02. Mai 2019

Treiber für Qualität entlang des Produktlebenswegs

Smarte Produkt-Service Systeme

Bericht aus dem FutureLAB an der Johannes Kepler Universität Linz

Auf Einladung des Institute for Integrated Quality Design (IQD) und der Quality Austria fanden sich am 29. Oktober 2018 an der Johannes Kepler Universität Linz (JKU) insgesamt 18 Vertreter der Österreichischen Wirtschaft und Forschung zum qualityaustria FutureLAB ein. Die von Dr. Anni Koubek (Prokuristin Innovation, Business Development Qualität, Quality Austria) geleitete Veranstaltungsserie ermöglicht die gemeinsame Reflektion von Zukunftsthemen des Qualitätsmanagements.

Unter dem Titel „Qualität im digitalen Zeitalter: Smarte Produkte – Dienstleistungsintensivierung – Lebenszyklus“ wurde im Workshop die Rolle von Digitalisierung und Dienstleistungsgeschäftsmodellen zur Verbesserung der Qualität und des Produktlebenszyklusmanagements diskutiert.

Hauptreferenten waren Univ.-Prof. Dr. Erik Hansen (Institute for Integrated Quality Design (IQD), JKU), Arno Friedl (Qualitäts-, Sicherheits- und Umweltbeauftragter, Wozabal Miettex GmbH) und Hanna Geyerlechner, MA (Qualitätsmanagement, Wozabal Miettex GmbH).

Abb. 1: Circular Economy und das Internet der Dinge (basierend auf W. R. Stahel 2016: The circular economy. Nature, 531(7595), 435–438; Ellen MacArthur Foundation 2016: Intelligent Assets: Unlocking the Circular Economy Potential)

Mit smarten Produkten zur Qualitätsführerschaft

Im Einführungsvortrag ging Prof. Erik Hansen auf die Erfolgsfaktoren zur Qualitätsführerschaft ein: smarte Produkte, Dienstleistungsintensivierung und Lebenswegbetrachtung. Die steigende Digitalisierung von Prozessen und Produkten und deren Vernetzung im Internet of Things (IoT) fordert die Hersteller, zunehmend im Bereich der Dienstleistungsinnovation aktiv zu werden.

So kann die Qualität von intelligenten Produkten durch Fernüberwachung, -steuerung, und -wartung erhöht werden. Das volle Potenzial von smarten Produkten kann aber häufig erst durch weitergehende, servicebasierte Geschäftsmodelle wie beispielsweise Miete, Leasing, Pay-per-Use und Sharing gehoben werden. Durch die bessere Steuerung der Produkte in der Nutzungsphase des Kunden dringen Unternehmen in der Wertschöpfungskette beziehungsweise im Produktlebenszyklus immer weiter nach vorne. Dies ermöglicht nach der Ausrangierung durch den Kunden oder dem Produktverschleiß in einem weiteren Schritt auch die Rückführung von Produkten und - daran angeschlossen - neue Geschäftspotenziale durch Wiederverwendung, Wiederaufbereitung (Remanufacturing) und Materialrecycling. Diese ganzheitliche Abdeckung der Wertschöpfungsketten bis zum Lebensende von Produkten wird auch zunehmend durch Qualitäts- und Umweltmanagementsysteme – Stichwort „Lebenswegbetrachtung“ – eingefordert. Insgesamt können digitale Produkte als der Einstieg in eine wertschöpfungsübergreifende Steuerung und Verbesserung von Produktlebenszyklen – auch bekannt unter dem Stichwort „Circular Economy“¹ – verstanden werden.

Best Practice in der Industrie: „Smarte Miettextilien“ bei Wozabal Miettex GmbH

Herr Friedl (Qualitäts-, Sicherheits- und Umweltbeauftragter) und Frau Geyerlechner (Qualitätsmanagement) der Wozabal Miettex GmbH stellten die Nutzung von Chip-Technologien in einem Miettextil-Geschäftsmodell vor. Optimaler Ressourceneinsatz, Kostentransparenz und gesetzliche Vorgaben hinsichtlich Rückverfolgbarkeit waren Anreize für die Automatisierung der Kernprozesse in der Wäscherei.

Bild: Hanna Geyerlechner, MA (Qualitätsmanagement) und Arno Friedl (Qualitäts-, Sicherheits- und Umweltbeauftragter) von der Wozabal Miettex GmbH

Dabei wurden Textilprodukte wie Handtücher, Deckenbezüge und Bekleidungsstücke (z.B. OP-Kleidung) mit RFID-Chips ausgestattet, um die Nutzungszyklen (inkl. Verarbeitungsschritten, Reparaturen) genau zu überwachen und den gesamten Versorgungsprozess zu optimieren.

Die eindeutige Identifizierung des einzelnen Textils in den jeweiligen Nutzungszyklen und Prozessschritten ermöglicht den Aufbau einer umfassenden Produkthistorie aus Daten entlang des gesamten Produktlebenszyklus.

Smarte Miettextilien ermöglichen damit ein datenbasiertes Management von Qualität im gesamten Produktlebenszyklus beispielsweise durch tagesaktuelles Bestand-Monitoring, die Analyse von Lieferquoten und Fehlteilen, die Optimierung des Beschaffungsprozesses und die Verbesserung des Personaleinsatzes. Weiterhin erlauben smarte Miettextilien ein Monitoring der Artikelqualität, Nachverfolgbarkeit der Artikel-Historie und gezielte Ursachenanalyse bei Beschädigungen.

Insgesamt ermöglicht die Einbettung von Low-Tech-Produkten in eine intelligente Infrastruktur (basierend auf Identifizierungssystemen wie RFID) die Entwicklung von Produkt-Dienstleistungskombinationen zur Sicherstellung von Qualität über den gesamten Produktlebensweg – was auch als „Smart-Circular System“² bezeichnet wird.

Abb. 2: Wozabal’s Monitoring und Optimierung des Beschaffungsprozesses basierend auf Lebenszyklusdaten der RFID-bestückten Miettextilien

Herausforderungen, Potentiale und Zukunft von Smart Quality

Nach den Keynotes vertieften die Teilnehmer die Themen in Kleingruppen. Dies führte zu folgenden Schlussfolgerungen:

Es kann eine höhere Wirtschaftlichkeit durch die richtige Interpretation der Daten erreicht werden. Ressourcen können besser geplant und damit effizienter eingesetzt werden. Wenn Qualitätsdaten korrekt interpretiert sind, können sich daraus neue Dienstleistungen entwickeln, die die Qualität des Produktes erhöhen und Qualitätskosten verringern.
Smarte Produkte und darauf basierende Dienstleistungen bieten für die Nutzungsphase, wie beispielsweise prädiktive Wartung oder Monitoring, zahlreiche Möglichkeiten zur Kundenbindung – dabei kann aber auch schnell eine Abhängigkeit entstehen.
Wichtig ist, den Nutzen der neu gewonnenen Daten zu erkennen und die notwendigen Plattformen, Dienstleistungen und Geschäftsmodelle zu schaffen. Durch die Nutzung von intelligenten Produkten und Infrastrukturen kann der Kundennutzen leichter auch in Form von Miet-, Sharing- oder Contracting-Modellen umgesetzt werden.
IoT ermöglicht eine bessere Kontrolle der Produkte und Komponenten im Einsatz und damit auch Rückmeldungen an die Lieferanten bezüglich deren Lebensdauer. Durch Daten kann detaillierter und offener mit Geschäftspartnern argumentiert werden, wenn beispielsweise Produkte Defekte aufzeigen.
Überwachung und Datenschutz sind zwei sehr kritische Faktoren. Durch IoT entsteht eine sogenannte „globale Unabhängigkeit“. Unabhängig vom Standort einer Maschine kann man auf deren Daten zugreifen oder über diverse Cloud-Systeme Daten abrufen. Dies führt zu essentiellen Chancen und Risiken.
Es entstehen viele Möglichkeiten bezüglich Rücknahme und Wiedereinführung von smarten Produkten und die Umsetzung einer Kreislaufwirtschaft durch IoT, um das Ressourcenmanagement zu verbessern. Durch effizienteren Einsatz von Ressourcen benötigt man weniger Energie und dadurch entstehen weniger Emissionen.

Ausblick: Smarte Produkte und Systeme eröffnen neue Tätigkeitsfelder für Qualitäts- und Umweltmanager

Die Digitalisierung bringt neue Anforderungen und Chancen für Qualitäts- und Umweltmanager. Durch IoT entsteht eine detaillierte Nachverfolgbarkeit der Produkte entlang des gesamten Lebenszyklus. Dadurch werden zuvor teils unberücksichtigte Qualitätsprobleme sichtbar und neue Qualitätsstrategien entlang des Lebenswegs von Produkten möglich. Unternehmen, die ihren Wettbewerbsvorteil aufrechterhalten und ihre Marktführerschaft ausbauen möchten, sollten smarte Produkte zur Entwicklung neuer Dienstleistungen nutzen und damit die Qualität entlang des gesamten Lebenswegs steigern³. Qualitätsmanager können eine zentrale Rolle darin spielen, diese Trends rechtzeitig zu erkennen und die verteilten Verantwortlichkeiten im Betrieb zielgerichtet für Produkt- und Dienstleistungsinnovationen zusammenführen.