Transformation zur digitalen Fabrik: das KSB Pumpenwerk Pegnitz

Was ist eine „Smart“ bzw. „Digital Factory“ – und was bedeutet das für KSB?

Als „Smart Factory“ bezeichnet man im Allgemeinen eine Produktionsstätte, in der sich die vielen Prozesse weitestgehend selbst organisieren. Vom Auftragseingang über die Warenlogistik und Fertigung bis zu Auslieferung sind alle Maschinen und Produkte über cyber-physische Systeme digital und intelligent miteinander vernetzt. Zum Beispiel kann eine solche Fabrik über Transportbehälter verfügen, die Informationen über ihre individuelle Kennung, ihre aktuelle Position und ihre gegenwärtige Befüllung mithilfe von Sensoren via Funkverbindung an die zentrale Steuerungssoftware übermitteln – und von dort wiederum an Maschinen weitergeleitet werden, die in dem Augenblick bestimmte Bauteile benötigen. Im besten Fall muss der Mensch in den eigentlichen Produktionsprozess gar nicht mehr eingreifen.

Welche Vorteile bietet eine Smart Factory?

Durch die intelligente Automatisierung von Prozessen steigen Effizienz und Flexibilität deutlich an, Produktionskosten sinken und die Produktionsdauer pro Stück verkürzt sich. Zusätzlich gewinnt man mittels der übertragenen Daten eine umfassende digitale Transparenz (bestenfalls in Echtzeit), die eine belastbare Basis für valide Entscheidungen bietet, z. B. in den Bereichen Produktion, Maschinenwartung, Warenlogistik, etc.. Die Produktion kann dadurch schneller auf sich ändernde Kundenbedürfnisse angepasst werden und es werden mehr Individualisierungen (Mass Customization) möglich. Insgesamt steigt die Kundenzufriedenheit und die Wettbewerbsfähigkeit im Markt verbessert sich.

Im Innenverhältnis kann die Digitalisierung dazu beitragen, die Mitarbeiterzufriedenheit und damit auch die Mitarbeiterbindung in Zeiten des Fachkräftemangels zu verbessern – das allerdings nur, wenn die Mitarbeiter von Anfang an und konsequent am Change-Prozess beteiligt werden.

KSB beschreitet konsequent den Weg der Digitalisierung

Solche vollintegrierten Smart Factories zu erschaffen ist auch die Vision von KSB. Dafür müssen bestehende Werke nach und nach transformiert werden. Aufgrund der weltweit unterschiedlichen Rahmenbedingungen und Gegebenheiten vor Ort betrachtet KSB aber jede seiner Fabriken ganz individuell. Hinzu kommt: KSB stellt sehr unterschiedliche Produkte her, was mit sehr unterschiedlichen Anforderungen und Herausforderungen einhergeht: Die Produktion einer kleinen Heizungspumpe für den Keller stellt andere Bedingungen als die Fertigung einer Reaktorkühlpumpe für ein Kernkraftwerk.

Die „Digitale Fabrik“ ist hierbei als eine Art Zielbild zu verstehen, das KSB gemeinsam mit den Werken skizziert und kontinuierlich weiterentwickelt. Lean Production und Digitalisierung müssen hierbei Hand in Hand gehen. Am Ende steht eine flexible und modulare Produktion, die vom Auftragseingang über die Produktionsplanung bis hin zur Ausgangslogistik hochautomatisiert, digitalisiert und voll vernetzt arbeitet. Nur das ermöglicht auch in Zukunft eine agile, schlanke und maximal kundenorientierte Produktion.

Vom Pilotprojekt zum Programm: Digitalisierung am Beispiel des KSB-Pumpenwerks in Pegnitz

Der Wunsch nach großen Veränderungen zieht häufig genug auch große Probleme bei der Umsetzung nach sich. Um das zu verhindern, ging dem Projekt „Digitale Fabrik“ in Pegnitz eine umfassende Planung voraus. Zunächst einmal war es wichtig, genau zu definieren, was „Smart Factory“ bzw. „Smart Manufacturing“ für das Werk überhaupt bedeuten könnte. Im Jahr 2018 begann KSB damit, im Pegnitzer Pumpenwerk Bereiche zu identifizieren, die als Pilotprojekte für die „digitale Fabrik“ dienen könnten – sowohl in der Fertigung als auch in der Verwaltung.

Aus „Pain Points“ werden „Use Cases“

Dafür wurde bei KSB Global Operations ein sogenanntes „Digital Factory Plant Assessment“ entwickelt. In diesem Assessment analysierten die Experten die genaue Ausgangssituation im Werk und warfen einen Blick auf den Lean- und Digitalisierungsgrad. Auf dieser Basis wurden nun gemeinsam mit den Kollegen sowie dem externen Partner (Neonex) vor Ort die größten „Pain Points“ und damit die vielversprechendsten potenziellen Verbesserungsbereiche bzw. die ersten möglichen Use Cases für die Digitalisierung identifiziert. In einem nächsten Schritt entwickelte das Team gemeinsam die Strategie zur Umsetzung (Lean & Digitalization Roadmap).

Bei der Einführung und Umsetzung selbst wurden mit der „agilen Methode“ neue Wege beschritten. Wo früher ein Projekt bis ins Detail von A bis Z durchgeplant wurde, setzten die Verantwortlichen hier auf Anwendungsfälle, sogenannte „Use Cases“. Innerhalb dieser Use Cases wurden Meilensteine definiert. Um diese zu erreichen, wurden in kurzen Abständen – zumeist wöchentlich – Workshops, sogenannte „Sprints“ durchgeführt, in denen der jeweilige Ist-Zustand diskutiert und der neue Soll-Prozess festgelegt wurde. Durch diese kurzen Abstände waren die Kollegen in der Lage, Fehlentwicklungen schnell zu korrigieren und gelangten zeitnah zum Ziel.

Wie ist der Stand im Augenblick?

Auf diese agile Weise wurden im ersten Jahr bereits drei Use Cases im Werk in Pegnitz implementiert. Stand im August 2023 (weltweit):

• 19 Pilot Use Cases gestartet,
• davon sind 11 Use Cases bereits im Rollout.
• 52 Rollouts gestartet und
• 29 Use Case Rollouts abgeschlossen.

Mittlerweile wurden somit in verschiedenen Werken in China, Südafrika, Luxemburg, in jedem indischen Werk, in jedem französischen Werk und in jedem deutschen Werk Use Cases zur digitalen Transformation erfolgreich gestartet.

Große Chancen treffen auf große Herausforderungen:die 10 großen Learnings auf dem Weg zur Digitalisierung

Sowohl in der Planungs- als auch in der Umsetzungsphase der Use-Cases stießen die Teams auf Unwägbarkeiten, mit denen im Vorwege niemand rechnete. Umso wichtiger war und ist es nach wie vor, diese Problematiken genau zu analysieren, um für künftige Projekte daraus zu lernen. Nachfolgend skizzieren wir zehn entscheidende „Learnings“, die KSB für sich mitnahm – und die für ähnlich gelagerte Transformationsprojekte ganz sicher auch ihre Gültigkeit haben:

1. Entscheidend ist, sich auf einige wenige Themen zu konzentrieren und nicht zu viele Projekte gleichzeitig zu starten. Es sollte mit ausreichend Puffer bei Man-Power kalkuliert werden.
2. Change Management ist kein einmaliges Event, welches irgendwann einmal abgeschlossen ist, sondern eine dauerhafte Reise mit unterschiedlich langen Etappen. Ziele sind immer nur Zwischenziele.
3. Ein strukturiertes Vorgehen mit schlanken Prozessen und flachen Hierarchien bildet die Basis für erfolgreiches Projektmanagement.
4. Extrem wichtig: die Akzeptanz und Einbindung der betroffenen Mitarbeiter. Häufig ist es mehr Aufwand die Mitarbeiter abzuholen und mitzunehmen als eine Software technisch einzuführen.
5. Gefragt sind moderne, inkludierende, team- und lösungsorientierte Führungsmethoden.
6. Verfügt man selbst nicht über das nötige Know-how beim Thema digitale Transformation, ist ein externer, starker Partner ratsam.
7. Der Rollout eines Use Cases ist oftmals schwieriger als den Piloten aufzusetzen. Selbst wenn viele Kollegen bei der Konzeption des Piloten beteiligt waren, ändert sich die Sichtweise, wenn die Mitarbeiter beim Rollout selbst zu Betroffenen werden.
8. Nicht jeder Anwendungsfall der Digitalisierung ist für jeden Produktionsbetrieb oder allgemeiner: für jedes Unternehmen, sinnvoll. Digitalisierung sollte niemals Selbstzweck sein.
9. Essenziell für jede Form von Digitalisierung ist eine leistungsfähige IT-Infrastruktur.
10. Außerdem zeigte sich, dass KSB am Anfang des Projekts bei der Auswahl einer geeigneten Software zu europaorientiert vorgegangen war. Das Preisniveau ist in außereuropäischen Ländern ein völlig anderes und so könnte es passieren, dass ein Use Case sich im Ausland als nicht wirtschaftlich entpuppt. Daher ist eine klare Abgrenzung oder ein internationales Softwareauswahl-Setup bzw. -Team empfehlenswert.

Zusammenfassung und Fazit

Die intelligente Automatisierung von Prozessen in Produktionswerken bietet ein immenses Potenzial für Effizienz- und Qualitätssteigerungen, für Kostenreduktion sowie für mehr Kundenzufriedenheit und Wettbewerbsfähigkeit. Der Weg der digitalen Transformation sollte jedoch von Anfang an gut geplant, koordiniert und strukturiert werden. Eine Kombination aus leanen Prozessen, digitaler Unterstützung und motivierten, gut qualifizierten Mitarbeitern – das ist der Schlüssel zum Erfolg. Gern unterstützen wir Sie mit unseren Erfahrungen und unserem Know-how in diesem Bereich, nehmen Sie einfach Kontakt zu uns auf!