Industrie 4.0

Die stärkere Präsenz von Cyber-Physischen-Systemen (CPS) in Produktion und Logistik führt häufig zu der Annahme, dass zukünftig vornehmlich Arbeitsplätze für hochqualifizierte Beschäftige zur Verfügung stehen werden. Für Geringqualifizierte führt diese Annahme zu dem Schluss, dass CPS für sie ein Risiko darstellen, da sie durch steigende Arbeitsanforderungen von ihren angestammten Arbeitsplätzen verdrängt werden. Im Umfeld der sogenannten vierten industriellen Revolution oder kurz Industrie 4.0 wird diese Entwicklung häufig als unausweichlich dargestellt. Eine detaillierte Untersuchung der Chancen des Einsatzes von CPS auf Geringqualifizierte ist hingegen noch nicht umfassend erfolgt. In diesem Beitrag werden einige technische Ansätze zur Gestaltung von benutzerfreundlichen Mensch-Maschine-Schnittstellen im Bereich Hardware und Software vorgestellt. Die betrachteten Ansätze wurden ursprünglich für den Endkundenbereich entwickelt, sind aber auch für CPS nutzbar. In ...

Die Entwicklung von Informations- und Kommunikationstechnologien (IuK) schreitet schnell voran und wird im heutigen wirtschaftlichen Handeln als ein wesentlicher Innovationsmotor gesehen. Zukünftige Industrieproduktion ist durch eine hohe Individualisierung der Produkte sowie eine starke Flexibilisierung der Produktion geprägt. Die rasante Entwicklung des Internet hat vor allem in den letzten Jahren im privaten Leben zur Verschmelzung der realen mit der virtuellen Welt beigetragen und wird in Zukunft auch stärker im industriellen Umfeld Einzug erhalten. Dieser Paradigmenwechsel wird in Fachkreisen als Industrie 4.0 bezeichnet und kann als die vierte industrielle Revolution verstanden werden. Der Beitrag gibt einen Überblick zum Themenfeld Industrie 4.0 und stellt die Potenziale des Transformationsprozesses dar.

Als weitere industrielle Revolution wird die Vision „Industrie 4.0“ gepriesen. Der Begriff ist glücklich gewählt - die Bedeutung der Strategie hingegen umstritten. Schon mit CIM und PLM sei viel zu viel versprochen worden, sagen die einen. Andere erinnern mit Recht daran, dass die Diskussionen um CIM, Digitale Fabrik und PLM entscheidenden Entwicklungen den Boden bereitet haben, auf dem aktuell viele neue Ansätze gedeihen.

Seit die Automatisierungstechnik Ende des letzten Jahrhunderts Einzug in die Betriebe gehalten hat, haben sich die Produktionsprozesse weltweit rasant verändert. Ging es bislang vor allem darum, interne Abläufe besser zu verzahnen, rückt die unternehmensübergreifende Zusammenarbeit heute zunehmend in den Fokus. Betriebe agieren mehr denn je in Netzwerken, Einzelkämpfer haben es schwer. Um in globalen Lieferketten effizient und effektiv zusammenzuarbeiten, sind transparente Strukturen und Standards unverzichtbar. Das gilt auch und besonders für die Logistik.

Im Campus Cluster Logistik der RWTH Aachen entwerfen Industrieunternehmen, Anbieter von industriellen Dienstleistungen und IT-Lösungen gemeinsam mit den Wissenschaftlern des FIR an der RWTH Aachen eine Infrastruktur für das Zukunftsprojekt Industrie 4.0 der Bundesregierung. Im Enterprise Integration Center (EICe) stehen hierfür drei Innovationslabore und eine Demonstrationsfabrik zur Verfügung. Durch diese gegebene Infrastruktur wird das Forschen an einer produktiven Fertigung mit realen Produktionsdaten ermöglicht und somit ein Schritt in die Zukunft der industriellen Forschung getan.

Industriesysteme und auch Automatisierungssysteme waren aus Sicht der Unternehmens-IT lange Zeit einsame Inseln, denn es handelte sich dabei vorwiegend um isolierte Systeme. Dies ist zwar zum Großteil nach wie vor der Fall, doch durch die zunehmende Verbreitung von IT-Standards werden Industriesysteme mit ihren Insellösungen immer stärker in die internen Büronetze eingebunden oder gar ans Internet angeschlossen. Vor allem im Zuge der Entwicklung in Richtung der Zukunftsvision „Industrie 4.0“ kommen auf die Systeme neue Anforderungen und Herausforderungen zu - vor allem im Bereich der Sicherheit. Denn stärkere Vernetzung bedeutet auch größeren Sicherheitsbedarf.

Informations- und Kommunikationstechnik (IKT) ist eine Schlüsseltechnologie in der Fabrik der Zukunft  im Sinne einer sog. ‚enabling technology‘. IKT ist für die Produktion ein Werkzeug, kein Selbstzweck. Zukünftig wird die Durchdringung der Fabriken und ihrer Produktionsanlagen mit IKT-Komponenten und deren selbständige Vernetzung zunehmen. Einige der Handlungsfelder sowie der Auswirkungen des zunehmenden IKT-Einsatzes werden in diesem Beitrag beschrieben.

Die Digitalisierung als dritte industrielle Revolution ist in vollem Gange. Die Zukunft aber gehört adaptiven, flexiblen und dynamischen Produktionssystemen. Im Zuge der vierten industriellen Revolution wird Maschinen und Bauteilen Intelligenz verliehen. Um dem Wettbewerb standhalten zu können, müssen Unternehmen bereits jetzt den Schritt in Richtung Industrie 4.0 wagen. Die dafür notwendigen Technologien sind vorhanden und einsatzbereit.