Neue Google Cloud-Lösungen für die Fertigung: intelligente Fabriken, intelligenteres Arbeiten

Im Zuge der digitalen Transformation setzt die Fertigungsindustrie heute auf innovative Cloud- und KI-Technologien, die eine gesteigerte Konkurrenzfähigkeit und nachhaltiges Wachstum versprechen. Laut McKinsey setzen bereits fast zwei Drittel der Hersteller in der EU und den USA Cloud-Lösungen ein. Doch nach Einschätzung von Analysten stellt die Skalierung digitaler Transformationsprojekte, von der Machbarkeitsstudie bis zur Produktion, für die meisten von ihnen nach wie vor eine große Herausforderung dar.

Aus unserer Sicht sind die Ursachen dafür das Fehlen von kontextualisierten Geschäftsdaten und ein Mangel an Fähigkeiten beim Umgang mit komplexen Data-Science- und KI-Tools. 

Um das produzierende Gewerbe bei der Umsetzung digitaler Transformationsprojekte zu unterstützen, kündigt Google Cloud nun neue Fertigungslösungen an, die speziell auf die Bedürfnisse von Herstellern zugeschnitten sind. 

Die neuen Fertigungslösungen von Google Cloud bieten Fertigungsingenieuren und der  Werksleitung mit einheitlichen und kontextualisierten Daten den Zugriff auf die unterschiedlichen Prozesse und Anlagen in der Produktion.

Werfen wir einen Blick auf diese neuen Lösungen und verfolgen wir den Weg der Daten von der Werkshalle in die Cloud:

1. Manufacturing Data Engine ist das Fundament dieser  Cloud-Lösung zur Verarbeitung, Kontextualisierung und Speicherung von Werksdaten. Die Cloud-Plattform kann von jeder Art von Maschine Daten erfassen und unterstützt dabei eine Vielzahl von Datentypen – von Telemetrie- bis zu Bild- Daten – über eine private, sichere und kostengünstige Verbindung zwischen Edge und Cloud. Mit integrierten Funktionen zur Datennormalisierung und Kontexterweiterung stellt sie ein gemeinsames Datenmodell für die Speicherung in einem für das Werk optimierten Data Lakehouse bereit.
2. Manufacturing Connect ist die gemeinsam mit Litmus Automation entwickelte Edge-Plattform für Produktionsstätten. Mit einer umfassenden Bibliothek von mehr als 250 Maschinenprotokollen lässt sie sich rasch mit nahezu jeder Produktionsanlage verbinden. Sie wandelt Maschinendaten in verwertbare Datensätze um und sendet sie zur Verarbeitung, Kontextualisierung und Speicherung an die Manufacturing Data Engine. Dank der Unterstützung containerisierter Workloads können Hersteller Datenvisualisierungen, Analysen und ML-Funktionen mit niedriger Latenz direkt auf Edge-Geräten ausführen.

Basierend auf der Manufacturing Data Engine entwickeln Google Cloud und unsere Partner eine wachsende Anzahl von Datenanalyse- und KI-Anwendungsfälle:

• Manufacturing Analytics & Insights: Eine gebrauchsfertige Integration mit Looker-Vorlagen für umfangreiche Dashboard-Analysen. Mit dem intuitiven, codefreien Daten- und Analysemodell können Fertigungsingenieure  und Werkleiterrasch an ihre Bedürfnisse angepasste Dashboards erstellen. Neue Maschinen, Einrichtungen und Werke werden dabei automatisch hinzugefügt. Die Daten lassen sich anhand von KPIs aufschlüsseln oder nach Bedarf analysieren, um neue Erkenntnisse zu gewinnen und überall im Werk Verbesserungsmöglichkeiten aufzudecken. Die Erkenntnisse können geteilt und im gesamten Unternehmen oder in der Zusammenarbeit mit Partnern genutzt werden.

• Predictive Maintenance: Hersteller können vordefinierte ML-Modelle in wenigen Wochen bereitstellen, ohne dass dies die Genauigkeit der Vorhersage beeinträchtigt. In Zusammenarbeit mit Google Cloud-Ingenieuren lassen sich diese Modelle kontinuierlich verbessern und verfeinern. 

• Machine-level Anomaly Detection: Eine speziell entwickelte Integration, die mithilfe der Time Series Insights API von Google Cloud auftretende Anomalien in Maschinen- und Sensordaten in Echtzeit erkennt und meldet. 

„Unsere Fertigungslinien generieren immer mehr Sensordaten, die wir für intelligentere Analysen der Produktqualität, Produktionseffizienz und Anlagenfunktion nutzen können“, sagt Jason Ryska, Director Manufacturing Technology Development der Ford Motor Company. „Die Erfassung und Verwaltung dieser Datenmengen bringt allerdings auch neue Herausforderungen mit sich. In Zusammenarbeit mit Google Cloud haben wir deshalb eine Datenplattform implementiert, die jetzt auf mehr als 100 produktionskritischen Maschinen in zwei Werken läuft. Pro Woche überträgt und speichert sie mehr als 25 Millionen Datensätze. Aus diesen Daten gewinnen wir entscheidende Erkenntnisse, die uns helfen werden, vorausschauende und vorbeugende Maßnahmen zu treffen, damit unsere Fertigungsanlagen noch effizienter werden.“

„Die enge Integration einer leistungsstarken Factory-Edge-Lösung mit Google Cloud macht es jetzt noch einfacher, Cloud-Funktionen in der Fabrik zu nutzen“, sagt Masaharu Akieda, General Manager Digital Solutions Division der KYOCERA Communication Systems Company. „Mit den Lösungen von Google Cloud können nicht nur Data Scientists, sondern praktisch alle Beschäftigten Daten rasch abrufen, analysieren und in einer Vielzahl von Anwendungsfällen nutzen. Wir freuen uns sehr, gemeinsam mit Google Cloud neue Fertigungslösungen einzuführen, die die Produktionsabläufe optimieren und die Qualität kontinuierlich verbessern.“

„Als weltweiter Innovator der Festkörpertechnik für Kälte- und Wärmeanlagen haben wir eine nachhaltige Fertigungsplattform entwickelt, die weniger Wasser und Strom verbraucht und weniger chemische Abfälle erzeugt“, sagt Jason Ruppert, Chief Operations Officer von Phononic. „Dank der Partnerschaft mit Google Cloud können wir Daten über alle Fertigungsprozesse hinweg kontextualisieren und analysieren. Dadurch gewinnen wir Erkenntnisse, die uns in die Lage versetzen, unsere Abläufe zu optimieren und weiterhin Produkte zu entwickeln, die nachhaltig kühlen, Treibhausgasemissionen reduzieren und die Umwelt schonen.“

Immer mehr Partner steuern weitere Google Cloud-Fertigungslösungen bei – von Konnektoren bis hin zu KI-gestützten Anwendungsfällen. Sehen Sie in unserem neuen Google Cloud Manufacturing Spotlight selbst, was unsere Partner über die Manufacturing Data Engine und Manufacturing Connect sagen.

Die neuen Fertigungslösungen von Google Cloud stärken und integrieren drei wichtige Aspekte des intelligenten Fertigungsbetriebs: Fertigungsingenieure , Daten und KI. 

Fertigungsingenieure in den Mittelpunkt der intelligenten Fertigung stellen

In den vergangenen Jahren betrug der direkte Anteil der Fertigungsindustrie am Bruttoinlandsprodukt der USA mehr als 10 %. Zusammen mit dem indirekten Beitrag, also den Käufen aus anderen Branchen, beläuft sich ihr Anteil sogar auf 24 %. in diesem Sektor arbeiten etwa 15 Millionen Menschen und damit 10 % der US-amerikanischen Arbeitskräfte. Ähnlich wie in vielen anderen Ländern weltweit sind allerdings mehr als 20 % der Beschäftigten in der Fertigung älter als 55 Jahre; das Durchschnittsalter liegt bei 44 Jahren. 

Weil es für die Hersteller immer schwieriger wird, Ersatz für ausscheidende Arbeitskräfte zu finden, setzen sie viel daran, ihre vorhandene Belegschaft zu unterstützen und für Nachwuchskräfte attraktiver zu werden. Damit dies gelingt, müssen entscheidende Technologien wie Cloud und KI zugänglich, einfach nutzbar und eng in das Tagesgeschäft der Hersteller integriert werden.

Die Fertigungslösungen von Google Cloud sind genau dafür ausgelegt: Sie geben den Fertigungsingenieuren leistungsstarke, rasch einsetzbare und intuitive digitale Tools an die Hand, die neue Erkenntnisse bieten, mit denen Abläufe auf ganz neue Weise optimiert werden können.

Die entscheidenden Komponenten der Lösung können mit wenig oder ganz ohne Programmierkenntnisse eingerichtet und genutzt werden. Die auf Skalierbarkeit ausgelegten Lösungen unterstützen Rollouts anhand standardisierter und wiederverwendbarer Vorlagen. Sie wurden auf der Basis von Best Practices konzipiert und erlauben den Herstellern, ihre wertvollen Ressourcen statt auf die zugrundeliegende Infrastruktur ganz auf die jeweiligen Anwendungsfälle zu konzentrieren.

Google Cloud und seine Partner entwickeln von Grund auf benutzerfreundliche Lösungen für die Fertigung und unterstützen die Hersteller auch aktiv bei der Qualifizierung ihrer Mitarbeiter.

Alle Datenpunkte zugänglich und praktisch nutzbar machen

Daten sind die Grundlage der digitalen Transformation in der Fertigung und fallen bei den Herstellern in großen Mengen an: Pro Woche können allein die Performance-Protokolle einer einzigen Maschine fünf Gigabyte, die Prozesse einer typischen intelligenten Fabrik sogar fünf Petabyte Daten generieren.

Diese Datenfülle und die in ihr verborgenen Erkenntnisse sind für viele Hersteller heute noch weitgehend unzugänglich. Häufig werden Daten nur teilweise erfasst und dann in einer Vielzahl unterschiedlicher und proprietärer Systeme unter Verschluss gehalten.

Manufacturing Connect stellt deshalb eine besonders umfangreiche Bibliothek mit mehr als 250 nativen Protokoll-Konnektoren bereit. Mit ihrer Hilfe lassen sich praktisch alle Produktionsanlagen und Systeme rasch abfragen und die benötigten Daten herunterladen. Dank integrierter Analysefunktionen und Unterstützung für containerisierte Workloads können die Hersteller die Daten direkt vor Ort verarbeiten.

Eine ergänzende Cloud-Komponente ermöglicht es den Herstellern, die Edge-Instanzen verschiedener Werke für globale Rollouts zentral zu verwalten, zu konfigurieren, zu standardisieren und zu aktualisieren. In derselben Oberfläche lassen sich dann die eingehenden Daten durch entsprechende Konfiguration der Manufacturing Data Engine-Lösung weiterverarbeiten. .

Die Manufacturing Data Engine von Google Cloud strukturiert die Daten und ermöglicht ihre semantische Kontextualisierung. Dadurch sind die Daten dann im gesamten Unternehmen universell zugänglich und nutzbar. Sie abstrahiert die Komplexität der Fertigungsdaten, sodass die Hersteller und ihre Partner wiederholbare, skalierbare und rasch anwendbare Analysen und KI-Anwendungsfälle entwickeln können.

KI für die intelligente Fertigung erfordert ein breites Partner-Ökosystem

Viele Hersteller haben erkannt, dass KI-Lösungen dazu beitragen, Kosten zu senken und die Produktion zu optimieren. Manche von ihnen haben sogar Patente auf ihre KI-Initiativen angemeldet. In einer Google-Umfrage vom Juni 2021 berichten 66 % der Hersteller, die in ihren Betriebsprozessen künstliche Intelligenz einsetzen, dass die Bedeutung der KI für ihr Unternehmen weiter zunimmt. 

Google Cloud hilft Herstellern, die Abläufe in ihren Werken mit Cloud-Technologie und künstlicher Intelligenz schneller und reibungsloser zu gestalten. Kunden, die die Manufacturing Data Engine nutzen, können direkt auf die Vertex AI-Plattform von Google Cloud zugreifen, die eine Vielzahl integrierter KI/ML-Tools bereitstellt – von AutoML für die Fertigungstechnik bis hin zu komplexen Tools für die Feinabstimmung der KI-Resultate. Mit Google Cloud ist die Entwicklung von KI/ML-Anwendungsfällen für Hersteller heutzutage einfacher denn je.

Erst die Skalierbarkeit ermöglicht den Einsatz von Cloud und KI in der Fertigung