gesponsertIndustrial Metaverse Qualitätssprung für die Biotechproduktion: Wenn sich reale und virtuelle Welt treffen

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Noch ist das Industrial Metaverse eine Vision, aber eine, die zum Greifen nah ist. Bei der Zeta ist Geschäftsführer Alfred Marchler begeistert von den Möglichkeiten, die sich der Industrie eröffnen. Uns hat er verraten warum.

Seit Mark Zuckerberg seinem Facebook-Imperium den neuen Namen Meta verpasste, ist es auf der Welt: das Metaversum. Doch während der Social Media-Pionier von virtuellen Welten träumt, in denen Avatare herumspazieren, aber in der Realität bislang noch keinen Cent Gewinn eingefahren hat, sind andere Ideen deutlich handfester und könnten für die Industrie einen Quantensprung in Richtung Effizienz und Prozesssicherheit bedeuten.

Der Begriff, zusammengesetzt aus der Vorsilbe Meta (jenseits) und Universum, tauchte vor über dreißig Jahren das erste Mal im Roman von Neal Stephenson auf, der in „Snow Crash“ eine dreidimensionale Parallelwelt erfand, mit realistischen Gebäuden und Toren zu anderen Online-Welten. Der Science-Fiction-Schriftsteller war damit seiner Zeit weit voraus und darf heute erleben, das ein Teil seiner Vorstellung Realität geworden ist.

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In der Industrie elektrisiert die Vision vom Metaversum gerade viele. Microsoft, Google, Apple, Amazon – die Techgiganten wittern viel Geld in dem neuen Trend – jeder will im Wettrennen um die Technologie der Zukunft der erste sein.

Auch Alfred Marchler, der Geschäftsführer des Biotechspezialisten Zeta ist nachhaltig fasziniert und inspiriert von den Möglichkeiten, die in den virtuellen Welten stecken. „Das industrielle Metaversum als virtuelles Abbild der realen Welt gibt uns die Möglichkeit Prozesse effizienter und stabiler zu fahren: Wir erzielen die Produktivitätssprünge, die wir brauchen, um dem internationalen Wettbewerb standhalten zu können“, sagt er.

Der digitale dreidimensionale Raum macht nicht nur Schulungen in virtuellen Anlagen möglich. Mitarbeiter können mittels Augmented Reality durch kritische Produktionsschritte geführt werden. Gekoppelt mit Simulationswerkzeugen können aktuelle Betriebszustände dargestellt werden. Andere Szenarien gehen noch darüber hinaus, denn die Simulation blickt auch in die Zukunft und kann mögliche Produktionsszenarien untersuchen, um z. B. die effizienteste Fahrweise bei einem Zwischenfall herauszufinden oder zu testen, ob es besser ist gleich die Linie zu wechseln. „Hier ergeben sich Möglichkeiten, die man als Mensch mit den aktuell zur Verfügung stehenden Systemen nicht erkennen kann. Wir erhalten so einen unglaublichen Produktivitätsschub“, sagt Marchler. Damit gehört er zu den Visionären, die das Metaversum als eine der umwälzendsten Entwicklungen der letzten Jahre sehen.

Der erste Schritt auf dem Weg zum Metaversum

Einen großen Schritt in Richtung Metaversum haben sie bei der Zeta bereits gemacht. Seit 2021 gibt es die Business Line Digital Solution, die den Pharmakunden bei der digitalen Transformation unterstützt. Kern des Angebots sind die Smart Engineering Services (SES) – eine Comos basierte Softwareumgebung, die es unterschiedlichen Projektpartnern ermöglicht, auf einer gemeinsamen Plattform zu arbeiten. Der Kunde wird nahtlos in den Planungsprozess eingebunden, eine effiziente, rasche und reibungslose Verständigung zwischen den beteiligten Unternehmen ist so garantiert.

Das Ziel dabei: von Integrated Engineering zu Integrated Operations, um so das volle Potenzial des digitalen Zwillings zu heben. Smart Engineering Services schafft die Voraussetzung für die gemeinsame Datenbasis, welche wiederum Vorbedingung des digitalen Zwillings ist. Der digitale Anlagendoppelgänger hingegen ist die Grundlage für Integrated Operations, also z. B. den Aufbau von VR-Modellen für das Operator-Training, Augmented Reality zur besseren Produktionssteuerung, zur Produktions- und Prozesssimulation, zum Monitoring, für Smart-Maintenance-Aufgaben, aber auch zur digitalen Validierung.

Nun soll das Industrial Metaverse all das noch einmal toppen – auch wenn Marchler keinen Big Bang erwartet, sondern eher eine schrittweise Evolution – immer auf der Basis der jeweils aktuellen Technologie. Vorausgesetzt, der Kunde spielt mit und nutzt den digitalen Zwilling, den Zeta stets parallel zu den Projekten erstellt. Marchler sieht seine größte Herausforderung denn auch darin, die Kunden zu überzeugen, dass der Schritt ins Metaverse keinen Millionen-Invest bedeutet sondern für kleines Geld zu haben ist und einen enormen Gegenwert verspricht. „Wir sprechen hier über Capex-Einsparungen von 50 Prozent“, sagt er.

Tief eintauchen in virtuelle Welten

Schlüsseltechnologien sind Virtual und Augmented Reality, denn diese schaffen erst das immersive 3D-Erlebnis, welches das Industrial Metaverse so faszinierend erscheinen lässt. Eine Vision im Übrigen, für die eines ganz entscheidend ist: die Daten. Immer aktuell müssen sie sein, zentral abgelegt, in einheitlichem Format und für jeden jederzeit erreichbar – klingt einfach, ist zurzeit aber in der Pharmabranche eher noch mittel umgesetzt. „Jeder Industriebetrieb muss sich zukünftig überlegen, wie er seine Datenwolke aufbaut und wie er seine Daten bewirtschaftet“, empfiehlt Marchler. Zeta selbst sieht er auf einem guten Weg.

Schon 2018 habe er die Forderung erhoben, Daten immer nur einmal anzufassen, und klare Ziele in Richtung Single-Source-of-Truth gesetzt. „Mit unserer SES-Plattform haben wir eine stets aktuelle Datenbasis auf die wir weltweit zugreifen können. Das bringt uns Geschwindigkeit, Qualität und Prozesssicherheit.“ Den digitalen Zwilling immer auf dem neuesten Stand zu halten – dank Single-Source-of-Truth kein Problem für die Zeta-Ingenieure.

Weg von den Datensilos

Nun muss er nur noch seine Kunden überzeugen, und das könnte unter Umständen ein hartes Stück Arbeit werden. Denn immer noch gibt es in den Pharmaunternehmen Datensilos, und wer nach dem digitalen Zwilling Ausschau hält, sucht häufig vergebens. Doch das Metaversum steht und fällt genau damit.

Marchler möchte das deshalb in Zukunft ändern: „Bei einem Greenfield-Projekt würde ich heute auf jeden Fall empfehlen, Prozesse und die gesamte technische Gebäudeausstattung als digitale Zwillinge darzustellen. Das ist heute State-of-the-Art, und es schafft die Möglichkeit, z. B Umbaumaßnahmen zu simulieren und zu sehen, ob das den gewünschten Effekt bringt.“ Dabei liege die Einstiegshürde in die virtuelle Parallelwelt gar nicht einmal so hoch, findet der Geschäftsführer.

Virtuelle Schulungskonzepte sind mittlerweile auch in der Pharmaindustrie in einigen Bereichen bereits umgesetzt, und die Corona-Pandemie hat die Akzeptanz für Fernwartung, virtuelle FATs und Inbetriebnahmen auch in eher konservativen Branchen erhöht.

Aber VR und AR-Werkzeuge können noch mehr – nämlich in der laufenden Produktion unterstützen und so bessere Qualität, weniger Fehler und schnellere Durchläufe erzielen.

Augmented Reality macht die Produktion sicherer

Mittels Augmented Reality erhalten die Mitarbeiter erweiterte Arbeitsanweisungen direkt in ihr Sichtfeld eingespielt und können dadurch komplexe Aufgaben besser verstehen und genauer durchführen. „Und das ist keineswegs die Zukunft in zehn Jahren, sondern einige Unternehmen setzen das bereits um,“ betont der Geschäftsführer. Er glaubt, in den nächsten fünf Jahre könne es sich kein Unternehmen mehr leisten, auf diese fortschrittlichen Methoden zu verzichten.

Die Gründe dafür liegen für ihn auf der Hand: Fachkräftemangel und die Ansprüche der nachwachsenden Generationen, die mit Mindcraft aufwachsen und sich virtuos in virtuellen Welten bewegen. „Unternehmen haben jetzt schon Probleme Fachkräfte zu finden. Haben sie endlich Personal, scheidet die erste Hälfte bereits im ersten Jahr wieder aus. Alle müssen geschult werden, und das funktioniert nicht mehr wie in alten Zeiten, in der die Mitarbeiter in den ersten Wochen Ordner mit Instruktionen lesen mussten.“

Und: häufiger Personalwechsel bedeutet nicht nur mehr Arbeit für HR. Die Produktion wird anfällig für Fehler – vor allem wenn die Einarbeitung unter Zeitdruck erfolgt. Ein falscher Knopfdruck der neuen Mitarbeiterin und eine ganze Charge muss verworfen werden, was unter Umständen ein Millionenverlust fürs Unternehmen bedeutet.

Spielerisch lernen

Und wie kann man das ändern? Gamifikation heißt für Marchler das Zauberwort, womit wieder das Industrial Metaverse ins Spiel kommt. Eine virtuelle Anlage in der sich die Mitarbeiter wie in einem Computerspiel bewegen – so sieht für ihn die Zukunft der Schulung aus und zwar direkt, ohne Vermittlung von Smartglasses. Die Hololens, momentan das Maß aller Dinge in der AR, hält er mittelfristig für ein Auslaufmodell, und damit könnte er recht behalten, wenn man bedenkt, wie rasant sich die Technik entwickelt. Gerade erst hat das die deutsche Telekom mit ihrem KI-Handy, das ohne Apps auskommen soll, eindrücklich gezeigt.

Künstliche Intelligenz wird Menschen in Zukunft auch im Industrial Metaverse unterstützen. Kombiniert mit dessen Visualisierungsmöglichkeiten könnten so in der realen Welt entstandene Probleme im virtuellen Raum gelöst und gleich mittels Simulation auf ihre Machbarkeit untersucht werden. Eine Vision, die gar nicht so weit weg ist. Zeta arbeitet in Sachen KI mit dem Grazer Start-up Leftshift one zusammen.

Mit Fresenius Kabi Austria hat das Start up um den CEO Patrick Ratheiser gerade ein spannendes Pilotprojekt umgesetzt: Eine generative KI analysiert Abweichungsprotokolle und kategorisiert die Fehler, um Vergleichbarkeit zu schaffen und das Risiko von Fehlchargen zu verringern. Solche Used Cases sind für Marchler die Keimzelle des Metaverse. „Keiner wird gleich eine ganze Fabrik umstellen. Wir müssen kleine verdauliche Häppchen bearbeiten, die Menschen motivieren und am Ende alles zu einem großen Ganzen zusammensetzen.“

Gemeinsam ins Metaversum

Und alleine wird es auch nicht gehen. „Wir reden beim Industrial Metaverse von einem Ecosystem. Das ganze funktioniert nur, wenn wir uns öffnen, und es werden aus meiner Sicht nur die Unternehmen überleben und im Spiel bleiben, die bereit sind zu kooperieren, auszutauschen und sich zu ergänzen“, erklärt Marchler. Seit letztem Jahr partnert Zeta deshalb mit der Siemens Xcelerator-Plattform, einer Art digitalem Marktplatz, die IoT-Hardware, Software und Services bündelt und für ihn „die treibende Initiative im Bereich Digitalisierung“ ist. Ohnehin werden klassische, oft hierarchisch organisierte Lieferanten- und Kundenbeziehungen nach dem Motto „ Wer bezahlt, hat recht“ in der digitalen Welt keine Chance mehr haben.

Die Industrie stehe vor einem gewaltigen Entwicklungsschritt, sagt Marchler. Technisch sei es schon heute möglich, einen digitalen Zwilling in einem räumlichen Metaversum abzubilden. Dass es kommt, daran hat er keinen Zweifel. Und Zeta will einer der Pioniere sein. (agk)

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