Socionext: Industrie 4.0 Von IPs über ASICs hin zu Multi-Core-Prozessoren

Bild 1: Von Industrie 3.0 nach Industrie 4.0
Bild 1: Von Industrie 3.0 nach Industrie 4.0

Socionext ist seit Jahren an Themen rund um Industrie 4.0 tätig. Den Entwicklern steht ein breites Produktspektrum zur Verfügung, mit dem die diversen Herausforderungen, die mit Industrie 4.0 verbunden sind, gemeistert werden können.

Über Industrie 4.0 wird in den Fachmedien viel berichtet. Die Fertigungsautomatisierung, die nach Mechanisierung und Massenproduktion gerne als 3. industrielle Revolution verstanden wird, gilt in den meisten Industriestaaten als abgeschlossen; als nächster Schritt wird eine Dezentralisierung der Steuerung und Regelung der Fertigungsprozesse angestrebt.

Damit verbunden ist generell ein Auflösen der hierarchischen Kommunikationsstrukturen im Fertigungsbereich hin zu einem vernetzten Modell. Während derzeit die Fertigungsautomatisierung Top–Down gesteuert wird, strebt man nun ein verteiltes Modell an (Bild 1).

Durch eine Vernetzung aller Komponenten in der Fertigung und darüber hinaus (z.B. Planung, Entwicklung, Logistik) lassen sich nicht nur einzelne Prozessschritte optimieren, sondern die gesamte Wertschöpfungskette. Die Möglichkeit der Kommunikation jedes Knotens mit jedem anderen ermöglicht lokale Entscheidungen und erhöht somit die Effizienz.

Außerdem ist ein Grundgedanke von Industrie 4.0 (IND 4.0), dass ein autorisierter Mitarbeiter über die Cloud auf einzelne Knoten zugreifen kann, vollkommen unabhängig von seinem Standort. Somit kann auf Fertigungsprozesse direkt Einfluss genommen werden. Natürlich setzt dies voraus, dass die Sicherheit gewährleistet ist. Daher ist auch Datensicherheit ein sehr wichtiges Thema für Industrie 4.0. Das Potenzial für Missbrauch oder Einflussnahme von außen ist beim Industrie-4.0-Konzept hoch und Sicherheit damit ein Kernthema.

Darüber hinaus ist besonders auf der Fertigungsebene die Echtzeitfähigkeit wichtig, da auf Ereignisse (wie z.B. Sensormesswerte) in definierten Zeiträumen reagiert werden muss. Dies stellt neue Anforderungen an die Datenübertragung und -verarbeitung.

Eine weitere Herausforderung für die Implementierung des Industrie-4.0-Konzepts ist außerdem die große Anzahl an Kommunikationsstandards, die sich vor allem im Fertigungsbereich etabliert haben.

Weitere Themen für IND 4.0 sind Ausfall- und Funktionssicherheit der im Einsatz befindlichen Geräte. Allein um den Wartungsaufwand der IND-4.0-Baugruppen auf ein Minimum zu beschränken, sind niedrige Ausfallraten eine Voraussetzung. Funktionssicherheit hat besonders bei Geräten im Fertigungsbereich Priorität, wo bei Störungen potenziell Gefahr für Leib und Leben von Mitarbeiter besteht.
Dass Industrie 4.0 einen weitaus größeren Einsatz von IT und Elektronik als bisher nach sich zieht, liegt auf der Hand. Eine Vernetzung aller Komponenten stellt Anforderungen an Hardware und Software, die neue Ansätze und Ideen nötig machen.