Industrie 4.0
Weltweiter Aufbruch zur Industrie 4.0
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Der Begriff Cyber-Physical Systems in der US-Diskussion
Der Begriff Cyber-Physical Systems stammt aus den USA. Wie wird er dort definiert, und welche Bedeutung hat er in der dortigen Fachdiskussion?
Der Begriff Cyber-Physical Systems ist ein wichtiger Baustein in der aktuellen Diskussion um Veränderungen in der Industrie und hat somit auch in Fachdiskussionen in den USA eine entsprechende Bedeutung. Unter einem cyber-physischen System wird ein System mit eingebetteter Software und Elektronik verstanden, das über Sensoren und Aktoren (Antriebselemente) mit der Außenwelt verbunden ist. Systeme dieser Art sind zunehmend untereinander vernetzt und können so bereits in der Feldebene miteinander kommunizieren. Mit Hilfe der Sensoren verarbeiten sie Daten aus der physikalischen Welt und machen sie für netzbasierte Dienste verfügbar, die durch Aktoren direkt auf Vorgänge in der physikalischen Welt einwirken können. Die physikalische Welt verschmilzt also zunehmend mit der virtuellen. Das Ziel sind autonome Systeme, die sich selbst regulieren und steuern können. In der Produktion können cyber-physische Systeme die Produktivität von Fertigung und Lieferkette erkennbar erhöhen.
Auch die Begriffe Big Data und Internet of Things haben ihren Ursprung in den USA. Wie werden sie dort definiert, und welche Bedeutung haben sie in der dortigen Fachdiskussion?
Beide Begriffe sind in den USA nicht nur entstanden, sondern auch maßgebliche Bestandteile aktueller Initiativen. Der Begriff Big Data bezeichnet große Datenmengen aus verschiedenen Quellen, die mittels neuer Techniken erfasst, verteilt, gespeichert, durchsucht, analysiert und visualisiert werden können. Für Unternehmen eröffnet die Analyse von Big Data die Chance, Wettbewerbsvorteile und Einsparpotentiale zu generieren. Die Herausforderung besteht dabei darin, aus der großen Datenflut nutzbare Informationen zu erzeugen. So lassen sich beispielsweise Energiedaten in Echtzeit analysieren und bei Bedarf sofort Änderungen in der Anlage vornehmen.
Das Internet of Things oder Internet der Dinge bezeichnet die Verknüpfung eindeutig identifizierbarer physischer Objekte (Things) mit einer virtuellen Repräsentation in einer Internet-ähnlichen Struktur. Waren Fabrikautomatisierung und Unternehmensnetzwerk früher noch vollständig voneinander getrennt und wurden unterschiedliche Kommunikationstechniken verwendet, wird heutzutage eine einzige Netzwerkinfrastruktur angestrebt, die alle Bereiche im Unternehmen miteinander verbindet. Schon heute sind viele intelligente Geräte (Smart Things) in fast jeder Produktion im Einsatz. Sie lassen sich aber noch gar nicht in vollem Umfang nutzen. Erst mit der Einführung einer sicheren und einheitlichen Kommunikationsplattform wird es möglich, dass Geräte in verschiedenen Bereichen Daten austauschen und Prozesse daraufhin angepasst werden. Durch das Internet of Things, also die Kombination aus einer sicheren und einheitlichen Infrastruktur und intelligenten Geräten, werden aus Daten wertvolle Informationen, die zu einer effizienteren Produktion beitragen.
Wie sollte die von Ihnen erwähnte »sichere und einheitliche Kommunikationsplattform« Ihres Erachtens aussehen?
Basis der Diskussion über Industrie 4.0 und Connected Enterprise ist eine einfache und zugleich robuste Kommunikationsplattform, die Informationsfluss in Echtzeit zwischen Maschinenebene und übergeordneten Produktionsüberwachungs-Systemen ermöglicht. Der offene Industrial-Ethernet-Standard EtherNet/IP vereint Funktionen und einfache Handhabung von Standard-Ethernet mit den Leistungsmerkmalen und der Belastbarkeit herkömmlicher Feldbus-Lösungen. Er ermöglicht eine vollständige und sichere Integration in bestehende IT- und Produktionsnetzwerke. Cisco und Rockwell Automation arbeiten als Global Alliance Partner zusammen, um auf Basis von EtherNet/IP eine gemeinsame Netzwerk- und Security-Umgebung auf einer vereinheitlichten Netzwerkinfrastruktur zu schaffen.
Der Industrie wird gerne nachgesagt, sie verhalte sich bei der Einführung neuer Techniken zurückhaltend. Aktuelle Beispiele sind Cloud Computing oder der Einsatz von Smartphones in der Produktion. Genau diese Techniken werden aber dazu beitragen, dass Insellösungen miteinander integriert werden und so viele Daten erst nutzbar werden. Entscheidend ist dann, dass aus diesen Daten (Big Data) Informationen entstehen, die auf den jeweiligen Nutzer zugeschnitten sind und in Echtzeit zur Verfügung stehen.
Wir sind im Informationszeitalter angekommen. Initiativen und Visionen wie Industrie 4.0 und Connected Enterprise bereiten für die Industrie den Weg, leiten Veränderungen ein und adressieren Themen wie Internet of Things und Big Data. Insgesamt geht es um den Wandel zu einer integrierten, optimierten und sichereren Produktion. Für eine bereichsübergreifende Zusammenarbeit stehen auf die einzelnen Mitarbeiter zugeschnittene Informationen in Echtzeit bereit. Diese lassen sich über Mobile Devices jederzeit und überall abrufen.
Gemeinsames Ziel ist eine effizientere und nachhaltigere Produktion.
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