Print plus IoT & Big Data: Automatisierung profitiert von künstlicher Ignoranz!

 

Von Klaus-Peter Nicolay, Chefredakteur DRUCKMARKT

 

Auf einen Blick

Koenig & Bauer hat sich ohne Zweifel zu einem der branchenübergreifenden Vordenker bei der Digitalisierung von Geschäftsprozessen entwickelt. Grundlage der kundenorientierten Services um das Produkt herum sind Leistungsdaten der Maschinen und deren Logfiles.

Vielleicht hatte sich der Maschinenbauer bisher zu sehr auf seine Maschinen konzentriert und zu wenig über die vermeintlichen Randthemen gesprochen. Doch zwischen dem 16. und 21. Mai wurden in Radebeul, dem Sitz der Sheetfed-Division, kundenzentrierte Angebote, basierend auf Lösungen zur digitalen Transformation sowie weiterentwickelte und neue datenbasierte Services gezeigt, die sowohl die Erfordernisse und Wünsche von Akzidenz-Druckbetrieben als auch von Verpackungsdruckern erfüllen.

Für uns und die über 1.100 Druckfachleute aus 40 Ländern ein völlig neues Erlebnis, wie die Prozessabläufe in den Unternehmen durch die digitale Transformation verschlankt und optimiert werden können. Damit hat Koenig & Bauer ein Jahr vor der drupa 2020 ein ganz deutliches Zeichen gesetzt. Und das nicht nur für den Bogendruck, sondern übergreifend für alle Druckverfahren.

Hinweis: Der Beitrag erschien in modifizierter Form in der Print-Ausgabe 3-2019 von BEYONDPRINT unplugged. 

 

Print & Mobile sind ein Spitzenteam aus Sicht von Koenig & Bauer.

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Willkommen: Koenig & Bauer 4.0

Um Drucksachen in einer vorhersehbare Qualität termingerecht zu produzieren, müssen die Produktionsmethoden erstens industriellen Charakter haben und zweitens weitestgehend bedienerunabhängig sein. Dies ist beileibe keine neue Forderung, sondern seit einigen Jahren bereits Teil der Philosophie zeitgemäßer Workflow- und Print-Konzepte. 

Das Fachwissen aus Vorstufe, Druck und Finishing ist längst Teil vieler Maschinenfunktionen geworden oder in Software übergegangen. War das Wissen um das Anordnen der Seiten einer Druckform früher das bestgehütete Geheimnis von Buchbindern oder Sachbearbeitern, sind die Ausschießschemata heute bei Software und Maschinen hinterlegt. Zudem haben Rechner die Aufgaben vieler Mitarbeiter übernommen, der Mensch ist zum Manager autonomer Arbeitsabläufe geworden, trifft prinzipielle Entscheidungen, überlässt die Ausführung aber der Soft- und Hardware in den Maschinen. Das hat in begrenztem Umfang Züge von Künstlicher Intelligenz (KI) angenommen.

Weit bevor das Schlagwort Industrie 4.0 die Runde machte, nannte man derart gesteuerte Prozesse Computer Integrated Manufacturing (CIM). In einigen Industrien also schon vor Jahrzehnten üblich, zweifeln inzwischen auch in der Druckindustrie immer weniger daran, dass weitestgehend „mannlos“ gesetzt, gedruckt oder weiterverarbeitet werden kann. Und selbst Skeptiker müssen eingestehen, dass Maschinenführer zu Tastaturbedienern geworden sind, die nur noch dann eingreifen müssen, wenn wirklich etwas schief läuft. Das prozessgesteuerte, autonome Drucken ist inzwischen bei weit über 500 Druckereien weltweit zum Standard geworden und nahezu automatische Vorstufen-Workflows gehören längst zum Alltag. 

Die Druckmaschine hat das Sagen

Wer sich jetzt überrascht zeigt, hat das letzte Jahrzehnt schlicht und einfach verschlafen! Die Automatisierung kam weder über Nacht, noch plötzlich, sondern fand Schritt für Schritt Eingang in die Drucktechnik – weit bevor wir Begriffe wie Industrie 4.0 oder Print 4.0 in unseren Wortschatz aufgenommen haben.

Ein geradezu wegweisender Schritt war der Heidelberg-Leitstand Prinect Press Center mit der Funktion Intellistart, der zur drupa 2008 vorgestellt wurde. Hier fand eine Interaktion des Bedieners mit der Druckmaschine in der Form statt, dass die Druckmaschine erstmals das Sagen hatte. Bis dato bediente der Drucker seine Maschine. 

Nunmehr führte Intellistart den Bediener durch die Auftragsvorbereitung und gab für jeden Auftragswechsel eine Liste an Arbeitsschritten vor. Dabei wurde der Automatisierungsgrad der Maschine weitestgehend ausgeschöpft, indem einige Arbeitsschritte von der Druckmaschine gleichzeitig abgearbeitet wurden. So ließ sich die Anzahl der nötigen Bedienschritte um bis zu 70% senken und die Einrichtezeit verkürzen.

Damit erhielt aber nicht nur der Bediener einen umfassenden Überblick über Maschinen-, Auftrags- und Messdaten, zugleich wurde der Druckprozess insgesamt transparenter und Heidelberg bediente sich (mit Zustimmung seiner Kunden) dieser Daten. Darauf wurde zunächst der Remote Service aufgebaut, deckt inzwischen aber fast alles ab, was das Internet of Things (IoT) heute leisten kann. Denn da Druckmaschinen mit einer ausgefeilten Sensorik ausgestattet und mit dem Internet verknüpft sind (etwa 3.000 Sensoren einer Speedmaster liefern permanent Daten an eine Cloud), kann der Zustand und Arbeitsablauf der Maschinen permanent überwacht werden, um zum Beispiel auf einen drohenden Störfall reagieren zu können – auch schon, bevor er eintritt.

 

 

360-Grad-Sicht

Auch Koenig & Bauer ist schon seit 1995 in der Lage, Daten von Maschinen auszuwerten und darauf basierend Services anzuwenden. Doch diese Art von Datenaustausch ist längst keine Einbahnstraße mehr, sondern Teil der Kommunikation zwischen Anwendern und Lieferanten, die sich in Zukunft noch weitaus stärker verändern und ein neues Kundenerlebnis entstehen lassen wird. 

„Die 360-Grad-Sicht sorgt dafür, dass Drucker über die Leistungsdaten ihrer Maschinen profitabler werden können. Digitalisierung und Vernetzung spiegeln heute die Erwartungshaltung der Anwender wider. Sie wollen wissen, wie sie besser und erfolgreicher werden können. Es ist die Aufgabe der Hersteller, Angebote rund um das Kernprodukt Druckmaschine zu schaffen, mit denen sie diese Erwartungen erfüllen können“, sagt Thomas Göcke, Head of Digitalization & Marketing bei Koenig & Bauer Sheetfed.

Die Druckmaschinenhersteller sammeln also enorme Datenmengen aus Sensoren, Maschinenlogs und Remote-Plattformen. Intelligente Analysen lassen aus den Datenströmen (Big Data) wichtige Informationen werden, die durch das frühzeitige Erkennen von beispielsweise Fehlfunktionen zur Risikominimierung führen können. Durch Big Data können zudem weitere Kundennutzen identifiziert werden, die über die bekannten, sich aber stetig verändernden Bedürfnisse hinausgehen. 

 

 

Trends, Muster, Zusammenhänge

So können mithilfe der Daten Effizienzsteigerungen und Qualitätsverbesserungen in der Produktion und in den Produkten erreicht werden. Denn aus der Häufigkeit bestimmter Fehler lassen sich auch Rückschlüsse auf die Konstruktion der Maschinen ziehen und können zu einer gezielten Neu- oder Weiterentwicklung der Maschine in der Konstruktion führen. Möglicherweise wäre ein Zusatzmodul an der Maschine des Kunden hilfreich und könnte via Nachrüstung ein Problem beheben etc. 

„Um herauszufinden, welche Trends, Muster und Zusammenhänge in den Daten zu finden sind und wie diese für neue und sinnvolle Anwendungen eingesetzt werden können, führen wir jede einzelne Meldung der Maschine wie etwa ‘Druck an’, ‘Maschinenleistung’, ’Farbverbrauch’, ‘Stopper’ und vieles mehr zusammen. Aus einigen Milliarden Einzelinformationen überführen Algorithmen die Daten in für uns erkennbare Jobs. So liegen in unserer Datenbank etwa 22 Millionen unterschiedliche Druckjobs“, erläutert Wilfried Schumacher-Wirges, KEB Automation KG und bis Mai 2019 Spezialist IoT Solutions bei Heidelberg.

Die Spreu vom Weizen trennen

„Dabei gilt es, große Mengen an Daten zu erfassen und mit hoher Performance und Präzision auszuwerten“, erläutert Thomas Göcke und verwendet einen Begriff, der zunächst einmal für Staunen sorgt: Künstliche Ignoranz. Gemeint ist damit, dass „sich aus den gewaltigen Datenströmen das normale Verhalten von den Gesamtdaten trennen lässt.“ 

Schließlich liefert eine ausgewachsene Rapida täglich so um die 20.000 Datensätze, bei denen für die Analysen eigentlich nur diejenigen interessant sind, die von der Norm abweichen. „Mit Artificial Ignorance bleiben Daten übrig, die auf unnormales Verhalten der Maschinen hinweisen. Ungewöhnliche Ereignisse, die zu einer Störung führen, sind somit erlern- und erkennbar. Verbindet man das Wissen aus Data Science, nutzt Algorithmen und Künstliche Intelligenz mit dem Know-how von Servicetechnikern und Ingenieuren, gelingt es, Ausfälle mit hoher Wahrscheinlichkeit vorherzusagen“, erläutert Göcke

 

Presenting the award-winning Rapida LiveApps live during our #KoenigAndBauer40 show. For press control, monitoring and maintenance (ErgoTronicApp), inventory management and consumables tracking (ProductionApp) – transform the way you work #RapidaLiveApps #digitalization pic.twitter.com/X1nkR3qKCo

— Koenig & Bauer (@koenigandbauer) May 21, 2019

 

Drucken ohne Bedienereingriff

Aus solchen Erkenntnissen sowie dem Dialog zwischen Kunden und Maschinenbauer sind Anwendungen wie das autonome Drucken, die derzeit ultimative Stufe der vollautomatisierten Druckproduktion, erst möglich geworden und beeinflussen die Weiterentwicklungen. Das Konzept Push-to-Stop und die Bedienerführung Intellistart 2 bei Heidelberg sowie ErgoTronic AutoRun bei Koenig & Bauer ermöglichen den voll automatisierten und nahezu bedienerlosen Auftragswechsel – vom letzten Gutbogen eines Auftrags bis zum Start einer neuen Produktion.

Um autonomes Drucken zu realisieren, sind jedoch bestimme Voraussetzungen notwendig: Alle Rüstprozesse müssen automatisiert und die Maschinen mit Inline-Farbmessung ausgestattet sein. Die Maschine übernimmt den Auftragswechsel ohne Bedienereingriff, startet selbsttätig die Neuproduktion und entscheidet ebenfalls autonom, wann die vordefinierten Qualitätsparameter erreicht sind. Hierzu kommen weitere Software-Module zum Einsatz. 

Was dem Drucker noch bleibt, ist das Überwachen des Prozesses, das Einstecken der Druckplatten in die automatischen Plattenwechsler und gegebenenfalls ein Wechsel der Papierstapel.

Zurzeit ist ein autonomer Druckprozess sicher nicht für alle Anwendungen sinnvoll und realisierbar, aber bei Auftragsfolgen mit gleichen Parametern bezüglich Bedruckstoff und Farbbelegung, wie es beispielsweise bei Sammelformen, Signatur- oder Sprach-Wechseln vorkommt, ist autonomes Drucken eine interessante Produktionsvariante im Akzidenz- wie auch Verpackungsdruck. 

 

 

IoT-basierter Serviceprozess

„Vielen Druckereien geht es aber gar nicht so sehr um autonomes Drucken, sondern um höchste Verfügbarkeit der Maschinen. Deshalb werden wir weiter optimieren, um auf Kundenseite eine höhere Produktivität zu erzielen. Je größer die Datenbasis ist und je ausgefeilter die Analysealgorithmen sind, desto verlässlicher gestaltet sich die Vorhersage“, ist Thomas Göcke überzeugt. 

Koenig & Bauer entwickelte hierzu einen IoT-basierten Serviceprozess. Dieser erkennt Fehler und deren Ursachen an der Rapida-Maschine bereits vor dem Auftreten und analysiert sie automatisch. Der Service-Manager hat einen vollständigen Überblick über den Fall und die Maschine. Auf dieser Basis plant er die Fernwartung und eventuelle Serviceeinsätze. Der Techniker vor Ort behebt den Fehler im Rahmen von vorab geplanten Einsätzen, bevor es zu einem Maschinenausfall kommt. 

Der Anwender profitiert von zuverlässiger Produktion und Leistungssteigerungen. Mit seiner ServiceApp hat der Service-Techniker Zugriff auf die Maschinen- und Service-Historie und kann seinen Service-Report direkt auf seinem mobilen Endgerät unterschreiben.

 

 

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Kontakt und weitere Informationen

 

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