Energieeffizienz durch Digitalisierung: IoT-Lösungen in der Fertigung

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notJustCoding ist der Tech-Podcast für alle, die mehr wollen als Buzzwords. Ursprünglich von Novatec gestartet, wird der Podcast ab 2025 von CGI weitergeführt – mit neuen Perspektiven, bewährtem Tiefgang und aktuellen Technologien. Die bisherigen Folgen bleiben als Archiv zugänglich – gekennzeichnet als „ehemals Novatec“.

In dieser Tech Snippet-Folge begrüßt Host Paulo erneut den Smart Factory-Experten Fabian Ritter. Nachdem in der vorherigen Episode die Grundlagen digitaler Fertigung beleuchtet wurden, geht es nun um die nächsten Schritte: praktische Anwendungen, technische Herausforderungen und kulturelle Erfolgsfaktoren.

Im Zentrum steht die Frage, wie Unternehmen mithilfe von IoT-Lösungen, Sensorik und intelligenter Datenverarbeitung nicht nur effizienter, sondern auch energiesparender produzieren können. Besonders betont wird dabei die Notwendigkeit, Stakeholder frühzeitig einzubinden und eine Kultur der Zusammenarbeit zu etablieren.

Fragen, die in dieser Folge beantwortet werden

• Wie können Unternehmen durch Digitalisierung und IoT-Lösungen Energie in der Fertigung einsparen?
• Welche Rolle spielen IoT-Sensoren und Middleware bei der Datenerfassung und -verarbeitung?
• Welche typischen Herausforderungen gibt es bei der Datenintegration in bestehende Systeme?
• Wie gelingt der kulturelle Wandel hin zu mehr Offenheit und Zusammenarbeit?
• Was sind konkrete erste Schritte für Unternehmen, die in die digitale Fertigung starten möchten?
   

Drei zentrale Erkenntnisse aus der Folge

Energieeinsparung durch Digitalisierung ist realistisch und messbar – wenn Prozesse datengetrieben optimiert werden. Technologie allein reicht nicht aus: Ohne ein unterstützendes Mindset und klare Kommunikation scheitern viele Initiativen. Erste Schritte zählen: Wer jetzt beginnt, kann mit kleinen, skalierbaren Lösungen langfristige Effekte erzielen.

Für wen ist diese Folge besonders interessant?

Die Episode richtet sich an Produktionsleiterinnen und Produktionsleiter, Digitalisierungsverantwortliche, Personen im IT-Management sowie Entscheiderinnen  und Entscheider in der Fertigungsindustrie, die praktische Impulse für konkrete Umsetzungsprojekte suchen.

Transkript

Paulo: Fabian, schön, dass du wieder da bist. Du bist jetzt zum zweiten Mal im Podcast. Es ist ewig her, dass wir uns das letzte Mal gesehen haben.

Fabian: Als ob es gestern gewesen wäre.

Paulo: Als ob es heute gewesen wäre. Wir sprechen heute wieder über das Thema Digitalisierung in der Fertigung. Du bist ja Experte auf dem Gebiet. Willst du dich vielleicht noch mal ganz kurz in zwei, drei Sätzen vorstellen?

Fabian: In zwei, drei Sätzen? Ich bin Fabian Ritter, war ursprünglich mal Maschinenbauer und bin jetzt aber schon eine ganze Weile in der Digitalisierung unterwegs.

Paulo: Und du bist Managing Consultant bei der Novatec?

Fabian: Genau.

Paulo: Perfekt, dann Haken dran. Wie gesagt, wir sprechen heute noch mal über Digitalisierung in der Fertigung. Du bringst da einiges an Erfahrung mit und hast auch verschiedene Projekte in dem Bereich betreut. In der letzten Folge haben wir über das Thema aus strategischer Perspektive gesprochen: Was man tun kann, um Digitalisierung nachhaltig in der Fertigung anzugehen, wie eine Strategie aussehen kann und warum das Ganze überhaupt sinnvoll ist. Wenn ihr, liebe Zuhörende, dazu mehr erfahren wollt, dann hört gern in die letzte Folge mit Fabian rein – die erschien vor zwei Wochen. In der letzten Folge hattest du Mercedes Benz als Beispiel genannt. Die haben mit KI im Lackierprozess, bei der Trocknung, rund 20 % Energie eingespart.

Fabian: Genau, das war ein Beispiel.

Paulo: Es gibt aber sicher noch weitere Anwendungsfälle, bei denen Digitalisierung in der Fertigung zu Einsparungen geführt hat. Fällt dir noch ein anderes Beispiel ein?

Fabian: Energie ist grundsätzlich ein großes Thema – nicht erst seit die Energiepreise gestiegen sind. Mercedes ist natürlich ein großer Player, der anders an solche Projekte herangeht. Aber der gleiche Prozess – Wärme, Trocknung – findet sich in vielen Industrien wieder. Und genau da entstehen hohe Kosten, die oft nicht im Detail bekannt sind. Zum Beispiel: Wie viel Wärme brauche ich eigentlich, um ein Bauteil zu trocknen? Die Temperatur kennt man vielleicht noch, weil sie sich aus dem Prozess ergibt. Aber wie viel Energie genau hineingesteckt werden muss, ist oft unklar. Und das ist eine typische Stelle, an der Digitalisierung helfen kann.

Paulo: Also kann IoT hier unterstützen?

Fabian: Genau. IoT ist hilfreich, weil ich damit unkompliziert Daten erfassen kann – ohne gleich die ganze Steuerung umzubauen. Wenn ich von IoT spreche, meine ich Sensorik, Messsysteme und digitale Erfassung – auch manuell erfasste Daten, wenn nötig. Im Unterschied zur klassischen Automatisierung gehe ich hier nicht über eine SPS und feste Logik, sondern nutze smarte Komponenten, die Daten direkt zur Verfügung stellen können – ohne dass ich gleich meine ganze Anlage umbauen muss.

Gerade in frühen Projekten, wo man vielleicht erst mal schauen will, ob sich etwas lohnt, oder wo Überzeugungsarbeit geleistet werden muss, ist das ein Riesenvorteil: Ich kann mit vergleichsweise geringem Aufwand erste Datenpunkte erfassen – und daraus schnell echte Erkenntnisse gewinnen.

Paulo: Das heißt, die Sensorik ist heute so weit, dass sie direkt kommunikationsfähig ist?

Fabian: Ja, genau. Es gibt mittlerweile viele Sensoren, die Konnektivität quasi eingebaut haben – also die selbst kommunizieren können. Damit kann ich sehr einfach Daten erheben, ohne in bestehende Steuerungssysteme eingreifen zu müssen. Und genau das macht IoT so wertvoll – gerade in der Anfangsphase eines Projekts.

Wenn ich Transparenz haben will – also z. B. verstehen will, wann und wo wie viel Energie verbraucht wird – dann brauche ich genau das: eine möglichst einfache Möglichkeit, Messwerte zu erfassen, ohne große Umbaumaßnahmen.

Paulo: Okay, verstanden. Also: Ich habe Sensoren, sammle Daten – aber damit bin ich ja noch nicht am Ziel. Ich muss die Daten ja auch irgendwo hinbringen, auswerten, in Zusammenhang bringen. Wie läuft das ab?

Fabian: Genau, das ist das berühmte „Connectivity-Problem“. Klingt nach einem technischen Detail – ist aber oft der größte Stolperstein. Jahrelang war es in Produktionsnetzwerken sehr schwierig, neue Datenquellen anzubinden. Die Netze waren abgeschottet, schwer zugänglich. Man konnte nicht einfach „mal eben“ Daten rausziehen.

Deshalb war lange Zeit das Gateway das Mittel der Wahl: Eine Hardware-Komponente, die auf der einen Seite mit dem Sensor oder der Steuerung spricht – und auf der anderen Seite mit dem Internet oder einem übergeordneten System. Das hat funktioniert, aber...

Paulo: ...aber?

Fabian: Aber wenn du das in größerem Maßstab machen willst – sagen wir 100 Messstellen mit jeweils 10 Sensoren –, dann hast du 100 Gateways. Und die willst du managen, updaten, überwachen. Das wird unübersichtlich und teuer. Für Einzelprojekte ist das okay, aber nicht für skalierbare Strategien.

Paulo: Also hat man gedacht: Das ist die Lösung – aber war’s dann doch nicht?

Fabian: Genau. Für viele Szenarien war es die passende Lösung – aber es ist nicht langfristig skalierbar. Deshalb haben sich sogenannte Middleware-Komponenten etabliert: Software, die genau diese Konnektivität abstrahiert und z. B. zentral verwaltet werden kann.

Das Ziel ist: Ich will meine Sensorik an einen gemeinsamen Datenraum anschließen – unabhängig davon, welches Protokoll sie spricht. Und ich will sie verwalten können – zentral, sicher, skalierbar.

Paulo: Okay. Und Middleware ersetzt dann das klassische Gateway?

Fabian: Im Prinzip: ja. Das Gateway-Konzept bleibt – aber es ist eingebettet in ein größeres System. Ich habe nicht mehr hunderte einzelner, verteilter Blackboxen – sondern eine verwaltbare, dokumentierte Infrastruktur. Und das macht die Umsetzung auf einmal viel realistischer.

Paulo: Also Middleware als moderne Alternative zu Einzellösungen mit Gateways. Aber wie sieht das in der Praxis aus? Was passiert mit den Daten?

Fabian: Ich will am Ende einen gemeinsamen Datenraum schaffen. Einen Ort, an dem ich alle meine Daten sammeln und miteinander kombinieren kann – unabhängig davon, aus welchem System sie stammen oder welches Protokoll sie verwenden. Und genau das ermöglichen moderne Middleware-Lösungen: Sie übersetzen, normalisieren und integrieren Datenströme aus unterschiedlichsten Quellen.

Das Schöne ist: Viele dieser Komponenten lassen sich heute zentral betreiben – z. B. im Rechenzentrum oder in der Cloud. Ich muss also nicht mehr alles direkt in der Fabrikhalle managen. Und: Wenn sich mal etwas ändert – ein Sensor, eine Schnittstelle, ein Protokoll –, dann kann ich die Änderung an einer Stelle einpflegen und muss nicht jedes Mal überall eingreifen.

Paulo: Das klingt sehr viel wartungsärmer.

Fabian: Absolut. Und es ist nachhaltiger. Ich weiß, was wo läuft, was wie konfiguriert ist. Ich kann Systeme dokumentieren, verwalten, erweitern – ohne dass alles jedes Mal individuell angefasst werden muss. Das ist ein echter Fortschritt.

Paulo: Und du meinst, wenn ich einen neuen Sensor einsetze, kann ich über diese Middleware auch unterschiedliche Formate abfangen?

Fabian: Ja. In vielen Fällen kannst du das sogar so lösen, dass das System gar nicht merkt, dass es ein anderer Sensor ist. Du hast einen Standard für den Datenstrom – und solange der Sensor sich an diesen hält, funktioniert’s einfach weiter. Oder du passt die Middleware-Konfiguration einmal an, und alles dahinter bleibt gleich.

Paulo: Das spart Aufwand – gerade bei größeren Setups.

Fabian: Genau. Und es reduziert auch Fehlerquellen. Je weniger du manuell anfassen musst, desto stabiler wird dein System.

Paulo: Du hast vorhin auch Datenplattformen erwähnt. Was ist damit gemeint? Und warum warst du damit nicht so richtig glücklich?

Fabian: Viele Datenplattformen kommen mit einer eigenen Vorstellung davon, wie man Daten nutzen soll. Oft sind sie an ein bestimmtes Produkt oder einen konkreten Use Case gebunden. Du bekommst eine Hardware, sammelst Daten – aber landest dann in einer Art Silo. Du kannst deine Daten nur in dem vorgesehenen Kontext nutzen – und nicht flexibel kombinieren oder weiterverarbeiten.

Paulo: Also eigentlich hat man digitalisiert, aber ist trotzdem irgendwie gefangen?

Fabian: Genau. Ein Beispiel: Wir waren mal bei einem Kunden aus der Prozessindustrie. Die hatten ein echtes Problem – es ging um Produktverluste, also ein klarer wirtschaftlicher Schaden. Dafür hatten sie eine Plattform im Einsatz, die auch Daten erfasst hat. Aber am Ende konnten sie die Daten nicht so nutzen, wie sie wollten. Integration in andere Systeme – zum Beispiel ERP oder MES – war extrem kompliziert.

Paulo: Weil man nicht selbst Herr über die Daten war?

Fabian: Ganz genau. Du bekommst vielleicht ein Dashboard oder ein Reporting-Tool – aber nicht den vollständigen, strukturierten Zugriff auf die Rohdaten. Und wenn du dann einen neuen Use Case hast, der andere Systeme einbeziehen soll, bist du blockiert.

Paulo: Das heißt, du brauchst am Ende eine offene, neutrale Infrastruktur?

Fabian: Ja. Es gibt inzwischen Plattformen, die genau das anbieten: Sie verstehen sich als offener Datenraum, lassen dich alle Daten auswerten, kombinieren, weiterverwenden. Das ist aus meiner Sicht der richtige Weg – weil er strategisch tragfähig ist. Alles andere löst nur ein lokales Problem – aber hilft dir beim nächsten nicht weiter.

Paulo: Und diese Plattformen arbeiten auch mit Middleware zusammen?

Fabian: Ja, genau. Die Middleware löst das Konnektivitätsproblem – sie sorgt dafür, dass die Daten in der richtigen Form im zentralen Datenraum ankommen. Und dort kannst du sie dann flexibel verwenden.

Paulo: Okay, zurück zum Thema Energieeinsparung. Wir hatten ja gesagt: IoT-Lösungen und Middleware helfen dabei, Daten zu sammeln und auszuwerten – aber wie geht's dann weiter?

Fabian: Das Schöne ist: Wenn diese Vorarbeit einmal gemacht ist – also Sensorik, Konnektivität, Datenintegration –, dann wird alles andere plötzlich viel agiler. Du kannst neue Anwendungsfälle viel schneller umsetzen.

Und es läuft strukturierter ab: Du hast einen klaren Prozess, definierst ein Ziel, legst die Datenquellen fest, prüfst den Mehrwert. Dann entsteht daraus ein Datenprodukt – z. B. ein Report, ein Dashboard oder einfach eine Kennzahl, die hilft, bessere Entscheidungen zu treffen. Und das Ganze wird in einem interdisziplinären Team umgesetzt.

Paulo: Also in dem Team, über das wir in der ersten Folge gesprochen haben?

Fabian: Genau. Das ist der Schlüssel: Ein Team, das Use Cases strukturiert aufnimmt, bewertet, technisch umsetzt – und gemeinsam mit den Fachabteilungen weiterentwickelt. Denn oft kommt beim ersten Dashboard sofort Feedback: „Cool – aber noch besser wäre, wenn wir X sehen könnten!“ Und mit einem gemeinsamen Datenraum kannst du genau das tun: erweitern, verknüpfen, weiterdenken.

Paulo: Würdest du sagen, dass Energieeinsparung momentan der wichtigste Use Case in der Fertigung ist?

Fabian: Es ist auf jeden Fall sehr präsent – politisch, wirtschaftlich und gesellschaftlich. Energie kostet Geld, und viele Unternehmen stehen unter Druck. Aber ich würde sagen: Qualitätsfragen sind mindestens genauso wichtig. Auch Qualitätsprobleme lassen sich mit datenbasierten Methoden hervorragend angehen.

Paulo: Also gleiche Struktur, anderer Fokus?

Fabian: Genau. Du brauchst dieselbe Infrastruktur – Sensorik, Konnektivität, Datenraum – aber du analysierst z. B. Abweichungen, Fehlerbilder, Einflüsse aus dem Umfeld. Und auch da entstehen oft sehr konkrete, wirtschaftlich relevante Erkenntnisse.

Paulo: Du hattest vorhin noch Druckluft als Beispiel erwähnt. Ist das vergleichbar mit thermischer Energie?

Fabian: Ja, absolut. Auch bei Druckluft ist es so, dass man oft jahrelang einfach verbraucht hat – ohne genau zu wissen, wie viel, wo, wann, warum. Aber auch hier: Sensorik, IoT, Middleware – das gleiche Muster. Ich messe, schaffe Transparenz, analysiere, erkenne Einsparpotenziale. Und auch hier ist der wirtschaftliche Effekt nicht zu unterschätzen.

Paulo: Also: Sensorik anschließen, Middleware verbinden, Daten erfassen – und im besten Fall auswerten?

Fabian: Genau. Und das Schöne ist: Wenn du die Infrastruktur einmal aufgebaut hast, kannst du sie für viele Anwendungsfälle nutzen. Du hast dein Team, du hast deine Werkzeuge, du hast deine Datenplattform – und dann kannst du flexibel neue Projekte umsetzen.

Paulo: Wie würdest du denn den Einstieg empfehlen – also, wenn ich ein Unternehmen bin, das mit dem Thema anfangen will?

Fabian: Das ist eine große Frage. Ich glaube, der wichtigste Aspekt ist der Mindset-Wandel. Digitalisierung ist kein Technikthema allein. Es geht darum, dass Menschen gemeinsam daran arbeiten – mit offenem Blick. Deshalb frage ich als Erstes: Wer ist eigentlich alles dabei? Wer kann, wer muss überzeugt werden?

Nur wenn Management, Technik, Produktion, IT, alle an einem Tisch sitzen, kann daraus eine Strategie werden. Und das funktioniert meistens nicht in PowerPoint, sondern indem man gemeinsam in die Produktion geht, sich umschaut, miteinander spricht – und echte Probleme identifiziert.

Oft kommen dabei dann ganz neue Ideen raus. Man startet vielleicht mit dem Ziel „Energie sparen“ – und stellt dann fest: Da ist noch viel mehr möglich. Und genau das ist der ideale Einstieg: gemeinsam entdecken, was geht – und dann erste, bewusst begrenzte Projekte umsetzen.

Man muss einfach mal loslegen. Kleine Projekte, erste Erfahrungen sammeln. Nicht alles muss perfekt skalierbar oder wiederverwendbar sein. Es geht auch darum, Begeisterung zu schaffen – bei den Mitarbeitenden, im Team, im Werk.

Und natürlich lernt man auch dabei. Vielleicht stellt man fest, dass man noch andere Abteilungen einbinden muss. Oder dass man anfangs etwas übersehen hat. Wichtig ist, daraus zu lernen und aus einzelnen Projekten schrittweise einen Prozess und schließlich eine Strategie zu machen.

Paulo: Also: Verschiedene Personen an einen Tisch bringen, gemeinsam in die Produktion gehen, zuhören, beobachten – und daraus Use Cases ableiten?

Fabian: Genau. Und meistens ist es so, dass es gar nicht an Ideen mangelt – sondern eher daran, dass niemand alle Perspektiven zusammenbringt. Wenn man das schafft, kommt vieles ins Rollen. Und wenn das erste Projekt erfolgreich ist, entstehen schnell die nächsten. Und mit jedem Projekt wird man besser, strukturierter, sicherer.

Paulo: Und irgendwann ist es dann auch nicht mehr „das Digitalisierungsprojekt“, sondern einfach Teil des Tagesgeschäfts?

Fabian: Genau das ist das Ziel. Digitalisierung ist kein Fremdkörper – sie muss sich ins Unternehmen einfügen, zum Bestandteil der Arbeitsweise werden. Dann funktioniert sie auch nachhaltig.

Paulo: Vielen Dank, Fabian, für die vielen Einblicke! Und an alle Zuhörenden: Wenn ihr noch mehr wissen wollt – hört euch auch gerne die erste Folge mit Fabian an. Da ging’s um die strategische Perspektive. Und wenn ihr Fragen habt: Vernetzt euch mit ihm auf LinkedIn. Link gibt’s in den Shownotes.

Fabian: Danke dir, Paulo – hat mir wieder viel Spaß gemacht!