Herausforderungen

Mit mehr als 40 Werken in 14 Ländern, die alle mit individuellen Prozessen und Anlagen arbeiten, konnte Brembo aus einer Menge an Daten nur wenige Erkenntnisse gewinnen. Das Unternehmen suchte nach einer Möglichkeit, unterschiedliche Quellen von Betriebsdaten zu integrieren und so Einblicke in die Betriebsabläufe zu gewinnen.

 
Bei Fahrzeugen, die auf Schnelligkeit ausgelegt sind, ist die Kontrolle über das Fahrzeug besonders wichtig. Kein Automobilhersteller liefert ein so präzises und raffiniertes Bremssystem wie Brembo. Als führendes Unternehmen der Automobilbranche mit 75 Produktionslinien in Nordamerika und weiteren Anlagen in insgesamt 14 Ländern hatte sich Brembo einen schnellen Start in die digitale Transformation und deren Ausweitung auf das gesamte Unternehmen zum Ziel gesetzt. Erfahren Sie, wie es dem Unternehmen mit Kepware und ThingWorx zur Implementierung innovativer IIoT-Anwendungsfälle und zur Optimierung der Produktionsabläufe gelingt, dem Wettbewerb einen Schritt voraus zu sein.

Als führendes Unternehmen der Automobilbranche hat sich Brembo der Entwicklung von High-Performance-Produkten verschrieben

Brembo ist ein weltweit führendes Unternehmen im Bereich Design, Entwicklung und Produktion von Bremssystemen und -komponenten für Automobile, Motorräder, Nutzfahrzeuge und Maschinen. Das Herz von Brembo schlägt in der Welt des Rennsports. Seit 1975 hat Brembo mit seinen auffälligen roten Bremssystemen zum Gewinn von über 500 Meisterschaften im Motorsport beigetragen. Das Unternehmen hat seinen Hauptsitz in Italien und verfügt über Produktionsstätten in 14 Ländern in Nordamerika, Europa, Asien und Südamerika. Das Unternehmen konzentriert sich auf Innovation und Optimierung. Es ist so strukturiert, dass 10 % der Mitarbeiter in der Forschung und Entwicklung tätig sind. Dieses Streben nach Verbesserung kam Brembo auch bei der digitalen Transformation entgegen.

Brembo ging eine Partnerschaft mit PTC und Brock Solutions ein, um Datenquellen zu vernetzen und Daten zu sammeln

Es war klar, dass die Anlagen des Unternehmens vernetzt und Daten erfasst werden mussten. Nur so konnten Erkenntnisse in Echtzeit gewonnen werden, um die Transformation in Angriff zu nehmen. Mit mehr als 40 Werken in 14 Ländern, die alle mit individuellen Prozessen und Anlagen arbeiten, konnte Brembo aus einer Menge an Daten nur wenige Erkenntnisse gewinnen. Vor der digitalen Transformation erfolgte der Datenzugriff bei Brembo manuell über USB-Sticks. Die Analyse wurde anschließend in isolierten Systemen durchgeführt.

Ohne die Möglichkeit zur einfachen Erfassung und Analyse von Informationen über Produktionslinien hinweg stand Brembo vor mehreren Herausforderungen. Erstens fehlte der Überblick über die Abläufe in den Produktionslinien. Zweitens wurden die Möglichkeiten zur Fehlerbehebung durch die langsame manuelle Datenerfassung eingeschränkt. Und drittens hatte Brembo Schwierigkeiten bei der Gewährleistung von konsistenten Abläufen und der Minimierung von Abweichungen. Insbesondere gab es Probleme bei der Früherkennung von Abweichungen. Somit waren die Möglichkeiten zur Begrenzung von Qualitätsverlusten und Ausschussreduzierung begrenzt. Aufgrund dieser Herausforderungen konnte Brembo die Effizienz nicht über die gesamte Produktion hinweg maximieren. Das Unternehmen suchte nach einer Möglichkeit, unterschiedliche Quellen von Betriebsdaten zu integrieren und so Einblicke in die Betriebsabläufe zu gewinnen.

Brembo benötigte ein Tool, das die industrielle Konnektivität erleichtert und die Anbindung einer Vielzahl von älteren Anlagen und SPS möglich machen würde. Mit dem ThingWorx Kepware Server war die Integration unterschiedlichster Datenquellen und die anschließende Anzeige der Daten in Form eines Gesamtüberblicks der Abläufe in der Produktionslinie möglich. Zusätzlich suchte Brembo nach einer flexiblen Lösung, die auf der bestehenden Infrastruktur aufbauen und Erkenntnisse in Echtzeit liefern konnte. Eine Lösung, die sich schnell und effektiv auf das gesamte Unternehmen skalieren ließe, war für das Unternehmen von entscheidender Bedeutung. Mit ThingWorx, der End-to-End-Plattform des Industrial IoT von PTC, konnte Brembo die Lösung rasch und größenangepasst in der gesamten bestehenden Infrastruktur bereitstellen. ThingWorx lieferte über Echtzeit-Datenanalysen und eine Vielzahl von Erkenntnissen und Berichten Informationen zur Produktion und zum Zustand der Anlagen. Gleichzeitig bot die Lösung Brembo die benötigte Flexibilität und Implementierungsgeschwindigkeit.

 

Brock Solutions
brock-solutions-logoBrock Solutions ist ein zuverlässiger Partner für die Integration von ThingWorx und Kepware. Das Unternehmen verfügt über Erfahrung in den Bereichen Automatisierung und IoT und arbeitet bei der Entwicklung von skalierbaren Lösungen mit bewährten Verfahren. Jason Wolfe, Manufacturing Director bei Brembo North America, erklärt, warum Brock ein wichtiger Partner ist: „Brock kennt die Fertigungsbranche. Wir wollten einen Partner, der nicht nur die Technologie kennt, sondern auch Erfahrungen, Ideen und Fachwissen im Bereich der Fertigung einbringen kann – um eine Lösung zu gewährleisten, die zuverlässig ist und echte Geschäftsprobleme löst.“ Brock skizzierte einen Digitalisierungsfahrplan, der mit einem dreistufigen Pilotprojekt begann und dann schrittweise zu einer vollständigen Einführung in der Produktion führte. Dieser Ansatz ermöglichte kontinuierliche Verbesserungen bei gleichzeitiger Ausweitung der Lösung.


 

Mit Hilfe von Brock Solutions nutzte Brembo die Konnektivität von Kepware und die schnellen Entwicklungsmöglichkeiten von ThingWorx, um innerhalb von 10 Wochen einen Anwendungsfall für die Echtzeitüberwachung der Produktionsleistung (Real-Time Production Performance Monitoring, RTPPM) zu implementieren. Kepware und ThingWorx werden zur Vernetzung der Produktionslinien eingesetzt. Ein zentraler Daten-Hub auf Basis von ThingWorx fasst die Daten auf verschiedenen Servern zusammen und zeigt Informationen auf Werks-, Regional- und Unternehmensebene an. Die Produktionsdaten werden gesammelt und dann über drei angepasste Dashboards angezeigt. Jedes Dashboard bietet einer individuellen Benutzergruppe handlungsrelevante Echtzeit-Daten. Zudem stehen Detailinformationen, Warnungen und "Pop-ups" zu Prozessflüssen zur Verfügung, die Operatoren bei der Fehlerbehebung in Echtzeit helfen. Mit dieser Konnektivität konnte Brembo sicherstellen, dass die Produktionslinien konsistent und effizient arbeiten und so Abweichungen minimieren. Darüber hinaus entwickelte Brembo mit den neuen Erkenntnissen weitere KPIs. Über diese konnten die Mehrwerte verbessert werden. Zusätzlich wurde Zeit gespart, und es wurde eine bessere Basis für zukünftige Verbesserungen geschaffen.

Um einen Erfolg und kontinuierliche Verbesserungen zu gewährleisten, war es für Brembo unerlässlich, die Bereiche IT und OT zusammenzuführen.

Zur erfolgreichen Skalierung der Lösung, zur Erschließung künftigen Wachstums und zur kontinuierlichen Verbesserung machte sich Brembo daran, neue Systeme und Prozesse rund um die mit Kepware gesammelten Daten zu entwickeln. Brembo erkannte, dass eine erfolgreiche Konvergenz zwischen IT und OT für das Erreichen der Ziele entscheidend sein würde.

Brembo konzentrierte sich bei der Konvergenz von IT und OT auf zwei Grundsätze: Erstens mussten klare Grenzen zwischen IT- und OT-Zuständigkeiten geschaffen werden. Und zweitens war sicherzustellen, dass die IT-Abteilung mit den Anforderungen der OT und den Entwicklungen in der Branche bestens vertraut war. Nur so konnte die IT-Abteilung die OT-Abteilung bei der Steigerung der Produktivität unterstützen. Um dies zu gewährleisten, hat Brembo die Zuständigkeiten von IT und OT in einem einfachen Framework geregelt: Die OT-Abteilung ist für das verantwortlich, was innerhalb der Anlagen passiert, und die IT-Abteilung ist für das verantwortlich, was außerhalb der Anlagen passiert.

Auch wenn die Verantwortlichkeiten klar abgegrenzt sind, ist für die erfolgreiche Umsetzung eine ständige Kommunikation und Zusammenarbeit zwischen IT und OT erforderlich. Die IT muss einen kontinuierlichen Informationsfluss zu/von den Anlagen gewährleisten. Die OT eine kontinuierliche Produktfertigung in den Anlagen sicherstellen. IT und OT sind zwei Seiten derselben Medaille. Um erfolgreich zu sein, müssen sie daher zusammenarbeiten. Ein Beispiel dafür, wie Brembo die Konvergenz von IT und OT unterstützt hat, ist der Einsatz von Informatikern zur Unterstützung der Entscheidungsfindung in der OT. Durch den erfolgreichen Austausch von Daten zwischen IT und OT konnte Brembo über Kepware die Einblicke in die Betriebsabläufe verbessern, die Betriebseffizienz steigern, Prioritäten für sinnvolle Veränderungen setzen und die Möglichkeiten zur Fehlerbehebung in der OT verbessern. Mit diesem durchdachten Ansatz zur Konvergenz zwischen IT und OT konnte Brembo seine Anwendungsfälle erfolgreich ausbauen.

Brembo erweiterte seine IIoT-Anwendungsfälle, um die GAE zu verbessern und wichtige Erkenntnisse zu gewinnen.

Nach einem erfolgreichen Pilotprogramm erkannte Brembo schnell, dass mit Kepware und ThingWorx noch mehr erreicht werden konnte – und die digitale Transformation weiter vorangetrieben würde. Brembo begann, seine Anwendungsfälle zu erweitern, indem das Unternehmen Kepware und ThingWorx in seine gesamten Prozesse integrierte. Zunächst wurde die Gesamtanlageneffektivität (GAE) über RTPPM-Lösungen und die Anlagenüberwachung verbessert. Die GAE setzt sich aus drei Hauptfaktoren zusammen: Zykluszeit, Ausfallzeit und Erstausbeute; die kombinierte Funktionalität von ThingWorx und Kepware bot Brembo die Möglichkeit zur Analyse aller drei Faktoren. So konnte die Effizienz aller Fertigungslinien optimiert werden.

 

Mit ThingWorx kann Brembo beispielsweise die Zykluszeit von zwei parallelen Fertigungslinien miteinander und mit der geplanten Zykluszeit vergleichen, um Einblicke in die Leistung der Fertigungslinien zu erhalten. Brembo kann nun feststellen, wo Ausschuss entsteht. Das Unternehmen kann ermitteln, ob eine Fertigungslinie außerhalb ihrer budgetierten Zykluszeit arbeitet. Darüber hinaus kann Brembo die Zykluszeiten zwischen den einzelnen Fertigungslinien vergleichen, um festzustellen, wo die Zykluszeit verbessert werden kann – eine weitere Optimierung der Leistung. Dank dieser Informationen kann Brembo Probleme angehen, die zuvor für das Unternehmen unsichtbar waren. Darüber hinaus kann Brembo dank der Anlagenüberwachung und der Auslastungsfunktionen feststellen, wann und warum Anlagen ungeplante Ausfallzeiten aufweisen. Die Anlagenüberwachung ist die Grundlage für eine vorausschauende Wartung, mit der Brembo zusätzliche Zeit und Ressourcen sparen kann. Durch die Verbesserung der GAE reduziert Brembo den Ausschuss, identifiziert und behebt Probleme schnell und verbessert die Effizienz seiner Fertigungslinien.

Neben der Verbesserung der GAE nutzt Brembo Kepware und ThingWorx zur Rationalisierung von Prozessen an der Fertigungslinie und darüber hinaus. So verwendet Brembo Kepware beispielsweise zur Überwachung seiner Gas- und Stromzähler und zur Energieeinsparung. Auf der Grundlage der mit Kepware gesammelten Daten hat Brembo die Stromversorgungssysteme automatisiert, sodass die Stromversorgung der Anlagen heruntergefahren wird, wenn die Linie nicht läuft. Wenn die Fertigungslinie wieder anläuft, wird die Stromversorgung wiederhergestellt. So müssen die Anlagen nicht ständig im Leerlauf betrieben werden und benötigen weniger Energie.
Brembo nutzt Kepware außerdem zur einfacheren Überwachung der Einhaltung von Umweltauflagen. Durch die Unterstützung der Datenerfassung und -analyse für Chemikalien, die strengen Umweltauflagen unterliegen, nutzt Brembo seine IoT-Lösung zur Durchführung von Analysen und zur Erfassung von Datenprotokollen, um die Produktion genau zu verfolgen und die Einhaltung der Vorschriften sicherzustellen.

Kepware wird zusätzlich verwendet, um Informationen aus den Fertigungslinien von Brembo direkt in die Finanzdaten des ERP-Systems (Enterprise Resource Planning) zu integrieren. Da Kepware jetzt in die Fertigungsanlagen integriert ist, kann Kepware die Informationen aus der Fertigungslinie zur Buchhaltung, Bestandsverwaltung und die Finanzverwaltung automatisch an das ERP-System senden. Durch die Automatisierung der Datenerfassung und -analyse minimiert Brembo das Risiko menschlicher Fehler, spart wertvolle Zeit und rationalisiert die Prozesse zur Einhaltung von Vorschriften.

Von der GAE bis zur ERP – Brembos Einsatz von Kepware und ThingWorx ist umfassend: „Eine Menge der Dinge, die wir jetzt umsetzen, sind Teil unserer ursprünglichen Vision – Dinge, von denen das Unternehmen vor der digitalen Transformation nur träumen konnte. Jetzt sind sie tatsächlich Realität“, sagt Stephen Ceccarini, IT-Manager bei Brembo North America. Mit den leistungsstarken Daten, die Brembo nun zur Verfügung stehen, verbessert das Unternehmen die Effizienz der Fertigungslinien, spart Zeit, erkennt Probleme früher und rationalisiert die Prozesse im gesamten Unternehmen.

 

Schnell skalierbare Systeme aufbauen.

Mit Hilfe von PTC und Brock Solutions konnte Brembo die Anwendungsfälle für ThingWorx und Kepware schnell auf seine Fertigungslinien und -anlagen ausweiten. Das Unternehmen begann mit nur drei Linien und weitete die Lösung auf 75 Linien aus. Dan Sandberg, CEO von Brembo North America, hebt hervor, wie das Unternehmen dank der Partnerschaft mit Brock und der leistungsstarken Tools von PTC die digitale Transformation viel schneller als erwartet umsetzen konnte: „Die Partnerschaft von PTC mit Brock Solutions und die ThingWorx Plattform haben uns geholfen, unsere digitale Transformation zu beschleunigen. Die bereitgestellten Lösungen haben sich innerhalb von Wochen statt Monaten bewährt und werden uns helfen, Innovationen voranzutreiben und die Geschäftsergebnisse zu verbessern.“

Dank der Möglichkeit zur schnellen Vernetzung bestehender Anlagen mit ThingWorx und Kepware und der Bereitstellung von Echtzeitinformationen über eine zentrale Datenplattform war Brembo in der Lage, seine Initiative schnell zu skalieren. Jedes Werk hat einen eigenen OT-Ingenieur, der alle Änderungen im Zusammenhang mit ThingWorx integriert. Anstatt Einzellösungen zu entwickeln, entwarf das Team bei Brembo Modelle, die in verschiedenen Szenarien mit minimalen Änderungen angewendet werden können. Brembo hat auf allen Kepware-Servern ein Änderungsmanagement implementiert, um automatisch die gesamte Konfiguration des Servers zu sichern. Auf diese Weise kann Brembo die Anwendung so steuern, dass sie vor und nach einer Änderung einen Snapshot anfertigt, damit diese verglichen werden können. Brembo kann dann die Konfiguration an anderer Stelle replizieren, sodass die Lösungen im gesamten Unternehmen skaliert werden können. Brembo arbeitet außerdem mit Standard-Namenskonventionen und -Prozessen, um Informationen über die verschiedenen Lösungen mit ThingWorx und Kepware zu verwalten, zu vergleichen und zu verknüpfen.

„Die Partnerschaft von PTC mit Brock Solutions und die ThingWorx Plattform haben uns geholfen, unsere digitale Transformation zu beschleunigen. Die bereitgestellten Lösungen haben sich innerhalb von Wochen statt Monaten bewährt und werden uns helfen, Innovationen voranzutreiben und die Geschäftsergebnisse zu verbessern.“
~ Dan Sandberg, CEO von Brembo North America

 

 

Durch die Entwicklung skalierbarer Lösungen und den Aufbau einer internen Struktur, die die Einführung neuer Lösungen im gesamten Unternehmen fördert, hat Brembo seine digitale Transformation schnell in Angriff genommen. In den Worten von Alvaro Quiroga, Operations Manager bei Brembo North America: „Dank Kepware und ThingWorx arbeiten wir jetzt mit der Industrie 4.0 – und zwar in allen Bereichen.“ Durch die Entwicklung von Lösungen, die unternehmensweit skalierbar sind, hat Brembo erfolgreich den Grundstein für kontinuierliche Verbesserungen gelegt.

„Die Effizienzgewinne und die Echtzeittransparenz haben Brembo geholfen, bis 2020 mehr als 1,5 Millionen Dollar einzusparen.“

~ Alvaro Quiroga, Operations Manager bei Brembo North America

 
Brembo nutzte die Leistungsfähigkeit von ThingWorx und Kepware, um unglaubliche Ergebnisse zu erzielen.

Brembo spart Zeit durch Echtzeittransparenz und unterstützt die Mitarbeiter. Da die Datenerfassung durch Kepware und nicht durch die einzelnen Operatoren erfolgt, sind die Operatoren effizienter und können mehr Teile produzieren, was die Time-to-Market verkürzt. Ein Beispiel: Ein Szenario zur Fehlersuche, das früher fast drei Tage der Datenanalyse in Anspruch nahm, dauert jetzt nur noch 3 bis 4 Stunden. Dank der Echtzeitdaten kann Brembo direkt auf die relevanten Informationen zugreifen, um etwaige Probleme zu ermitteln. Dadurch werden zudem Überstunden vermieden.

 

Brembo verbessert die GAE durch weniger Ausschuss und Nacharbeit. Die Qualität wird verbessert, und die Betriebszeit und der Durchsatz werden erhöht. Vor der Umstellung auf die Industrie 4.0 wurde die GAE grob am Ende jeder Schicht berechnet. Mit ThingWorx kann das Backoffice bei Brembo in Echtzeit alle Aktivitäten nachvollziehen und daher proaktive Entscheidungen zur Verbesserung des Durchsatzes treffen. Mit ThingWorx kann Brembo durch die Analyse der Zykluszeit Engpässe erkennen, die vorher nicht sichtbar waren. Diese Innovationen haben zu enormen Einsparungen für Brembo geführt: „Die Effizienzsteigerungen und die Echtzeittransparenz haben Brembo geholfen, bis 2020 mehr als 1,5 Millionen Dollar einzusparen“, sagt Alvaro Quiroga, Operations Manager bei Brembo North America.

Brembo sieht nicht nur einen echten Mehrwert durch die Einsparungen, sondern ist auch in der Lage, sich stärker auf die Kunden zu konzentrieren. Durch die Betriebsdaten der Fertigungslinien und den Zugang zu Echtzeitdaten ist Brembo in der Lage, auf Anfragen von Kunden und Compliance-Beauftragten rechtzeitig zu reagieren.

 

 

„Als wir mit diesem Projekt begannen, war es ein Proof-of-Concept; jetzt kann das Werk nicht mehr ohne diese Technologie leben, da wir mit einem so hohen Maß an Konnektivität, Effizienz und Produktivität arbeiten“, sagt Ceccarini.


Auf dem Weg zur digitalen Transformation ist Brembo noch lange nicht am Ziel.

Obwohl Kepware und ThingWorx in fast jeden Teil der Produktionsabläufe integriert sind, ist Brembo mit seiner digitalen Transformation noch nicht am Ziel. Zu den nächsten Schritten von Brembo gehören die Verbesserung des Umrüstungsprozesses und die Minimierung der Ausfallzeiten während dieses Prozesses, die Nutzung von KI- und Machine-Learning-Funktionen für die vorausschauende Wartung und andere Anwendungsfälle, die weitere Optimierung der GAE durch Minimierung der Zykluszeit und Verbesserung der Erstausbeute sowie die Implementierung von Lösungen für die erweiterte Realität im Rahmen von Arbeitsanweisungen, um den Mitarbeitern die richtigen Informationen zur richtigen Zeit zur Verfügung zu stellen.

Letztendlich hat die Einführung von Kepware und ThingWorx Brembo geholfen, seine Führungsposition und seinen Wettbewerbsvorteil in der hart umkämpften Automobilindustrie zu behaupten. „Wir glauben, dass die Möglichkeiten nach oben unbegrenzt sind. Wir werden weiterhin neue Tools entwickeln und dem Unternehmen einen Mehrwert bieten. Wir glauben, dass wir in Zukunft noch erfolgreicher sein werden, als wir es in den letzten dreieinhalb Jahren waren“, sagt Quiroga.

„Wir glauben, dass die Möglichkeiten nach oben unbegrenzt sind. Wir werden weiterhin neue Tools entwickeln und dem Unternehmen einen Mehrwert bieten. Wir glauben, dass wir in Zukunft noch erfolgreicher sein werden, als wir es in den letzten dreieinhalb Jahren waren.“

- Alvaro Quiroga, Operations Manager bei Brembo North America