Interview mit Prof. Jürgen Jasperneite »Mittelständler brauchen Industrie-4.0-Kompetenz«

Der Erfolg von Industrie 4.0 hängt am Transfer in den Mittelstand. Im Exklusiv-Interview mit der DESIGN&ELEKTRONIK spricht Prof. Dr. Jürgen Jasperneite, Initiator der intelligenten Fabrik »SmartFactoryOWL«, über Architekturen, Standards, Security, politische Herausforderungen und Eigentum von Daten.

DESIGN&ELEKTRONIK: Herr Professor Jasperneite, am Anfang meine Lieblingsfrage: Wir beide wissen, dass wir im Rahmen der Digitalisierung, welche die Arbeitsplätze verändert, viele neue Fachkräfte brauchen. Woher wollen wir die alle nehmen? 

Professor Jürgen Jasperneite: Das ist eine sehr gute Frage. Eine Möglichkeit ist sicherlich, für diese ganzen Themen mehr Begeisterung bei den jungen Leuten auszulösen. Diese müssen erkennen, dass neben BWL und Medienwissenschaften auch die Ingenieurwissenschaften attraktiv sind. 

Mein Eindruck ist, bei der »Generation-Smartphone« wird es nicht einfacher... 

Das kann ich leider bestätigen, ich erlebe es in der jüngeren Generation, dass die vieles als vom lieben Gott gegeben ansehen und nur noch sehr oberflächlich damit arbeiten wollen. Deren Anspruch ist es leider nicht, das nächste Smartphone zu entwickeln, sondern ihnen reicht zu wissen, wo jeder Knopf sitzt. Bei meiner IoT-Vorlesung wird oft vermutet, das sei alles nur noch so eine Art Daddelei. Tatsächlich brauchen wir Experten, die auch Anschlusspunkte zu den benachbarten Disziplinen finden. 

Das Industrial Internet Consortium (IIC) unterstützt jetzt auch OPC/UA, nachdem man ja anfangs nur auf DDS gesetzt hat. Hat das IIC Kreide gefressen und warum dieser Schwenk? 

Das ist weniger eine technische, als eine marktpolitische Frage. Mich hatte schon in Europa überrascht, wie schnell OPC/UA eine Akzeptanz gefunden hat. Auch zum Beispiel ein Siemens hatte offenbar damit keine Probleme. DDS hat seine Nische im Bereich der hochzuverlässigen verteilten Systeme. Ich dachte damals auch, dass es sich mehr international ausbreitet. Mit dem Publish/Subscribe-Modell hat OPC/UA ja nun auch Funktionen übernommen, die das DDS ausgemacht haben. Es ist gut so, dass es so gekommen ist, weil jetzt vieles klarer ist für die Unternehmen. 

Im Zuge der Hannover Messe gab die Linux Foundation den Launch der EdgeXFoundry bekannt – einem Zusammenschluss von über 50 Firmen –, mit dem Ziel, einen einheitlichen Framework für das IoT-Edge-Computing zu schaffen. Wie kann man diese Initiative im Kontext des Industrie-4.0-Konsortiums bewerten? 

Es gibt ja ganz viele IoT-Framework-Initiativen, das ist gar nicht zu vermeiden, weil wir ja nun mit allen möglichen Hilfsmitteln versuchen, Dinge zu erfassen und in die digitale Welt zu bringen. Die Frage ist, was machen wir mit den ganzen Daten und wie organisiere ich es, wenn ich eine große Anzahl Netze habe. Da komme ich mit dem klassischen Automatisierungsansatz auch an die Grenzen. IoT entscheidet sich an diesen Plattformen: Ist es möglich, Ökosysteme zu schaffen und die reale Welt reinzumigrieren und dann applikationsspezifische Dinge damit zu tun?  

Und was sagen Sie jetzt konkret zu der Linux-Initiative? 

Wer fühlt sich dazu berufen, solche IoT-Plattformen zu erstellen? Die üblichen Verdächtigen, für den Unterbau die Intels dieser Welt und Open-Source-Initiativen, nicht nur Linux. Diese Ökosysteme müssen aber den Beweis erbringen, dass sich nicht nur technisch funktionieren, sondern auch einem Anwendungszweck dienen. Da gibt es eine riesige Bandbreite und irgendwann wird sich die Spreu vom Weizen trennen, denn so ein Ökosystem zu betreiben, braucht entweder einen ganz starken Partner, der andere Partner um sich scharrt, oder bei einem föderalen System wie Linux eine Entwicklung wie bei der Betriebssystemseite. 

Es gibt sicher die Fraktion, die sagt, ich will alles offen haben, aber was ist mit denen, die diesen Aufwand nicht leisten können oder wollen? 

Die gehen dann beispielsweise zur Microsoft-IoT-Welt, deswegen kann ich auch nicht sagen, das ist gut oder das ist schlecht. 

Gibt es Kompatibilitätsprobleme? 

Die sehe ich nicht, jede Initiative ist bemüht, Anschlusspunkte in der Software und in der Hardware zu schaffen. Auf proprietäre Schnittstellen setzt da niemand mehr, das ist die gute Nachricht.

Ende November 2016 hat der ZVEI den Leitfaden mit dem Titel »Welche Kriterien müssen Industrie-4.0-Produkte erfüllen?« veröffentlicht, obwohl Details für die mittel- und langfristigen Anforderungen von den Standardisierungsgremien überhaupt noch nicht voll umfänglich beschrieben wurden. Welchen Nutzen bringt dieser Leitfaden zum jetzigen Zeitpunkt? 

Der Leitfaden ist in meinem Verständnis der Versuch, die Welt zu ordnen. Die Anforderungen sind so High-Level, dass sie natürlich als Grundlage für ein Lastenheft nicht taugen. Aber bedenken Sie bitte, dass viele Mittelständler mit Industrie 4.0 noch gar nichts anfangen können und da muss man niederschwellig reingehen. Wenn es für Sie trivial erscheinen mag, dass ein Produkt eine digitale Identität haben muss, ist das für viele Hersteller noch nicht selbstverständlich. Der Leitfaden bringt ein Grundverständnis, aber kann natürlich nicht erfolgreiche Industrie-4.0-Produkte garantieren (lacht). 

Entwickler von Automatisierungsbaugruppen müssen sich mit den beiden komplexen Fragestellungen »Was genau ist eine Verwaltungsschale?« und »Wie und wo realisiere ich diese Verwaltungsschale?« auseinandersetzen. Zur Zeit existieren nur vage Beschreibungen der Anforderungen. Was soll ein Produktentwickler im Jahre 2017 tun? 

Es ist eine Art Mini-Betriebssystem für Industrie-4.0-Funktionen mit definierten Schnittstellen nach außen, was dazu führt, dass ich jedes Produkt auf dieser Welt mit dieser Verwaltungsschale aufrufen kann. Ich kann dann zum Beispiel »sag mir wer Du bist« aufrufen, dann würde der Dienst ausgeführt, beim Motor, bei der Kaffeetasse oder bei was auch immer, und ich würde eine Antwort bekommen, die ich auch verstehe, ohne mich vorher abgesprochen zu haben. Die Semantik steht im Mittelpunkt. 

Eine Standardisierung oberhalb der physikalischen Kommunikation? 

Richtig, da haben wir ProfiNet, OPC/UA oder was anderes, die Verwaltungsschale geht eine Ebene höher. Wenn intelligente Feldgeräte oder Maschinen irgendetwas miteinander tun zukünftig sollen und die nicht alle durchstandardisiert sind, müssen wir es hinbekommen, dass wir die Systeme in die Lage versetzen zu verstehen, was da gerade angekommen ist – nicht nur 10 Bit. 

Als ein Stück Software… 

Genau, angepasst auf die physikalischen Belange des Gerätes und dann brauchen wir natürlich auch Informationsmodelle, die das Gerät in der digitalen Welt beschreiben und nicht zwangsläufig in dem Gerät selbst liegen müssen. Open-AAS (Anm.: d. Red.: open Asset Administration Shell, offene Verwaltungsschale für Industrie 4.0) soll ähnlich wie bei Linux für alle zugänglich gemacht werden.  

Voraussetzung für eine erfolgreiche Industrie-4.0-Strategie ist eine einheitliche Datenplattform für alle an der Wertschöpfung einer Produktionsanlage beteiligten Unternehmen. Tatsächlich entwickeln Anlagen- und Komponentenhersteller eigene Industrie-4.0-Plattformen. Für den Betreiber ist deren Inkompatibilität hochgradig unerfreulich, was ist die Lösung? 

Es wird keine einheitliche Datenplattform geben. Nehmen Sie die Analogie Internet: Da gibt es ja auch Telekom, British Telecom, AT&T, die sich geeinigt haben, dass sie an den Nahtstellen miteinander können, so dass es für den Kunden durchgängig erscheint. Analog wird es verschiedenste Datenplattformen für unterschiedliche Funktionen geben, wichtig ist ja nur, dass diese miteinander austauschen können und man keine Silos schafft, die nebeneinander liegen. Die Schnittstellen, die es gibt, kommen nicht aus der Automatisierung, sondern aus dem klassischen IT-Prozessbereich. 

Microsoft will mit der Cloud-Lösung »Azure« Industrie 4.0 vorantreiben, IBM mit »Watson«. Beide Lösungen kommen von amerikanischen Anbietern, die unter anderem der Legal Interception unterliegen und theoretisch von der NSA legal gehackt werden können. Was können Sie einem deutschen Mittelständler beim Thema »Cloud« empfehlen und warum initiiert nicht die Bundesregierung zum Beispiel mit der Telekom eine »Deutschland Cloud« für die hier ansässige Industrie? 

Es gibt ja die Fraunhofer-Initiative »Industrial Data Space«, die jetzt Fahrt aufnimmt und als Verein organisiert ist. Am Ende entscheidet der Markt, ob solche Lösungen akzeptiert werden. Sie müssen einem Google mit seiner Marktdurchdringung erst einmal Paroli bieten. Soll man regulieren, um sich von einem Marktgeschehen abzukoppeln? In der Regel wird die Innovation ausgebremst, weil sich jeder mit jedem abstimmen muss.