Interview mit Prof. Jürgen Jasperneite »Bei Industrie 4.0 erwarten alle etwas Disruptives«

Auch der Mittelstand nimmt sich mittlerweile mit der Initiative »Fabrik 4.0« des Themas »Industrie 4.0.« an. Im Exklusiv-Interview mit DESIGN&ELEKTRONIK spricht Prof. Dr. Jürgen Jasperneite, Initiator der intelligenten Fabrik »SmartFactoryOWL«, über Architekturen, Standards und Security.

DESIGN&ELEKTRONIK: Herr Prof. Jasperneite, für den ZVEI sind Sie beim Thema Industrie 4.0 »die Brücke zwischen Wissenschaft und industrieller Praxis«, ein Ansatz den man eher aus den USA kennt als aus Deutschland, wo in manchen Unis auf Teufel komm raus geforscht wird, ohne die praktische Anwendung zu priorisieren. Wieso fühlen gerade Sie sich in dieser industrienahen Rolle so wohl?

Prof. Jürgen Jasperneite: Nach dem Motto »give us real-world problems« wurde in den Ingenieurwissenschaften schon immer anwendungsorientiert gearbeitet und ich nehme für mich in Anspruch, nicht nur Professor, sondern vor allen Dingen ein leidenschaftlicher Ingenieur zu sein. Mit der angesprochenen Positionierung fühle ich mich daher ganz wohl, weil es bei Industrie 4.0 auch Menschen braucht, die einerseits forschen und gleichzeitig schauen, wie man das geeignet in den Mittelstand bekommt.

Bevor wir auf die Technik zu sprechen kommen, muss ich Sie doch etwas Politisches fragen: In dem Industrie-4.0-Konsortium arbeiten unter Leitung von zwei konkurrierenden Ministerien u.a. Gewerkschaften und Verbände mit tausenden Mitgliedsfirmen zusammen. Erzeugt werden in dutzenden Arbeits- und Unterarbeitsgruppen hunderte Seiten Papier, in denen sich nach Ansicht vieler Kritiker »totstandardisiert« wird, bis das letzte Bit in eine DIN-Norm gegossen ist. Ist das die Innovationsgeschwindigkeit, die Deutschland im Wettbewerb mit den Wirtschaftsräumen USA und Asien braucht? Und: Können Sie mir den Nutzen eines Gewerkschaftsfunktionärs in diesem Kontext erklären?

Jasperneite: Die Industrie-4.0-Plattform ist eine der wenigen Initiativen, der es gelungen ist, etwas branchenübergreifend zu machen. ZVEI, Bitkom und VDMA haben ja bisher in ihren »Silos« gedacht, während man jetzt versucht, eine gemeinsame Sprache und Sichtweise zu finden. Das ist ganz wichtig. Dass das Ganze von außen betrachtet etwas langatmig wirkt, hat sicher auch mit der deutschen Gründlichkeit und analytischen Vorgehensweise zu tun.

Würden Sie den Prozess als zäh bezeichnen?

Jasperneite: Der Prozess war zäh, bis die Verbände überhaupt zueinander gefunden haben, das muss auch erst geübt werden. Sicher wird in der konzeptionellen Phase viel Papier produziert, aber das macht das IIC [Anm. Red.: Industrial Internet Consortium]auch. Auf der Hannover-Messe 2016 wurde von der Plattform u.a. ein Papier vorgestellt, das überhaupt mal Anwendungsszenarien für Industrie 4.0 beschreibt, das ist zunächst wichtiger als die Diskussion, ob jetzt OPC UA, DDS oder MT Connect das richtige ist. Es geht um die Frage, welche Anwendungen werden durch die Digitalisierung Veränderungen oder Vorschub erfahren. Dabei muss man zur Kenntnis nehmen, dass ein IT-Mensch eine andere Sicht auf die Dinge hat als ein Maschinenbauer oder ein Automatisierer. Das muss sich erst finden.

Meine Frage nach den Ministerien und dem Gewerkschaftsfunktionär haben Sie noch nicht beantwortet …

Jasperneite: (lacht) Da die Ministerien ebenfalls siloartig zugeschnitten sind, macht die Aufstellung von Wirtschaft und Wissenschaft schon Sinn, denn die eigentliche Innovation findet ja bekanntermaßen an den Schnittstellen von Systemen statt. Bei Industrie 4.0 erwarten ja alle irgendwas Disruptives, ich glaube, das ist wirklich am ehesten aus der intelligenten Rekombination von Bestehendem aus den einzelnen Silos zu erwarten. Was den Gewerkschaftsfunktionär angeht, sollten wir uns bei aller Technologie ein Leitbild geben, bei dem der Mensch im Mittelpunkt steht. Eine interessante Frage ist z.B., was bedeutet Digitalisierung für die Arbeitszeitmodelle, wie flexibel muss ein Mitarbeiter werden? Wer glaubt, dass Industrie 4.0 nur ein technologisches Thema ist, springt zu kurz. Was alle verstanden haben, ist, dass die Digitalisierung nicht aufzuhalten ist. Deswegen geht es nicht um Ausbremsen, sondern um Gestalten. Zum Wohle des Menschen und nicht auf dessen Kosten.

Die Referenzarchitektur RAMI lehnt sich an eine für Smart-Grids entwickelte Software-Architektur an. Was sind denn die Gemeinsamkeiten von Energienetzen und Industrie 4.0?

Jasperneite: Auch das Energienetz ist ja ein sehr komplexes Cyber-physisches System und geprägt von Komponenten, die sicher vernetzt werden müssen. In das Architekturmodell SGAM wurde viel Arbeit investiert und unabhängig vom Vokabular, das nicht 100 Prozent passt, hat die Arbeitsgruppe im ZVEI festgestellt, dass man es fast 1:1 übernehmen kann. Das Vokabular hat sich in Richtung Automatisierung verändert und es sind ein bis zwei Ebenen dazugekommen, aber sonst passt es.

Wenn man RAMI mit der Automatisierungspyramide vergleicht, die Generationen von Studenten über sich ergehen lassen mussten, ist es sehr komplex. Dies wird doch die Akzeptanz von RAMI schmälern?

Jasperneite: Die Komplexität von RAMI spiegelt die Komplexität eines realen Systems wider. Aber richtig, es muss noch einiges für die breite Akzeptanz getan werden. Auch ich musste Zeit investieren, um das zu durchdringen. Das ist erstmal ein Würfel, aber da stecken schon sehr viele gute Gedankengänge dahinter, die sich nicht jedem durch reine Betrachtung dieses Gebäudes sofort erschließen. Was fehlt, sind mehr Referenzbeispiele, die helfen, das Modell in der Anwendung zu verstehen. Das wird noch passieren.

Das Industrial Internet Consortium hat im Gegensatz zu RAMI eine nur eindimensionale Architektur vorgestellt, wie man sie von klassischen IT-Systemen kennt. Wo sind die Vorteile von RAMI und wie werden die Unterschiede beider Architekturen in den realen Produkten sichtbar werden?

Jasperneite: Die Architektur des IIC ist nur auf den ersten Blick einfacher. Es werden mehrere Sichten auf das Problem definiert und man macht für alle Sichten ein eigenes Bild. RAMI hat den Ansatz, diese ganzen Sichten in ein dreidimensionales Gebäude zu integrieren. Daher glaube ich nicht, dass beide Ansätze im Grundsatz weit auseinanderliegen.

Das einzelne Element scheint mir jedoch beim IIC deutlich einfacher zu sein …

Jasperneite: Das IIC hat eben nicht ein Modell für alle Aspekte, sondern für alle Aspekte eine eigene Sichtweise gemacht. Das mag die einzelne Sicht einfacher erscheinen lassen. Auf der anderen Seite haben Sie Abhängigkeiten, die Sie so einfach mit verschiedenen Sichten auch nicht darstellen können. Das Schichtenmodell von RAMI ist komplexer, integriert aber alle diese Facetten.

RAMI ist ja, anders als immer noch viele vermuten, dazu da, einen Ordnungsrahmen zu schaffen und nicht dazu, konkrete Industrie-4.0-Produkte zu entwickeln.

Jasperneite: Genau, neben RAMI und der Industrie-4.0-Komponente werden Projekte wie »openAAS« unter Leitung des Kollegen Epple aus Aachen aufgesetzt, die diese Referenzarchitekturen und Modelle nun operationalisieren …

… ein Open-Source-Projekt, das ins Leben gerufen wurde, um Industrie-4.0-konforme Software entwickeln zu können. Wird das Ergebnis eine Art Betriebssystem für den Industrie-4.0-Shopfloor darstellen?

Jasperneite: Das wird eine Software, die ein Geräteentwickler konkret in seine Firmware integrieren kann und die auch die unterschiedlichen Aspekte von RAMI berücksichtigt. Damit kann man, selbst wenn noch nicht alles standardisiert ist, in die Implementierung gehen. Es handelt sich um eine Verwaltungsschale, die zum Ziel hat, ein Asset mit seinem digitalen Informationshaushalt zu kombinieren. Insofern kann es sicherlich als ein »Betriebssystem für Industrie-4.0-Komponenten« bezeichnet werden.