Ohne geht es nicht

Automatisierung

Industrie 4.0 – Einige wissen genau, was sie unter Industrie 4.0 verstehen und anbieten, andere sehen immer noch vieles im Dunkeln, aber alle sind sich einig: ohne geht es nicht.

07. März 2017

Die Zukunft in der Produktion heißt Industrie 4.0. Wer sich ihr verschließt, gilt als rückständig. Das ist mittlerweile den meisten klar. Doch was ist Industrie 4.0 eigentlich? Prof. Birgit Vogel-Heuser vom Lehrstuhl für Automatisierung und Informationssysteme an der Technischen Universität München (TUM) hat sich mit dem Umstand beschäftigt, warum eine Erklärung so schwierig ist und wie Unternehmen die neue industrielle Revolution umsetzen können. »Es gibt keine wirklich anerkannte Definition, das Meiste ist sehr allgemein gehalten. Eigentlich ist Industrie 4.0 ein Konzept, das viele Facetten hat. Das in einem Satz zusammenzufassen, funktioniert einfach nicht.«

 Viele Menschen würden denken, dass sie Industrie 4.0 kaufen können. »Das ist nicht möglich, genauso wie ein IPC nicht Industrie 4.0 sein kann. Genauso oft soll ich erklären, wie Industrie 4.0 für ein Unternehmen funktioniert. Das geht auch nicht. Jedes Unternehmen muss für sich überlegen, was von diesem Blumenstrauß an Komponenten für sie, für ihr Geschäft und für ihre Kunden interessant ist«, erklärt Vogel-Heuser.

Industrie 4.0 ist für sie ein Optimierungsprozess. »Wir wollen ja im Endeffekt, dass unsere Anlagen besser laufen, damit wir wettbewerbsfähig bleiben oder sogar unsere Wettbewerbsfähigkeit verbessern können. Dazu haben wir diese verschiedenen Mechanismen von Industrie 4.0. Zum Beispiel kann ich mich jetzt vernetzen, weil fast überall ein gutes Internet vorhanden ist.«

Der Joghurt nach Industrie 4.0

Beim Projekt »MyJoghurt« hat die Professorin mit mehreren Kollegen aus anderen Unis zusammengearbeitet. »Wir wollten zeigen, dass wir gemeinschaftlich etwas aufbauen und auch gemeinschaftlich lernen können und das auch ohne Förderung. Jeder hat seine Stärke und wenn wir uns zusammentun, dann entsteht daraus ein Industrie 4.0 System.« Dazu sind Modelle und Software gemeinschaftlich entstanden. Ergebnis war ein intelligentes Produkt mit individuellen Ausprägungen.

Menschenleere Fabriken sind für Birgit Vogel-Heuser nicht das Ziel. »Es gibt bestimmte Dinge, die können Maschinen besser als Menschen, meist schwere oder monotone Tätigkeiten. Diese müssen wir beseitigen. Dazu kann Industrie 4.0 beitragen. Andere Dinge können Menschen immer noch besser als Maschinen, wie etwa auf kritische und unvorhergesehene Situationen zu reagieren. Das soll sich nicht ändern.«

Perfekte Kommunikation

IFM setzt im Sinne einer Industrie-4.0-Strategie auf IO-Link, um auf einfache Weise digital mit Sensoren zu kommunizieren. Diese Schnittstelle, die in fast allen neuen Sensoren implementiert ist, ergänzt die herkömmlichen analogen Schnittstellen. IO-Link habe mehr noch das Potenzial, die analoge Messwertübertragung zu ersetzen. Da der Messwert digital übertragen wird, sind verfälschte Werte durch Störungen auf der Leitung praktisch ausgeschlossen. Größter Vorteil der IO-Link-Übertragung ist die Möglichkeit, weitere Informationen gleichzeitig mit zu übertragen.

Die neue Generation von IFM IO-Link-Mastern ist besonders robust und verfügt über zwei Ethernet-Ports mit Switch für Profinet. Zur Konfiguration der angeschlossenen Sensoren und Aktuatoren findet die Software LR Device alle IO-Link-Master im Ethernet-Netzwerk und erstellt eine Übersicht über die gesamte Anlage.

Über ihren Linerecorder erlaubt IFM eine bidirektionale Kommunikation zwischen einer großen Zahl unterschiedlicher Schnittstellen. Damit ist eine Kommunikation zwischen ERP-Systemen auf der einen Seite und den Daten der Geräte aus der Feld-, Steuerungs- und Leitebene auf der anderen Seite möglich. Aktuell befinden sich etwa 500 IO-Link-Produkte im Programm von IFM und jedes Jahr kommen 100 bis 150 weitere Produkte dazu.

Auch ein Blick in die Prozesstechnik offenbart interessante Lösungen. Das PLT-CAE-System Prodok von Rösberg etwa unterstützt alle wesentlichen Schnittstellen im Bereich Industrie 4.0. Die Kommunikation an den Schnittstellen zwischen Vorplanung, Basisplanung, Ausführungsplanung und Inbetriebnahme wird dadurch deutlich erleichtert und aktuelle Trends der Prozessindustrie lassen sich zuverlässig umsetzen: verkürzte Time-to-Market dank parallelem statt seriellem Abarbeiten bestimmter Teilprozesse sowie die Modularisierung durch den Zukauf kompletter Anlagenteile.

Das System sorgt für einen integrierten Planungsprozess nach einheitlichen Regeln. Weil alle Daten in ein und demselben System gewonnen und ausgetauscht werden, gebe es keinen Ärger mehr mit lästigen Datenübertragungsfehlern. Die Funktionen umfassen Basisplanung, Funktionsplanung, Ausführungsplanung und Montageplanung bei der Neuplanung, der Änderungs- und Ergänzungsplanung sowie der Betriebsbetreuung. Dabei wird der komplette Lebenszyklus einer Anlage unterstützt.

Jederzeit realistisch

Mit seiner durchgängigen und konsistenten Dokumentation sorgt das System dafür, dass sich zu jedem Zeitpunkt die Anlagenrealität in der Dokumentation widerspiegelt. Spürbare Qualitäts- und Effizienzsteigerung, eine erhebliche Zeit- und Kostenersparnis sowie Investitionssicherheit seien die logische Folge.

Manche Unternehmen beschränken ihre Aktivitäten in Sachen Industrie 4.0 aber nicht nur auf die Heimat, sondern engagieren sich auch in der Ferne. Ein gutes Beispiel ist der Sicherheitsspezialist Wibu, deren System Codemeter jetzt sogar der chinesische Maschinenbauer Iecho einsetzt. Im Detail geht es dabei um die Integrität von Produktionsdaten, Maschinencode oder besonderen Einstellungen.

Alle kryptographischen Schlüssel, digitalen Signaturen, Zertifikate und Lizenzen werden auf der Schutzhardware CmDongles gespeichert. Diese dient als sichere Hardware, umfasst einen SmartCard-Chip mit moderner Kryptographie in verschiedenen Bauformen wie USB, Speicherkarten oder ASICs. Codemeter stellt sicher, dass nur zertifizierte und herstellerspezifische Maschinen genutzt werden können und schützt so das geistige Eigentum von Iecho. Ebenfalls sind die im Betrieb benötigten Produktionsdaten vor Hackern geschützt.

Bereits seit einigen Jahren widmet sich Wibu-Systems an den Standorten Shanghai und Peking dem Thema Cybersicherheit, auch im Rahmen der chinesischen Initiative »Made in China 2025«. Die Initiative wurde von der deutschen Idee zu Industrie 4.0 inspiriert und fördert seit 2015 den großflächigen digitalen Wandel in der chinesischen Industrie.

Die Initiativen sind Teil der strukturellen Veränderung, die in der Weltwirtschaft industrielle Prozesse optimiert, etablierte und neue Wirtschaftszweige fördert und in einem großen Umfang zu Innovation, Qualität und sowohl intelligenter als auch umweltfreundlicher Produktion führt.

Industrie 4.0 und eine intelligente Produktion erfordern umfangreiche Investitionen in Forschung und Entwicklung. Der Schutz von hochsensiblen Daten und Know-how, das im Rahmen von Entwicklungsaktivitäten entsteht, zählt zu den wichtigen Herausforderungen der intelligenten Produktion. Dies muss auch China meistern, damit deutsch-chinesische Projekte eine Erfolgsstory werden können.

Mitarbeiter im Mittelpunkt

Hoffmann Engineering beschäftigt sich intensiv mit den übergreifenden Aspekten der Thematik und möchte neue Chancen für die Unternehmensprozesse und Mitarbeiter bei Industrie 4.0 aufzeigen. Denn mit der neuen vernetzten Denkweise gehe auch ein Wandel der Führungskultur einher.

Objektiv führe Industrie 4.0 zu mehr Verantwortung für alle Beteiligten. Die Mitarbeiter stehen im Mittelpunkt und werden zum Lenker im Wertschöpfungsprozess, indem sie die Echtzeitdaten von intelligenten Maschinen und IT-Systemen verarbeiten. Angesichts der aufkommenden Veränderungen handeln sie jetzt strategisch, sie dirigieren und orchestrieren.

Wachstum generiert bisher nicht umsetzbare digitale Geschäftsmodelle. In ihnen steckt das Potenzial für kreative Ideen. Intelligente Unternehmen zu schaffen mit neuen Services, Plattformen sowie optimierten Prozessen via Internet (Internet der Dinge, IOT) ist das Ziel.

Die Herausforderung von Industrie 4.0 ist, eigene Wertschöpfungsprozesse und hybride Geschäftsmodelle in das Gesamtsystem neuer Anforderungen zu integrieren. Sie repräsentieren die Enabler des Fortschritts.

Maschinen, Produkte, Systeme und Dienstleistungen sollen von der Entwicklung über die Fertigung bis zum Ende ihres Life-Cycles intelligent werden.

Mit Industrie 4.0 wird ein komplettes Umdenken aller Beteiligten notwendig. Diesen Wandel verantwortungsvoll umzusetzen sowie die richtigen Freiräume für Mitarbeiterentwicklung zu schaffen, ist die zukünftige Kernaufgabe von Industrie 4.0. Hoffmann will sich dieser Aufgabe stellen. 

Erschienen in Ausgabe: 02/2017