Internet der Dinge

Revolutionen werden oft als disruptive Änderung bestehender Ordnungen verstanden. Die 4. industrielle Revolution fußt jedoch auf Technologien und Konzepten, die bereits die 3. industrielle Revolution maßgeblich mitbestimmt haben. Hier sind vor allem der Einsatz von Computertechnologien in industriellen Umgebungen und das Toyota Produktionssystem (TPS) zu nennen. Aus TPS und dem Bestreben, Verschwendung zu vermeiden, hat sich die sogenannte Wertstromanalyse (engl. Value Stream Mapping) entwickelt, die sich ebenso für die wertschöpfende Auslegung Cyber-Physischer Systeme und der entsprechenden Informationsflüsse eignet.

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.

Die vierte industrielle Revolution verspricht durch sogenannte Cyber-physische Systeme eine weitere Automatisierung der Prozesssteuerung. Die einzelnen Produkte erhalten die Fähigkeit, selbstständig ihre Produktion und Logistik zu steuern und dabei koordiniert die Unternehmensziele zu erreichen. Diese logische Verteilung reduziert die Komplexität der Steuerung unternehmensübergreifender Prozesse erheblich. Selbst kurzfristig auftretende Störungen können so in Echtzeit behandelt werden. In der betrieblichen Praxis wird die hierfür benötigte künstliche Intelligenz in der Regel nicht auf den aktiven Objekten selbst implementiert werden. Stattdessen werden adäquate Software-Plattformen für die Industrie 4.0 benötigt. Dieser Beitrag untersucht die Anforderungen an solche Plattformen und beschreibt, wie sie implementiert werden können.

Systeme des innerbetrieblichen Materialflusses müssen immer höheren Anforderungen gerecht werden: Eine steigende Variantenvielfalt sowie kürzer werdende Innovations- und Produktlebenszyklen führen zu schwer prognostizierbaren Auftrags-lasten und -strukturen. Die auftrags-bezogene Produktion gewinnt immer mehr an Bedeutung. Vor diesem Hintergrund müssen Materialflusssysteme dynamisch anpassbar sein und dabei möglichst geringe Kosten verursachen. Ansätze zur Modularisierung und Dezentralisierung sowohl im Bereich der Steuerungssoftware als auch bei der Gestaltung der Fördertechnik versprechen große Potenziale bezüglich Flexibilität, Robustheit und Wiederverwendbarkeit. Technologische Entwicklungen in den Bereichen Sensorik, Datenverarbeitung/-speicherung, Kommunikation, Ortung und Identifikation unterstützen diesen Trend und ermöglichen neue, innovative Lösungen für Transportaufgaben in logistischen Systemen - bis hin zum Fördertechnikschwarm.

Die Vision des „Internet der Dinge“ umfasst vernetzte, interagierende Objekte, die selbstständig Entscheidungen treffen. Mögliche Potenziale dieser Vision für die Automobil- und Lebensmittellogistik reichen von der Verfolgung des Warenstroms über Qualitätssicherung und Rückverfolg-barkeit von Lieferungen bis hin zur Bereitstellung vollkommen neuer Dienstleistungen und somit neuer Wertschöpfungspotenziale. Wesent-liche Elemente des „Internet der Dinge“ wie etwa Auto-Identifikationstechnologien oder Sensorik stehen bereits heute für den Einsatz in der Logistik zur Verfügung. In diesem Beitrag werden anhand von Unternehmensfallstudien die aktuellen Ausprägungen dieser Technologien in der Industrie identifiziert und Zukunftspotenziale aufgezeigt. Zu diesem Zweck wird ein Instrument vorgestellt, mit der eine Verortung des Technologieniveaus im „Internet der Dinge“ ermöglicht wird.

Der internationale Austausch von Waren und Produkten nimmt ständig zu. Um die Warenströme zugleich sicherer und zuverlässiger zu gestalten, reichen die bisher eingesetzten Informationstechnologien allerdings nicht aus: Die Verluste für fehlgeleitete Container, Paletten oder Gepäckstücke liegen jeweils in zwei bis dreistelliger Millionenhöhe. Moderne Lösungen müssen in der Lage sein, mobile Objekte unterschiedlicher Art und in wechselnden Umweltbedingungen nicht nur sicher zu identifizieren, sondern darüber hinaus zu lokalisieren, mit ihnen zu kommunizieren, sie zu navigieren und zu steuern.

Materialflusssysteme für den Transport und die Sortierung von Behältern und ähnlich handhabbaren Fördergütern sind auf dem Stand der Technik hochgradig automatisierbar. Die Kombination aktueller Technologien schafft dabei zusätzliche innovative Lösungen für typische Problemstellungen, die bei der Planung und im Betrieb solcher Anlagen auftreten. Ausgangspunkte für Weiterentwicklungen im Bereich der Anlagensteuerung ist die Verteilung auf dezentrale Steuerungseinheiten.