulieferung, von wo sie zu welchem Preis und unter welchen Konditionen wann geliefert werden. Jetzt geht es darum, diese Daten zusammenzuführen und das Netz der digitalen Zwillinge weiterzuspinnen.

SAP ist auch an dieser Stelle mitten im Geschehen. Eine ganze Palette von Tools hat die Beziehungen zwischen Hersteller und Zulieferkette unter dem Oberbegriff Supply Chain Management zum Gegenstand. Eine ziemlich gute Voraussetzung, um die digitalen Zwillinge der verschiedenen Partner der vernetzten Wertschöpfung ebenfalls miteinander zu vernetzen.

Die verschiedenen Typen von Digital TwinsSchließlich kommen im vierten Schritt die Baugruppen und Teile, die Steuerungen und Softwarekomponenten zusammen und werden zum Gesamtsystem etwa einer Anlage, die dann beim Kunden oder Anlagenbetreiber in Betrieb genommen wird. Vernetzt wird es dann noch mit den Systemen der Stadtverwaltung, der Energieerzeuger, der Händler. Vielleicht ist das Endprodukt auch ein Auto oder ein Schnellzug, und es geht um die Vernetzung mit Verkehrsleitsystemen, Wetterstationen oder irgendwelchen Monitoren im Land.

Hier steht der eigentliche Wandel am deutlichsten auf der Tagesordnung. Nur wenn für all diese vernetzten Systeme auch die Daten der digitalen Zwillinge ebenso vernetzt werden können, lassen sich aus diesem Gesamtsystem neue Geschäftsmodelle entwickeln. SAP ist auf diesem Level seit den ersten Projekten zu Industrie 4.0 beispielsweise im Hamburger Hafen dabei und hat sich selbst wiederum bereits kräftig vernetzt mit den anderen Playern wie T-Systems, Microsoft, Google und vielen anderen, deren Spezial-Tools und Infrastrukturen genauso benötigt werden wie das Prozess- und Geschäfts-Knowhow, das die Kernkompetenz von SAP ausmacht.

Die Technologien von SAP Leonardo

SAP hat in den vergangenen Jahren sowohl eigene Entwicklungen vorangetrieben als auch zahlreiche Akquisitionen getätigt, mit denen heute ein ganzer Strauß von Technologien zur Verfügung steht, die auf anderen Plattformen nicht in dieser Kombination zu haben sind. Aber was sich derzeit generell abzeichnet, gilt auch hier: Eine Cloud-Plattform besticht immer zuerst mit der Offenheit für den Kunden, sich die Partner auszuwählen, die ihm für die jeweilige Teilaufgabe am besten geeignet erscheinen. Deshalb basiert Leonardo auf einer Multi-Cloud-Infrastruktur. Neben SAP kann in einem Projekt auch die Google CloudPlatform, Microsoft Azure oder Amazon Web Services als Basis zum Zug kommen.

Die nächste Technologieschicht betrifft die Verwaltung und das Management der Daten, das nun – etwa mit der Vernetzung von Unmengen von Sensoren – eine ganz neue Herausforderung darstellt. Hier bietet SAP eine Reihe von eigenen Stärken, die übrigens auch auf anderen Plattformen gerne genutzt werden. Die wichtigste Komponente ist SAP HANA mit der Fähigkeit zur Echtzeit-Datenanalyse durch In-Memory-Computing. Denn vernetzte, intelligente Geräte und Dinge aller Art – das bedeutet auf jeden Fall die Analyse von Big Data in Form von riesigen Datenmengen unterschiedlichster Art im Takt von Sekundenbruchteilen. Und wie bei der untersten Schicht hat der Kunde auch hier die Möglichkeit, Speziallösungen anderer Anbieter damit zu kombinieren.

Der Kern von Leonardo ist mit der SAP Cloud Platform die dritte Schicht, auf der die eigentlichen Lösungen laufen. Und hier unterscheidet sich SAP grundsätzlich von den Wettbewerbern, denn neben Big Data Analytics, Echtzeitverarbeitung und Datenmanagement geht es ja letztlich um die Auswertung der Daten, um damit bestimmte, ganz konkrete Geschäfte mit Kunden und Nutzern zu machen.

Microservices sind Minibausteine, aus denen sich kleine Apps zusammenstellen lassen, ohne sie selbst programmieren zu müssen. Gewissermaßen eine Bibliothek von Elementen zum Zusammenbau von Applikationen, wie man früher aus einem Baukasten Bauteile oder Baugruppen für ein mechanisches Produkt verwendet hat. Offene Programmierschnittstellen (Open APIs) sind das A und O, wenn heute auf einer Plattform eigene Anwendungen laufen sollen. Und die Fähigkeit zur einfachen Integration der verfügbaren wie der neu hinzugefügten Apps, so dass es für den Anwender genauso einfach zu bedienen ist, als wäre es aus einer Hand nur für ihn gestrickt, das ist auch ein Vorteil dieser Plattform.

Der wichtigste Teil des Technologie-Portfolios ist in der allernächsten Zukunft das Maschinenlernen. Eine Vielzahl von Werkzeugen hilft dem Anwender in der Industrie, seine Produkte, Maschinen und Anlagen mit solchen Fähigkeiten auszustatten, die aus den Daten durch ihre sinnvolle Analyse und Verbindung mit anderen ebenso wertvoll gemachten Daten jene Intelligenz macht, die heute von Produktherstellern erwartet wird.

Digitale MaschinennutzungDer Roboter soll eben nicht nur seine Schweiß- oder Montagefunktion beherrschen, er soll aus der Kenntnis der Umgebungsbedingungen, dem Erkennen der Bewegungen eines ihn nutzenden Menschen, dem Wissen seines eigenen Energieverbrauchs und -bedarfs lernen. Er soll sich so verhalten, dass seine Funktion und damit sein Nutzen für den Kunden wie für den einzelnen Bediener oder mit ihm arbeitenden Menschen während der Arbeit wächst und nicht schwächer wird.

SAP bietet dem Kunden die ganze Palette von Komponenten, die er benötigt, um jede Art von Lernfähigkeit in seine eigenen Produkte und Prozesse einzubauen. SAP Leonardo Machine Learning Foundation heißt dieser Teil. Er soll dem Kunden die Integration und den Einsatz von Maschinenlernen extrem leicht machen.

Noch ganz am Anfang steht die gesamte Industrie in der Nutzung solcher Technologien. Aus Daten nicht nur Wissen zu machen, sondern sie zur Basis autonomer Entscheidungen und Aktionen werden zu lassen, das wird in den kommenden Jahren den wichtigsten Wettbewerbsvorsprung ausmachen. Die Entwickler von SAP sind dabei stets auf dem Sprung, die neueste technologische Entwicklung auf ihre industrielle und wirtschaftliche Nutzbarkeit zu prüfen und entsprechend in ihr Portfolio einzubauen.

Die jüngste Technologie, die mit der Kryptowährung Bitcoin und ihrem rasanten Auf- und Abschwung 2017 Schlagzeilen gemacht hat, ist die Blockchain. Hier entstehen Elemente im Netz nach bestimmten Algorithmen und Regeln automatisch, die sich mit hoher Kontrolle der aktiv Beteiligten austauschen und bearbeiten lassen. SAP ist derzeit mit einer Reihe von Kunden und Projektpartnern dabei, die dahinterstehende Technik auf ihre Möglichkeiten zum Einsatz im Kontext produzierender Unternehmen wie von Anlagenbetreibern zu prüfen.

Mit oder ohne Industrie-Beschleuniger

Seit etlichen Jahren hören die Verantwortlichen auf allen Konferenzen, dass das größte Problem der Zeit die stets noch weiter wachsende Komplexität sei. Das gilt mit der zunehmenden Digitalisierung und Vernetzung nur umso mehr. Für kein Unternehmen ist es heute ein Kinderspiel, den am besten geeigneten nächsten Schritt in der digitalen Transformation zu identifizieren und dann erfolgreich zu gehen.

War es in den letzten Jahrzehnten noch relativ leicht zu verstehen, welche IT-Systeme etwa die besten am Markt waren, deren Kauf, Installation und Anpassung den sichersten Weg für den Unternehmenserfolg frei machten, so hat sich die Welt mit dem Internet der Dinge und den Geschäften in der Cloud und auf Plattformnetzen nochmals dramatisch verändert.

Welche Plattform ist für welchen Zweck die richtige? Welche Tools von welchen Anbietern lassen sich darauf am besten für welche Aufgabe kombinieren? Wie komme ich zu den effektivsten Apps und Anwendungen, mit denen ich meine Kunden vor allen anderen Anbietern überzeugen kann? Hier kann ein Unternehmen viel Zeit eines beachtlichen Teams von Spezialisten investieren. Ohne sicher zu sein, dass es wirklich alle Facetten auch nur der marktgängigen Möglichkeiten in seine Überlegungen einbezogen hat.

Integration des Digital Thread mit SAP LeonardoSAP legt deshalb den Kunden, die ihren Weg – oder ein Stück dieses Wegs – mit Leonardo gehen wollen, nicht eine Liste mit den Hunderten und Tausenden von Tools und Apps auf den Tisch und überlässt ihnen die Auswahl der für sie passenden. Mit Leonardo bieten sich zwei Pfade an, auf denen ein Partner zu seiner Lösung kommt.

Der eine ist der sogenannte "Beschleuniger-Pfad". SAP hat bereits zehn SAP Leonardo Innovation Kids für dedizierte Branchen entwickelt und wird in den nächsten Monaten weitere hinzufügen. Die ersten zehn richten sich an: Einzelhandel, Konsumgüterhersteller, Fertigungsindustrie, Chemie, Verkehr und Transport, Energieversorgung, Sport und Unterhaltung, Biowissenschaften, Öl und Gas, Bergbau. Mit den Beschleunigern wird den Kunden in diesen Bereichen gewissermaßen eine Vorauswahl getroffen. Die für den jeweiligen Sektor wichtigsten Technologie-Komponenten werden so zusammengestellt, dass sie in kürzester Zeit den Einsatz für die am besten geeigneten Anwendungsfälle erlauben.

Am Anfang dieses Pfades steht ein eintägiger Workshop zum Kennenlernen der Methodik des Design Thinking. Dann folgen ein bis zwei Wochen, in denen mit SAP-Spezialisten Prototypen gebaut und ausprobiert werden. Erst am Ende dieser gemeinsamen Einstiegsarbeit steht möglicherweise ein Vertrag, auf dessen Basis anschließend in 6 bis 8 Wochen die Funktionalität entsteht, mit der der Kunde an den Markt gehen kann.

Der zweite Pfad folgt den Prinzipien der Open Innovation. Auch hier steht am Anfang der Design Thinking Workshop. Aber mit der völligen Offenheit von Ziel, Funktionalität und Anwendungsszenario werden für den Bau des Prototypen 2 bis 4 Wochen angesetzt, für die Fertigstellung 8 bis 10 Wochen. Doch trotz der Offenheit des Pfades sind mit den industriespezifischen Beschleunigern und der von SAP vorgenommenen Paketierung des Lösungsangebots die 8 bis 10 Wochen zur Lösung natürlich enorm schnell. Aber genauso schnell braucht es der Kunde in der Industrie welcher Art auch immer jetzt, denn dessen Kunden erwarten dasselbe Tempo von ihm.

Vom Denken zum Handeln

Die Dinge werden intelligent und scheinen mit dem Denken anzufangen. Die Dinge und Maschinen, die Produktionsstraßen und chemischen Prozessanlagen, die Fabriken und Lagerhallen, die Büros und die Straße. Alles scheint mehr und mehr zu denken. Und die Menschen in den Vorstandsetagen haben in den letzten Jahren in unerhörtem Tempo gelernt darüber nachzudenken, wie sie diese Entwicklung für ihr eigenes Unternehmen in neue Geschäftsmodelle umsetzen können.

Jetzt, das ist jedenfalls die Strategie, der SAP folgt, ist es an der Zeit, dieses Denken genauso schnell in Handeln zu verwandeln. Aus den Gedanken Entscheidungen, aus den Entscheidungen sehr schnell die ersten Schritte folgen zu lassen. Denn es hat sich längst herumgesprochen: Wenn es der jetzige Marktführer nicht tut, wird irgendjemand ihm bald mit einem entsprechenden Modell auf dem Markt gegenübertreten.

Es gibt also Leonardo und die SAP Cloud Plattform, es gibt Beschleuniger für eine ganze Reihe wichtiger Industrien, und bei SAP steht ein Team von erfahrenen Entwicklern und Experten bereit. Und dennoch muss jedes Unternehmen seinen eigenen Weg bestimmen, seine Strategie entwerfen und entfalten, seine Schritte zum Einstieg und Wandel definieren. Denn nahezu alles ist möglich.

Von dem japanischen Mittelständler Hakusan, der eine hochsensible App für Smartphones entwickelt hat, mit der sich einfach durch die exakte, tausendfache, automatisierte Analyse  der Gerätebewegung in Sekundenbruchteilen bevorstehende Erdbeben voraussagen lassen; über das Logistikunternehmen ARI, das mit Leonardo sein gesamtes Flottenmanagement intelligent gemacht hat; bis zum Anlagenbetreiber, der mit Leonardo seine Anlage so viel besser auslastet und so viel vermiedene Stillstände erreicht hat, dass es ihm bereits Millionen eingebracht hat – die Palette der Möglichkeiten ist groß. Jetzt geht es darum, sie auch einzusetzen.

Zurück

Add your Content here

Donec quam felis, ultricies nec, pellentesque eu, pretium quis, sem. Nulla consequat massa quis enim. Donec pede justo, fringilla vel, aliquet nec, vulputate eget, arcu.