Cloud Mall BW - Transferdokumentation "Robotic Process Automation-as-a-Service"
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Cloud Mall BW – Transferdokumentation „Robotic Process Automation-as-a-Service“ 1
Cloud Mall Baden-Württemberg
TRANSFERDOKUMENTATION FÜR DEN PRAXISPILOTEN
„ROBOTIC PROCESS AUTOMATION-AS-A-SERVICE“
Cloud-basierte Prozessoptimierung in der Intralogistik
Öffentliche Version vom 27. Juni 2021
Beteiligte Partner
NOVAZOON GmbH (NOVAZOON)
Virtual Fort Knox AG (VFK)
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA (Fraunhofer IPA)
Autoren
Bastian Deck (NOVAZOON)
Olga Meyer (Fraunhofer IPA)
Robert Tordy (VFK)
Sebastian Breitbach (NOVAZOON)
Lizenz
Das Werk „TRANSFERDOKUMENTATION FÜR DEN PRAXISPILOTEN „ROBOTIC PROCESS
AUTOMATION-AS-A-SERVICE“ steht unter der Lizenz Creative Commons Namensnen-
nung – Nicht-kommerziell – Keine Bearbeitung 4.0 (CC BY-NC-ND 4.0). Details zur Li-
zenz: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/.
Cover-Foto
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Cloud Mall BW – Transferdokumentation „Robotic Process Automation-as-a-Service“ 2
Inhalt
1 Management Summary ................................................................................................................... 4
2 Einführung ....................................................................................................................................... 5
2.1 Ausgangssituation und Motivation ......................................................................................... 5
2.2 Ziele des Praxispiloten und Nutzen der Zielgruppen............................................................... 5
3 Projektrahmen................................................................................................................................. 7
3.1 Konsortium und Rollen ............................................................................................................ 7
3.2 Notwendige Ressourcen sowie Kompetenzen ........................................................................ 7
4 Lösungsbeschreibung ...................................................................................................................... 8
4.1 Anforderungen ........................................................................................................................ 8
4.1.1 Hypothese ....................................................................................................................... 8
4.1.2 Überprüfung der Hypothese ........................................................................................... 8
4.1.3 Interviews ...................................................................................................................... 10
4.2 Konzept .................................................................................................................................. 11
4.2.1 State-of-the-Art ............................................................................................................. 11
4.2.2 Lösungsansatz................................................................................................................ 11
4.3 Cloud-Architektur .................................................................................................................. 12
4.3.1 RPA-as-a-Service Plattformarchitektur ......................................................................... 12
4.3.2 Virtual Fort Knox ............................................................................................................ 13
4.3.3 NOVAZOON RPA-Service ............................................................................................... 15
4.4 Geschäftsmodell .................................................................................................................... 16
4.5 Herausforderungen bei der Praxispilotdurchführung ........................................................... 16
5 Integration und Kooperation zwischen den beteiligten Unternehmen ........................................ 17
5.1 Organisatorisches .................................................................................................................. 17
5.2 Technisches ........................................................................................................................... 17
5.3 Strategisches ......................................................................................................................... 17
5.4 Rechtliches ............................................................................................................................ 17
6 Resümee ........................................................................................................................................ 18
6.1 Rolle der Cloud ...................................................................................................................... 18
6.2 Lessons Learned .................................................................................................................... 18
6.3 Ausblick.................................................................................................................................. 19
7 CMBW-Projektdarstellung............................................................................................................. 20
8 Kontakt .......................................................................................................................................... 21
Cloud Mall BW – Transferdokumentation „Robotic Process Automation-as-a-Service“ 3
1 Management Summary Praxispiloten innerhalb des Förderprojekts Cloud Mall Baden-Württemberg (Cloud Mall BW) sind kleine Projekte zwischen mehreren Unternehmen und Cloud Mall BW Projektpartnern, die zusammen Cloud-Services entwickeln und somit ein gemeinsames Ziel verfolgen. Steigender Kosten- und Optimierungsdruck im Produktionsumfeld führen in der Regel dazu, dass fer- tigende Unternehmen stetige Optimierungen ihrer Prozesse vornehmen. Oftmals verfügen die Unter- nehmen jedoch nicht über das notwendige IT-Budget, um ein Optimierungsprojekt mittels IT-Unter- stützung durchzuführen. Aus diesem Grund führen heutzutage immer mehr Unternehmen Robotic Process Automation (RPA) ein, das einen hilfreichen Ansatz zur Prozessautomatisierung innerhalb der Unternehmen liefert. Dabei werden produktions- oder administrationsbezogene, repetitive, zeitintensive oder fehleranfällige Tä- tigkeiten durch sogenannte Softwareroboter (Bots) erlernt, sowie automatisiert ausgeführt. Das Po- tenzial für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) im Fertigungsumfeld wird heute bisher kaum adressiert bzw. ausgeschöpft. Dies liegt darin begründet, dass die Unternehmen i. d. R. kein Know-how über das IT-Fachthema oder Ressourcen zur Einführung und Weiterentwicklung von Softwarerobotern haben. Das Pilotprojekt untersucht in einer Machbarkeitsanalyse aktuelle RPA-Potenziale für kleinere Unter- nehmen speziell im produktionsnahen Umfeld. Zusätzlich erarbeiten die Praxispilotpartner einen Lö- sungsansatz, der die nahtlose Integration der NOVAZOON RPA-Serviceanwendung auf der Basis der VFK Digitalisierungs- und Cloudplattform adressiert. Das Praxispilotprojekt setzte sich das Ziel, detail- lierte technische Spezifikation zu erstellen, die als Vorlage für eine Prototypenentwicklung dient. Hierzu griffen die Partner NOVAZOON GmbH und VFK AG auf die Expertise des Fraunhofer IPA zu, um ihr eigenes Know-how in Bezug auf RPA-as-a-Service Plattform weiter zu ergänzen. Cloud Mall BW – Transferdokumentation „Robotic Process Automation-as-a-Service“ 4
2 Einführung Praxispiloten innerhalb des Förderprojekts Cloud Mall Baden-Württemberg (Cloud Mall BW) sind Pro- jekte zwischen einem oder mehreren Unternehmen sowie Cloud Mall BW als Projektpartner. Das ge- meinsam verfolgte Ziel ist dabei die Entwicklung von Cloud-Services. In dem Praxispiloten „Robotic Process Automation-as-a-Service“ widmen sich die NOVAZOON GmbH und die VFK AG den Lücken und Potenzialen von Robotic Process Automation-Anwendungen gepaart mit Digitalisierungstechnologien in den Unternehmensbereichen Logistik und Fertigung. 2.1 Ausgangssituation und Motivation Immer mehr (große) Unternehmen führen heutzutage Robotic Process Automation (RPA) ein, das ei- nen hilfreichen Ansatz zur Prozessautomatisierung innerhalb der Unternehmen liefert. Dabei werden produktions- oder administrationsbezogene repetitive, zeitintensive oder fehleranfällige Tätigkeiten durch sogenannte Softwareroboter (Bots) erlernt und automatisiert ausgeführt. Jedoch genießen heutzutage vorwiegend Konzerne und große KMU mit entsprechenden IT-Budgets den Vorteil von RPA. Das liegt u. a. an den zum Teil hohen Anschaffungs- bzw. Projektkosten und der damit zusammenhängenden wirtschaftlichen Beurteilung der Investition (ROI). Weiterhin sind in klei- neren Unternehmen oftmals nicht die entsprechenden Kapazitäten und Fähigkeiten verfügbar, um ein solches Projekt zu bewerten bzw. durchzuführen. Dabei ist der Einsatz einer RPA Technologie gerade bei kleineren Unternehmen durchaus sinnvoll, da diese sich zunehmend einem erhöhten Druck des Wettbewerbs stellen müssen. Dabei kann die Auto- matisierung von Prozessen und die damit einhergehende flexible und schnelle Reaktion auf neue Marktgegebenheiten entscheidend sein. Die Motivation des Praxispiloten war es, die bisherige RPA Technologien einem größeren Anwender- kreis verfügbar zu machen, u. a. den kleinen und mittleren Unternehmen, die mit vergleichsweise klei- nen IT-Budgets auskommen müssen. Durch den Ansatz einer skalierbaren IT-Plattform zur Automation von Prozessen kombiniert mit Digi- talisierungstechnologien soll KMU die Möglichkeit geboten werden, mit wenig Zeit- und Ressourcen- aufwand eine Prozessautomatisierung zu realisieren. Die produzierenden Unternehmen erhalten da- mit die Möglichkeit, schnell, flexibel und kosteneffizient ihre Prozesse zu (teil-)automatisieren. Diese Möglichkeit soll über eine RPA-Plattform angeboten werden, sodass die repetitiven Prozesse auf dieser einfach ausgeführt werden können. 2.2 Ziele des Praxispiloten und Nutzen der Zielgruppen Robotic Process Automation (RPA) ist eine Technologie, die vordefinierte Geschäftslogik in Kombina- tion mit strukturierten Daten und definierten Regelsätzen zur Automatisierung von Geschäftsprozes- sen verwendet. Softwareroboter, die auf RPA basieren, sind in der Lage ein breites Spektrum der Auf- gaben zu erledigen; u. a. können diese spezifische Anwendungsprogramme starten und deren Betrieb Cloud Mall BW – Transferdokumentation „Robotic Process Automation-as-a-Service“ 5
steuern, Daten extrahieren und analysieren, Kommunikation mit anderen Systemen einrichten und so gezielt relevante Folgeaktionen aufrufen. Die roboterbasierte Prozessoptimierung bedient eine große Palette arbeitsintensiver Prozesse in einem Unternehmen und kann somit besonders effektiv für wie- derholende, regelbasierte Aufgaben gewinnbringend eingesetzt werden. Das Ziel des Pilotprojektes ist, die Machbarkeitsanalyse und Untersuchung aktueller Potenziale im pro- duktionsnahen Umfeld von KMU im Hinblick auf die Anwendung einer RPA-as-a-Service Plattformlö- sung in der Intralogistik 1. Hierfür soll ein Lösungsansatz erarbeitet bzw. konzipiert werden, der die nahtlose Integration einer RPA-Serviceanwendung und weiteren Systemen auf Basis einer Digitalisie- rungs- und Cloud-Plattform verbindet. Ziel ist es, eine detaillierte technische Spezifikation zu erstellen, die als Vorlage für eine Prototypenentwicklung dient. 1 https://de.wikipedia.org/wiki/Intralogistik Cloud Mall BW – Transferdokumentation „Robotic Process Automation-as-a-Service“ 6
3 Projektrahmen 3.1 Konsortium und Rollen NOVAZOON GmbH (im weiteren NOVAZOON genannt) ist Innovation & Venture Building Partner für führende Industrie- und Dienstleistungsunternehmen. Das Unternehmensleistungsspektrum beinhal- tet u. a. die Innovation des bestehenden Produktportfolios, Weiterentwicklung digitaler Angebote, Op- timierung und Skalierung bestehender Prozesse durch Softwareroboter (RPA) sowie leistungsfähige IT- Architekturen. Virtual Fort Knox (im weiteren VFK genannt) bietet produzierenden Unternehmen Softwareprodukte als Digitalisierungsbasis, die sicher und effizient IT-Systeme ohne Programmierung (No-Code) mitei- nander skalierbar vernetzt. Die VFK Core Communication ist das zentrales Element der Virtual Fort Knox-Cloudplattform und dient als universale Schnittstelle für die Anbindung und Integration unter- schiedlicher IoT- und Produktionssysteme, digitaler (Mehrwert-)Services und IT-Systeme in Unterneh- men. Im Praxispilot bietet die VFK die Erzeugung eines digitalen Zwillings als Service, die Übertragung von Produktionsdaten (Messsysteme, Lager, …) an die RPA-Serviceanwendung, sowie die Verbindung der RPA-Serviceanwendung zu den sonstigen IT-Systemen (QS, ERP, …) lokal und über die VFK Cloud. Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA (im weiteren Fraunhofer IPA genannt) hat sich seit seiner Gründung im Jahr 1959 zu einem der größten Einzelinstitute der Fraun- hofer-Gesellschaft auf dem Gebiet der Produktionstechnik entwickelt. Im Mittelpunkt der Arbeit des Fraunhofer IPA stehen organisatorische und technologische Aufgaben aus dem Produktionsbereich der Zukunftsbranchen Automobil, Maschinen- und Anlagenbau, Elektronik und Mikrosystemtechnik, Energie-, Medizin- und Biotechnologie sowie der Prozessindustrie. Das Fraunhofer IPA übernimmt seit vielen Jahren eine führende Rolle bei der Umsetzung des digitalen Wandels in der Produktion (Indust- rie 4.0) und entwickelt innovative Lösungen und Anwendungen mit Einsatz von Cloud-Technologien, Cyberphysikalischen Produktionssystemen, 5G, Künstlicher Intelligenz und Maschinellem Lernen. 3.2 Notwendige Ressourcen sowie Kompetenzen VFK steuerte mit der Virtual Fort Knox Digitalisierungs- und Cloud-Plattform das benötigte Ökosystem für den Praxispiloten bei und engagierte sich aktiv bei der Softwarearchitektur, dem Rollout-Konzept und der prototypischen Entwicklung der Lösung. NOVAZOON Experten brachten in das Projekt zum einen ihre Erfahrungen bei den Prozessen der fer- tigenden Industrie ein. Zum anderen lieferten sie im IT-Bereich der RPA Technologien wesentliche Ar- chitektur- und Abwicklungskompetenzen. Sie erarbeiteten mit ihren Erfahrungen die Machbarkeits- analyse und Untersuchung aktueller Potenziale. Fraunhofer IPA koordinierte das Projekt und unterstützte VFK und NOVAZOON aufgrund der Expertise bei der Anwendungsanalyse, Konzeption und Entwicklung der Integrationsszenarien sowie bei der um- fassenden Dokumentation der Projektinhalte. Cloud Mall BW – Transferdokumentation „Robotic Process Automation-as-a-Service“ 7
4 Lösungsbeschreibung
4.1 Anforderungen
4.1.1 Hypothese
Die in diesem Projekt aufgestellte Hypothese besteht darin, dass RPA in der Intralogistik viele Effizienz-
potenziale heben kann. Dies begründet sich nach unserem Verständnis in den nachstehenden Punkten:
Die fertigende Industrie steht unter dem Druck der stetigen Optimierung und Flexibilisierung
ihrer Prozesse.
Die Intralogistik wickelt Prozesse ab, die im Wesentlichen standardisiert, wiederkehrend und
regelbasiert sind, jedoch größtenteils einer manuellen Tätigkeit zuzuordnen sind.
Oftmals verfügen die Unternehmen nicht über das notwendige IT-Budget, um ein umfassendes
Optimierungsprojekt durchzuführen, sodass Lösungen mit geringem Zeit- und Ressourcenauf-
wand bevorzugt werden.
Meist sind die benötigten IT-Ressourcen für die Durchführung solcher Projekte nicht frei oder
stehen nicht zur Verfügung.
Oftmals verfügen die Unternehmen nicht über das notwendige Know-how zu neuen technolo-
gischen Ansätzen.
Generell adressieren die RPA-Lösungsanbieter das Potenzial von Unternehmen im Fertigungs-
umfeld bisher kaum.
Um den Themenkomplex der Intralogistik einzugrenzen, wurde der Fokus der Machbarkeitsanalyse auf
einen generischen Intralogistikprozess, mit den folgenden vier Teilbereichen, gelegt:
Abbildung 1: Teilbereiche des betrachteten Intralogistikprozesses
4.1.2 Überprüfung der Hypothese
Use Cases
In dem Praxispiloten wurden insgesamt vier Use Cases (UC1 – UC4) bearbeitet, analysiert und basie-
rend auf der Hypothese in Form von Interviews (mit drei Unternehmen) überprüft (siehe weitere De-
tails in Abschnitt 4.1.3).
Cloud Mall BW – Transferdokumentation „Robotic Process Automation-as-a-Service“ 8Die im Praxispilot untersuchten Use Cases stellen die meist betroffenen Szenarien dar:
UC1 - Materialanlieferung (Inbound-Logistik),
UC2 – Warenvereinnahmung,
UC3 – Warenbereitstellung,
UC4 – Distribution.
Exemplarisch wird in Abbildung 2 der Use Case 1 – Materialanlieferung dargestellt.
aktualisiert
Qualitätsprüfung
Qualitätssystem
Abbildung 2: Use Case 1 - Materialanlieferung
Der Use Case 1 zeigt die prozessuale Abwicklung der Materialanlieferung auf einer generischen Ebene.
Die Nummerierung zeigt die nacheinander ausgeführten Prozessschritte und Interaktionen durch ei-
nen Mitarbeiter oder ein System. Ausgangspunkt des Prozesses ist der Lieferant, der Ware anliefert,
welche im nächsten Schritt durch einen Lagermitarbeiter in Empfang genommen wird. Im darauffol-
genden Schritt laufen zunächst Prüfroutinen ab. Zum einen erfolgt die qualitative Überprüfung, als
auch die quantitative Überprüfung mit dem Lieferschein. Die Prüfungen werden teilweise durch Mess-
und Erfassungssysteme (Waagen, Barcode- /RFID-Scanner) unterstützt. Die Ergebnisse werden sowohl
in einem ERP-System, als auch, sofern vorhanden, in einem Qualitätssystem dokumentiert. Im darauf-
folgenden Schritt erfolgt die meistens automatisierte Aktualisierung des Warenbestands im ERP-Sys-
tem. Sollten bei der Qualitätsprüfung Mängel festgestellt worden sein, so gibt es eine Rückmeldung
mit entsprechender Mängelrüge gegenüber dem Lieferanten. Im letzten Prozessschritt dieses Use
Cases wird die (Teil-)Rechnung gegenüber dem Lieferanten freigegeben.
Die Prozessmodellierung ist explizit generisch gehalten und diente als Diskussionsgrundlage im Pra-
xispilot. Es wurde auf angrenzende Prozesse aus anderen Bereichen innerhalb oder außerhalb eines
Unternehmens verzichtet.
Cloud Mall BW – Transferdokumentation „Robotic Process Automation-as-a-Service“ 94.1.3 Interviews
Durch die Validierung der Use Cases in Form von drei Experteninterviews ergaben sich signifikante
Potenziale. Diese Potenziale zeigen sich in den nachfolgend beschriebenen Kernaussagen der Inter-
viewteilnehmer.
Die Prozesse in der Intralogistik sind geprägt von hohem Aufwand bei der Dateneingabe und
-verarbeitung. Dies wurde vor allem durch die Use Cases 1, 3 und 4 belegt (siehe Abbildung 3).
Der wesentliche Treiber für den Aufwand sind firmeninterne Abstimmroutinen, beispielsweise
durch die Datenerfassung in mehreren Systemen und Listen.
Als weitere Kernaussage wurde herausgearbeitet, dass der Koordinations- und Kommunikati-
onsaufwand (z. B. bei fehlerhaften Teilen) sehr hoch ist.
Bestehende Prozesse müssen mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Medien umgehen kön-
nen.
Oftmals entstehen Unstimmigkeiten durch Eingabe- und Prozessfehler, die nachgebessert
werden müssen und immer wieder zu Fehlern in Folgeprozessen führen.
Abbildung 3: Ergebnisse Experteninterviews
Neben den bereits dokumentierten Kernaussagen wurden zusätzliche Fragestellungen zur Nutzung
von RPA in den Experteninterviews adressiert:
So zeigen sich die Interviewteilnehmer zunehmend offen für den Einsatz von Cloud-Technolo-
gien, sofern die Vorteile bei der technologischen Nutzung überwiegen.
Die Interviewteilnehmer sehen in ihrem unternehmerischen Umfeld eine Lücke beim Know-
how und Verständnis von Automatisierungslösungen. Der Wunsch besteht, dass einfache,
Cloud-basierte Lösungen die Unternehmen bei der Prozessautomatisierung unterstützen.
Cloud Mall BW – Transferdokumentation „Robotic Process Automation-as-a-Service“ 10Generell kann durch die Experteninterviews die anfänglich aufgestellte Hypothese gefestigt und als
valide eingestuft werden. Die Ergebnisse der Experten aus den Rückmeldungen der Befragungen kann
wie folgt zusammengefasst werden:
Eine RPA-Plattform hat positiven Einfluss auf …
… die Lieferperformance
… die Produktionskosten
… die Qualität
… den richtigen Einsatz der Mitarbeiter mit wertschöpfenden Tätigkeiten.
4.2 Konzept
Im Folgenden wird das resultierende Konzept in Kurzfassung vorgestellt.
4.2.1 State-of-the-Art
Das aktuelle Marktumfeld von Anbietern mit RPA-Lösungen ist sehr breit gefächert. Es gibt eine Viel-
zahl von unterschiedlichen Anbietern, sowohl neue Marktteilnehmer, als auch etablierte Softwareher-
steller. Das Marktumfeld ist jedoch noch als dynamisch zu betrachten, da die Technologie noch sehr
jung ist. Es zeigt sich, dass die meisten Anbieter eine On-Premise-Lösung anbieten. Einige gehen bereits
den Weg und bieten Cloud-Lösungen an. Eine reine Abbildung als Software-as-a-Service beziehungs-
weise Robot-as-a-Service wird nach der Recherche in diesem Projekt von den folgenden Anbietern
angeboten: Automation Anywhere, Almato AG, Cloudstorm und Cygnet Infotech. Die wesentliche Fo-
kussierung dieser Anbieter liegt jedoch im Kundensegment der Großunternehmen und Konzerne. Wei-
terhin adressieren diese Lösungen „nur“ administrative Tätigkeiten in der Verwaltung.
Betrachtet man die generelle Funktionalität einer RPA Lösung so zeichnet sich diese durch ihre direkte,
oftmals webbasierte Interaktion mit Interfaces von Anwendungssystemen aus. Hierbei liegt der Fokus
auf dem Erfassen, Lesen und Bearbeiten von strukturierten und unstrukturierten Daten, die in die ab-
gebildeten Logiken einfließen. Zudem zeichnet sich eine Automatisierungslösung durch die wahlweise
unabhängige oder abhängige menschliche Interaktion mit dem Prozess aus. Für eine RPA-as-a-Service
Lösung werden neben den grundlegenden Funktionalitäten von RPA zusätzliche Funktionalitäten be-
nötigt. Hierzu zählen eine webbasierte Entwicklungs- und Verwaltungsplattform, Interfaces zur beste-
henden IT-Infrastruktur, Rolloutmechanismen sowie Wartungs- und Servicefunktionalitäten.
4.2.2 Lösungsansatz
Circa zur Mitte der Projektlaufzeit (von September bis November 2020) wurden drei Experteninter-
views mit verschiedenen Unternehmen durchgeführt. Ausgehend von den Ergebnissen der Befragun-
gen sowie den während der Interviews gesammelten Anforderungen der Kunden haben wir die Use
Cases mit involvierten und notwendigen IT-Systemen ergänzt.
Cloud Mall BW – Transferdokumentation „Robotic Process Automation-as-a-Service“ 11Die wesentlichen IT-Systeme sind
ERP-System,
Qualitätsmanagementsystem,
Tools (d. h. über IIoT Technologien greifbare Systeme, wie Barcode-Scanner, RFID-Reader,
Waagen, Lagerautomatisierung); der Anschluss weiterer Systeme ist machbar,
RPA und
VFK Plattform.
Schnell wurde klar, dass die Ergänzung vorhandener Prozesse und IT-Systeme mit RPA und Digitalisie-
rungstechnologien eine enorme Effektivitätssteigerung für die Kunden bewirken würden. Alle Daten
können in Echtzeit gelesen, geschrieben und Prozesse sofort angestoßen, d. h. durchgeführt werden.
Die „Hyperautomatisierung“, d. h. die Kombination aus Industrie 4.0-Technologien mit RPA, erzeugen
das Maximum an Effektivität. Transparenz über alle Prozesse und deren Auswirkungen ist ein dabei
nicht zu vernachlässigender Zusatzeffekt.
aktualisiert
Qualitätsprüfung
Qualitätssystem
Abbildung 4: Lösungsansätze
4.3 Cloud-Architektur
Die Cloud-Architektur ist durch das Zusammenspiel einzelner Technologien des Praxispiloten sowie
den relevanten anwendungsspezifischen Software- und Hardware-Komponenten festgelegt. Diese
werden in den folgenden Abschnitten detailliert beschrieben, wobei zuerst auf die RPA-as-a-Service
Plattformarchitektur eingegangen wird (Abschnitt 4.3.1) und dann auf die Produkte, mit denen die
Lösung entwickelt wurde (Abschnitte 4.3.2 und 4.3.3).
4.3.1 RPA-as-a-Service Plattformarchitektur
Abbildung 5 zeigt einen beispielhaften Aufbau für das hybride Cloud Computing-Szenario. Dabei laufen
MES und ERP-Systeme eines produzierenden Unternehmens in der lokalen IT und die RPA-as-a-Service
Cloud Mall BW – Transferdokumentation „Robotic Process Automation-as-a-Service“ 12Lösung in einer Public Cloud. Dabei fungiert die Virtual Fort Knox Plattform (siehe Abschnitt 4.3.2) als Bindeglied zwischen den lokalen IoT 2- und IT-Systemen und dem RPA-Service in der Cloud. Abbildung 5: Architektur und Bereitstellung des hybriden Cloud Computing Szenarios Über den VFK Connected Layer werden die IoT-Systeme an das VFK Core Communication Layer ange- schlossen, dadurch werden diese mit dem VFK Service Layer und den IT-Systemen (z. B. MES, ERP, QS 3) verbunden. Der VFK Core Communication Layer stellt eine bidirektionale Datenkommunikation zwi- schen IoT- und IT-Systemen und RPA-as-a-Service und bildet eine transparente und sichere „Dreh- scheibe“ über die physischen Grenzen (zwischen lokal und public) hinweg. Der VFK Service Layer in der Public Cloud beinhaltet die kundenspezifischen freidefinierbaren Daten- ströme für die RPA-Lösung. 4.3.2 Virtual Fort Knox Virtual Fort Knox ist die integrative und einfach anpassbare industrielle Digitalisierungs- und Cloud- Plattform, die in der Lage ist, alle IT-Systeme im Unternehmen untereinander, mit Sensoren, Maschi- nen und manuellen Arbeitsplätzen schnell und mit geringem Aufwand zu vernetzen. Durch grafische Editoren der Plattform ist es möglich, individuelle Vernetzungen ohne Programm-Code schreiben zu müssen, zu realisieren und den Datenaustausch zwischen den beteiligten Komponenten in der Inter- aktion entlang der Wertschöpfungskette zu beschleunigen. 2 IoT-Systeme: Internet of Things Datenquellen sind z. B. Sensoren, Maschinen, Anlagen 3 QS: Qualitätssicherungssysteme Cloud Mall BW – Transferdokumentation „Robotic Process Automation-as-a-Service“ 13
Abbildung 6: Konfiguration der Datenverbindung Die Virtual Fort Knox Plattform bietet weiterhin "ready2start" Softwarepakete an, die auch als Bundle mit Hardware realisiert werden können. Zu den integrierten Service-Lösungen der VFK-Plattform zäh- len Workflow Engineering, Datendistribution, Datenkonvertierung bzw. Datenverarbeitung, Daten- bank, Visualisierung und Service Management, User und Identity Management und andere. Abbildung 7: Cloud Computing und VFK-Produkte Im Hinblick auf Cloud Computing können VFK-Produkte flexibel in der Produktion, in externen Rechen- zentren sowie einer privaten oder öffentlichen Cloud-Umgebung einsetzt werden (Abbildung 7). Hierzu wird auf Containerisierung mittels Docker gesetzt, ein allgegenwärtiger Standard, um heterogene An- wendungen unabhängig von der Betriebsumgebung bereitzustellen und zu betreiben. Cloud Mall BW – Transferdokumentation „Robotic Process Automation-as-a-Service“ 14
Die besondere Rolle bei der Vernetzung und Integration der internen und externen digitalen Services übernimmt die VFK Core Communication (Abbildung 8). Als die zentrale homogene, servicebasierte Integrationsschicht dient sie als universale Schnittstelle für die Anbindung unterschiedlicher CPPS 4 und digitaler Tools und unterstützt die optimale Steuerung des ständig wachsenden Informationsflusses in der Fabrik. Mit der VFK Core Communication ist die Plattform in der Lage, über mehrere Ebenen hin- weg und passend zu den betrieblichen Gegebenheiten verschiedene Systeme und digitale Prozesse über die standardisierten Schnittstellen und Konnektoren zu vernetzen. Abbildung 8: Übersicht der VFK Plattform Die Cloud-Plattform-Technologie des jungen Unternehmens VFK wurde gemeinsam mit Fraunhofer IPA in Stuttgart entwickelt. Das Start-up arbeitet mit der lizensierten Basis-Technologie und entwickelt die Plattform-Anwendungen mit den industriellen Partnern kontinuierlich weiter. 4.3.3 NOVAZOON RPA-Service Der RPA-Service von NOVAZOON beinhaltet alle wesentlichen Funktionalitäten einer On-Premise RPA Lösung, mit dem Unterschied, dass dieser Service Cloud-basiert angeboten wird. Zu den notwendigen Softwarekomponenten zählen die Entwicklungsumgebung, die Infrastruktur inklusive der Schnittstel- len zu den Kundensystemen, als auch die Bausteine zum Betrieb und Monitoring der Roboter. Die Ent- wicklungsumgebung dient dabei der Implementierung und dem Debugging von Softwarerobotern, die durch den Kunden selbst oder durch Unterstützung von NOVAZOON entwickelt werden können. Die notwendige Interaktion mit gängigen Schnittstellen ist in der Softwarelösung integriert bzw. wird durch VFK bereitgestellt. Der Betrieb und das Monitoring beim Ablauf der Softwareroboter wird eben- falls durch den Service übernommen. Hierbei besteht die Möglichkeit, Abläufe im Vorfeld zu planen oder Roboter manuell zu starten. Auch eine Ausführung mittels SOAP ist möglich. Im Monitoring kön- nen die korrekten Abläufe der Softwareroboter überwacht werden. Hier kann neben dem technischen Monitoring auch ein fachliches Monitoring integriert werden. Sofern ein Kunde nicht selbstständig die 4 CPPS: Cyberphysische Produktionssysteme Cloud Mall BW – Transferdokumentation „Robotic Process Automation-as-a-Service“ 15
Entwicklung, den Betrieb oder das Monitoring übernehmen möchte, bietet NOVAZOON dies als ent- sprechende Dienstleistung an. So kann das Unternehmen sich auf die wesentlichen Dinge konzentrie- ren. Hilfestellung und Support für die Plattform komplettieren den RPA-Service. 4.4 Geschäftsmodell Das Geschäftsmodell für oben genannten Lösungsansatz würde dem Lizenz- und Vertriebsmodell „Software-as-a-Service“ folgen. Die Abwandlung zum bereits etablierten Geschäftsmodell, welcher ei- nen bestimmten Service in den Mittelpunkt stellt, ist die Fokussierung auf einen Prozessdienst. Der Prozessdienst und alle dafür notwendigen detaillierteren Dienste bzw. Prozesse werden servicebasiert angeboten. Dies inkludiert als Gesamtpaket sowohl die Komponenten der Software, der Infrastruktur und der Hardware. In der Regel folgt ein SaaS 5-Service der nutzungsabhängigen Zahlungsmodell, zu- meist einem Abonnement. Der Service wird i. d. R. Cloud-basiert über das Internet angeboten werden, wobei die Infrastruktur zur Nutzung die Services gesamt durch den Anbieter betrieben werden. Vor- teilhaft für den Kunden sind vor allem die Konzentration auf das Kerngeschäft, als auch die leichte Skalierbarkeit, sowie der planbaren Kostenstrukturen beim Nutzen solcher Services. Der Kundennutzen zeigt sich auf unterschiedlichen Ebenen. Neben der Verfügbarkeit und der Skalier- barkeit die Services, ist vor allem eine planbare Kosten- und Investitionsstruktur ein Vorteil solcher Services. Der Kunde kann sich auf sein Kerngeschäft fokussieren. In der Regel kann ein Kunde den Service direkt nutzen und benötigt nicht den Aufbau und das Betrei- ben einer eigenen IT-Infrastruktur, bis ein solcher Service nutzbar ist. 4.5 Herausforderungen bei der Praxispilotdurchführung Eine Herausforderung bei der Umsetzung war die Überprüfung der Use Cases in freiwilligen Interviews mit Anwendern in vergleichsweiser kurzer Zeit. Des Weiteren war die Erstellung möglicher Implemen- tierungsszenarien und der Realisierbarkeit in Bezug auf Businessmodelle aufwendig. 5 SaaS: Software-as-a-Service Cloud Mall BW – Transferdokumentation „Robotic Process Automation-as-a-Service“ 16
5 Integration und Kooperation zwischen den beteiligten Unternehmen 5.1 Organisatorisches Die organisatorische Zusammenarbeit im Projekt wurde von den beteiligten Partnern als sehr kollabo- rativ, konstruktiv und positiv wahrgenommen. Die Kommunikation während des Praxispiloten sowie das Kick-Off-Meeting fanden aufgrund der COVID-19 Pandemie digital statt und wurden in Form von Telefon- und Video-Webkonferenzen durchgeführt. Für das Dokumentenmanagement wurde die ownCloud Datenaustauschplattform des Fraunhofer IPA genutzt. ownCloud ist eine freie Software für das Speichern von Daten auf einem eigenen Server, die einen konsistenten Zugriff auf Dateien (über eine Client-Applikation oder Weboberfläche) von mehre- ren Rechnern erlaubt. 5.2 Technisches Aus technischer Perspektive fügen sich die Partner-Technologien für die Realisierung der technischen Lösung gut zusammen. In dem Projekt wurden bereits die ersten technologischen Bausteine imple- mentiert. 5.3 Strategisches Die strategische Zusammenarbeit zwischen den Partnern verlief sehr gut. Beide Projektpartner sind an einer weiteren Zusammenarbeit interessiert und haben aktiv zukünftige gemeinsame Ziele und Inte- ressen im Projekt diskutiert. Um diese Ziele umzusetzen und zu erreichen, wurden weitere Schritte sorgfältig erarbeitet und geplant. Unter anderem haben die Projektpartner erfolgreich am 23.11.2020 das Online-Webinar der Cloud Mall BW als Werbeplattform genutzt. Das dabei erhaltene Feedback wird in die gemeinsame Aufga- benliste aufgenommen. 5.4 Rechtliches Für die Zusammenarbeit innerhalb des Praxispiloten wurden von allen Beteiligten die Cloud Mall BW Teilnahmebedingungen unterzeichnet. Diese regeln die Zusammenarbeit im Projekt und Aspekte der Vertraulichkeit, der Umgang mit Ergebnissen und Einräumung von Nutzungsrechten, die Vorgehens- weise bei Veröffentlichungen sowie Gewähr und Haftung bei der Durchführung des Praxispiloten. Für weitere Kooperationen von Unternehmen nach einem Praxispiloten wurde ein in Cloud Mall BW er- stellter Leitfaden für die Zusammenarbeit zwischen Unternehmen zur Hilfe für eine weiterführende Kooperation angeboten. Cloud Mall BW – Transferdokumentation „Robotic Process Automation-as-a-Service“ 17
6 Resümee
6.1 Rolle der Cloud
Cloud Computing ist eine besondere Form der Servicebereitstellung, die dem heutigen Trend, kunden-
relevante Servicebereitstellungsdienste auf externe IT auszulagern, folgt. Durch die innovativen Cloud-
Technologielösungen und Industrie 4.0-gerechte Cloud Computing-Modelle erreicht ein Anwender-
Unternehmen zahlreiche Vorteile bei der Veränderung bzw. Anpassung des bestehenden Betriebsmo-
dells.
Insbesondere profitiert der Praxispilot von der transparenten Kommunikation zwischen typischen
Cloud-Infrastrukturen und lokalen Infrastrukturen (siehe Abschnitt 4.3.1). Dadurch können die für die
RPA-Services benötigten Infrastrukturen dem Kunden schnell und mit minimalem Managementauf-
wand von VFK und NOVAZOON zur Verfügung gestellt werden.
Folgende Eigenschaften charakterisieren den Praxispiloten als eine Cloud-basierte Anwendung:
Skalierungseffekte: Skalierungseffekte erlauben Flexibilität bei der Integration von Kunden.
Erweiterte Verfügbarkeit: Cloud-basierte Anwendungen bieten Möglichkeiten der hohen Ver-
fügbarkeit (Cluster, Redundanz).
Modellierung und Flexibilität: Der Praxispilot kann dem Kunden flexibel und in unterschiedli-
chen Implementierungsmodellen von Cloud Computing bereitgestellt werden.
Offene Schnittstellen: Ein weiteres wichtiges Element bei der Cloud Computing-Architektur im
Praxispiloten ist die Nutzung von standardisierten API-Schnittstellen (wie RESTful API, Webso-
cket und andere).
Agile Arbeitsweise: Die Cloud-Architekturen mit offenen Schnittstellen erlauben das gemein-
same agile Arbeiten an „einer Lösung“.
6.2 Lessons Learned
Beide Partner profitierten von den gesammelten Erfahrungen im Projekt und konnten wertvolle Erfah-
rungen während der intensiven Praxispilotarbeit sammeln. Folgende Potenziale der Lösung wurden
gemeinsam erkannt:
Die Technologie ist verfügbar, die Prozesse und Potenziale sind erkannt: Man kann direkt los-
legen und die gemeinsamen Lösungen entwickeln.
Die Umsetzbarkeit ist einfach und ohne das Installieren oder Inbetriebnehmen einer neuen,
lokalen IT-Infrastruktur möglich.
In den fertigenden Unternehmen wird erfahrungsbasiert ein Effizienz- bzw. Einsparpotenzial
von ca. 10 – 30 % erwartet.
Es wird durch die RPA-as-a-Service Plattform ein neues Geschäftsmodell mit direktem Kunden-
nutzen etabliert.
Die Notwendigkeit der generischen Kommunikation realisiert über die VFK Core Communica-
tion wurde bestätigt.
Cloud Mall BW – Transferdokumentation „Robotic Process Automation-as-a-Service“ 18 Die sichere und transparente VFK Core Communication ermöglicht eine Kommunikation über
physische Grenzen und damit auch hybriden Infrastrukturen hinweg.
6.3 Ausblick
Die Projektpartner möchten in der Zukunft die Kooperation hinsichtlich der RPA-Lösung verstärkt aus-
bauen und eine technologische und kommerzielle Basis schaffen.
Bezugnehmend auf die Herausforderungen im Abschnitt 4.5 werden die Implementierungsszenarien
in der weiteren Zusammenarbeit realisiert und getestet. Damit soll die für den Kunden optimale RPA-
as-a-Service Lösung verifiziert werden.
Cloud Mall BW – Transferdokumentation „Robotic Process Automation-as-a-Service“ 197 CMBW-Projektdarstellung Im Gemeinschaftsprojekt Cloud Mall Baden-Württemberg (Cloud Mall BW) werden Potenziale und Möglichkeiten von Cloud Computing für den Mittelstand in Baden-Württemberg identifiziert und aus- geschöpft. Kleinen und mittleren Cloud-Serviceanbietern und -anwendern wird ein Rahmen geboten, um untereinander Kooperationen zu schließen, das eigene Netzwerk zu stärken und dadurch aktiv Wettbewerbsvorteile auszubauen. Kooperative Ideen kleiner und mittlerer Cloud-Service oder Cloud- Plattformanbieter werden gezielt in Praxispiloten vorangetrieben und personell und fachlich vom Cloud Mall BW-Projektteam unterstützt. Das Gemeinschaftsprojekt wird vom Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau Baden- Württemberg gefördert. Beteiligt sind das Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation (IAO), das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA), sowie das Institut für Enterprise Systems an der Universität Mannheim (InES) und bwcon research GmbH (bwcon). Unter- auftragnehmer des Projekts sind Trusted Cloud und das Institut für Arbeitswissenschaften und Tech- nologiemanagement (IAT) der Universität Stuttgart. In der Projektzeit ist die Durchführung von bis zu vierzig Praxispiloten geplant. Cloud Mall BW – Transferdokumentation „Robotic Process Automation-as-a-Service“ 20
8 Kontakt Gerne können die Vertreter der Praxispilotpartner bei Fragen und Anmerkungen zum Praxispilot oder zu Inhalten direkt angesprochen werden: NOVAZOON GmbH Bastian Deck bastian.deck@novazoon.de Sebastian Breitbach sebastian.breitbach@novazoon.de www.novazoon.de VIRTUAL FORT KNOX AG Robert Tordy robert.tordy@virtualfortknox.de www.virtualfortknox.de CMBW - Projektleiter des Praxispiloten CMBW Partner Olga Meyer olga.meyer@ipa.fraunhofer.de www.ipa.fraunhofer.de Weitere Information zum Thema Praxispiloten finden Sie unter der Projektwebsite: https://cloud-mall-bw.de/ Cloud Mall BW – Transferdokumentation „Robotic Process Automation-as-a-Service“ 21
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