Die Software macht den Unterschied

Software wird zum kaufentscheidenden Differenzierungsmerkmal im Maschinenbau – mit weitreichenden Folgen für die Produktentwicklung. WEISS stellt dafür schon heute die Weichen. Das Ziel: Kunden über den gesamten Lebenszyklus mit softwarebasierten Services zu unterstützen.

 

In einem Artikel für das Wall Street Journal stellte Netscape-Erfinder und Silicon-Valley-Investor Marc Andreessen vor über zehn Jahren eine Behauptung auf, die noch heute als inoffizielles Motto der Digitalisierung gilt: „Software is eating the world“.

Andreessen meinte damit, dass Software alle Bereiche der Wirtschaft von Grund auf verändert und die Beherrschung ihrer Komplexität zur Kernkompetenz jedes Unternehmens werden muss – nicht nur bei Apple, Microsoft oder Google, sondern überall, auch im Maschinenbau. Wirklich neu ist das für die Branche nicht. Schon heute ist Maschinen, Anlagen- und Komponentenbau in weiten Teilen Softwareentwicklung. Dennoch wird häufig unterschätzt, wie dynamisch sich die Anteile von Hardware zu Software verschieben und welche Anforderungen damit auf die Branche zukommen.

Software-definierte Maschinen liegen im Trend
Ein kurzer Blick auf die Entwicklung der letzten Jahrzehnte zeigt, wohin die Reise geht. Noch vor 30 Jahren bestimmte vor allem die Mechanik den Wert einer Maschine. Seitdem ist der anteilige Wert von Software und Elektronik an den Produkten des Maschinen- und Anlagenbau kontinuierlich gestiegen. Je nach Branche und Produkt liegt er mittlerweile zwischen 50 und 80 Prozent.

Die Annahme, dass bei einem derart hohen Anteil kaum noch Steigerungen möglich sind, ist jedoch ein Trugschluss. Das Gegenteil ist richtig. Denn tatsächlich zeichnet sich aktuell ein Paradigmenwechsel ab, der dem Thema Software einen deutlich höheren Stellenwert einräumt – allerdings auf andere Weise als bisher.

Konkret beobachten lässt sich das Ganze im Automobilbau. Während das Kundenerlebnis und die Wettbewerbsfähigkeit der Hersteller früher maßgeblich von der Hardware abhingen, erwarten heutige Kunden eine vollständige Integration des Fahrzeugs in ihr persönliches digitales Ökosystem. Um diesen veränderten Erwartungen gerecht werden zu können, werden Autos mehr und mehr zu rollenden Computern mit Software-basierten Diensten, die Kunden bei Bedarf in Anspruch nehmen können, um beispielsweise den Funktionsumfang oder die Leistung ihres Fahrzeugs zu erweitern.

Maschinenbau as-a-service und seine Vorteile
Auch im Maschinenbau nutzen große Player die wachsende Bedeutung von Software zum Aufbau von offenen Automatisierungsplattformen, die wie ein App Store funktionieren und Lösungen für eine Vielzahl von Industrie-4.0-Aufgaben bereitstellen. Ergänzt mit den Eigenentwicklungen der Hersteller entsteht so ein neues Service-Ökosystem mit handfesten Vorteilen:

1. Variabilität und Individualisierung zum kleinen Preis: Varianten herkömmlicher Produkte sind teuer, weil sie jeweils ein neues physisches Bauteil erfordern. Mit Software lässt sich die Produktvielfalt viel einfacher und billiger erreichen. So hat zum Beispiel John Deere einen Motor im Portfolio, dessen Leistung per Software variiert wird.

2. Kontinuierliche Weiterentwicklung: Klassische Maschinen haben ihren optimalen Zustand bei Auslieferung und lassen sich nachträglich nur schwer verbessern. Anders bei smarten Produkten. Sie können im Rahmen der gesetzten Hardwaregrenzen durch Firmware- oder Softwareupdates über den Lebenszyklus skaliert werden.

3. Datengestütztes Qualitätsmanagement: Vernetzte Produkte ermöglichen die kontinuierliche Rückmeldung von Leistungsdaten während der Nutzung. Die Daten lassen sich für Konstruktionsverbesserungen oder zur Behebung von Produktproblemen verwenden.

4. Vernetzter Kundendienst: Sensoren, Datenerfassungs- und Diagnosetools zur Zustands- und Leistungsüberwachung verhindern drohende Maschinenstillstände durch präventive Maßnahmen. Darüber hinaus steigt die Serviceeffizienz, weil Techniker schon im Vorfeld über den Zustand einer Maschine informiert sind und optimal vorbereitet zum Kunden kommen.

5. Stärkere Kundenorientierung bei kürzerer Time-to-Market: Geänderte oder neue Kundenbedürfnisse können mit Änderungen der Software schneller bedient werden als mit Modifizierungen der Hardware. Zudem lassen sich gleichteilige Maschinenmodelle, bei denen die Software über die Nutzung der integrierten Features entscheidet, in Summe günstiger produzieren und schneller auf den Markt bringen.

6. Grundlage für neue Geschäftsmodelle: Mit intelligenten Maschinen und innovativer Software verkaufen Hersteller ein Bundle aus Produkt und datenbasierten Services, das maßgeblich zur Festigung der Kundenbindung beitragen kann. Nicht mehr der Verkauf des Produkts ist entscheidend, sondern die Maximierung des Kundennutzens über den gesamten Lebenszyklus.

Steigende und neue Anforderungen
Wer als Maschinenbauer von diesen Vorteilen profitieren will, muss sich teilweise völlig neuen Herausforderungen stellen. Zum einen unterscheiden sich die Prozesse in der Entwicklung, Pflege und Vermarktung von Software deutlich von denen physischer Produkte.

So sind die Zyklen von Softwareprodukten nicht mit denen von Maschinenmodellen vergleichbar. Statt in Jahren wird in Monaten gerechnet. Zudem muss der Fokus bei der Produktentwicklung darauf liegen, einzelne Funktionalitäten in Softwaremodulen zu kapseln, die sich als eigenständige Teile des Baukastensystems unabhängig voneinander entwickeln, managen und verwenden lassen. Erst dann sinkt die Komplexität auf ein beherrschbares Niveau.

Für WEISS führt kein Weg daran vorbei, sich diesen Herausforderungen zu stellen. „Wir erleben gerade eine dramatische Beschleunigung bei der Akzeptanz und Nutzung von unterschiedlichsten Softwarelösungen“, sagt Christian Göltl, der bei WEISS Product Owner im Rahmen einer globalen Software-Initiative ist, die eine holistische Betrachtungsweise der Automationslösung vom Entstehungsprozess über den Betrieb und die Wartung unter Einbeziehung digitaler Services verfolgt.

Virtuelle Produktbetreuung mit dem Digitalen Zwilling
WEISS hat deshalb schon vor Jahren mit der Entwicklung von eigenen Softwarelösungen begonnen und will das virtuelle Portfolio sukzessive ausbauen.

Schon länger im Markt etabliert ist das Steuerungspaket W.A.S. 2 SCALABLE zur schnellen, einfachen Integration und Inbetriebnahme von Komponenten sowie ein CAD-Produktkonfigurator auf der Website. Weit darüber hinausgehende Möglichkeiten bieten die Digitalen Zwillinge von WEISS, weil sie alle Daten für eine virtuelle Inbetriebnahme und Simultanous Engineering enthalten. Mit dem nächsten Schritt vom heutigen 3D Engineering zum 4D Engineering lassen sich in diesem Bereich weitere und völlig neue Potenziale realisieren. Denn spätestens dann kann alles digital abgebildet werden, was eine fertige Maschine ausmacht – von den Komponenten über die Steuerungsarchitektur, PLC Logik und Feldbus-Kommunikation bis zum Verhalten des fertigen Produkts. „Das sind alles Themen, mit denen wir uns intensiv beschäftigt haben, an denen wir dranbleiben und mit denen wir jetzt nach und nach auf unsere Kunden zugehen“, sagt Christian Göltl.

Auf dem Weg zur integralen Automation
Bei der Entwicklung eines datenbasierten Geschäftsmodells werde man aber nichts überstürzen, sagt der Product Owner, sondern sich am geschäftlichen Umfeld und der branchenweiten Infrastrukturentwicklung orientieren. Und da sieht Christian Göltl durchaus noch einige Fragezeichen.

So gibt es bei vielen großen Unternehmen immer noch starke Vorbehalte gegen Cloud-basierte Services und damit verbundenen Risiken beim Datenschutz sowie bei der Cybersicherheit. Zudem setzen industrielle IoT-Anwendungen die Einführung von 5G auf breiter Fläche und offene Kommunikationsstandards wie OPC UA oder MQTT voraus. Und dann gibt es natürlich auch noch das Problem, dass Maschinenbauer beim Thema Software komplizierte Make-or-Buy-Entscheidungen treffen müssen. Denn einerseits gilt es, das Risiko von Abwertungen wegen schlecht programmierter Software zu umschiffen. Auf der anderen Seite dürfen sie nicht zu stark von externen Software-Lieferanten abhängig machen.

Auch hier folgt WEISS der Devise, die weiteren Entwicklungen genau zu analysieren und sorgsam zu entscheiden. „Aktuell befinden wir uns am Anfang der Transformation, die bei uns in Phasen ablaufen wird“, führt Christian Göltl aus. Die Roadmap steht allerdings schon fest. „In den nächsten Jahren arbeiten wir an dem Ziel, integrale Bestandteile einer Maschine in den Disziplinen Mechanik, Motoren, Antriebsregler, Steuerungen, Software und Services bereitzustellen. Das heißt, wir werden Software zur Verfügung stellen, die messbaren Mehrwert liefert und beim Kunden den Wunsch zum Kauf auslöst. Mittelfristig wird es da einiges geben bei WEISS.“