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Industrie 4.0

Cyber Physische Systeme am Beispiel von Positioniersystemen

| Autor/ Redakteur: Dipl.-Wirtsch.-Ing. (TU) Jens Amberg* / Jan Vollmuth

Die Fähigkeit, schnell umrüstende Maschinen zu schaffen, wird in den nächsten Jahren ein entscheidender Faktor sein, der über die Wettbewerbsfähigkeit des Maschinenbauers entscheidet. Welche Rolle dabei sogenannte Cyber Physikalische Systeme spielen, zeigt das Unternehmen Halstrup-Walcher am Beispiel von Positioniersystemen im Maschinenbau.

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(Bild: Halstrup-Walcher)

Kaum ein Begriff aus der vielfältigen Literatur zu „Industrie 4.0“ erzeugt bei der ersten Lektüre ein solches Erstaunen und Unverständnis wie derjenige des cyber-physischen Systems, kurz CPS genannt. Bevor wir uns diesen Begriff und seine Bedeutung näher ansehen, betrachten wir zuerst dessen Einbettung im Kontext der „Industrie 4.0“.

Internationale Wettbewerbsfähigkeit aufrechterhalten

Im Kern zielt „Industrie 4.0“ darauf ab, Deutschland als Produktionsstandort im Allgemeinen und die jeweiligen Produktionsstätten in Deutschland im Besonderen so anpassungsfähig wie möglich werden zu lassen. In letzter Konsequenz soll hierdurch die internationale Wettbewerbsfähigkeit aufrechterhalten werden, die angesichts von Billiglohnländern und aufstrebenden Schwellenländern in Frage gestellt ist.

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Die Grundidee ist einfach: Innerhalb kürzester Zeit soll eine Fertigungseinheit in der Lage sein, sich auf geänderte Kundenwünsche einzustellen. Diese effiziente Anpassung erbringt dann zugleich Ressourceneffizienz, indem alle vor- und nachgelagerten Produktionsstufen integriert werden und immer nur konkret benötigte Vorprodukte gefertigt werden. Und da nur eine optimale Einbindung des Menschen mit seinen (jeweiligen) Fähigkeiten das gewünschte anpassungsfähige Fertigungssystem ermöglicht, soll zugleich eine weitere Humanisierung der Arbeitswelt erfolgen.

Internet der Dinge

Wodurch soll nun diese Individualisierung und Flexibilisierung erreicht werden? Ein zentraler Ansatz besteht darin, dass die Maschinen, Betriebsmittel, Werkzeuge, Lagersysteme und auch die entstehenden Produkte miteinander vernetzt werden. Gerne wird diese Vernetzung auch als das „Internet der Dinge“ beschrieben, und eine solchermaßen vernetzte Fabrik erhält die Bezeichnung „Smart Factory“.

Wie aber können Objekte vernetzt werden? Zum besseren Verständnis muss hierfür das Konzept des „virtuellen Abbilds“ erläutert werden. Alle nicht-humanen Fertigungsteilnehmer, also zum Beispiel die Maschinen, existieren nicht nur in der realen Fertigungswelt, wie sie mit unseren fünf Sinnen erfassbar ist. Sie existieren darüber hinaus bei „Industrie 4.0“ in einem „virtuellen Abbild“, das die reale Welt spiegelt und um Informationen ergänzt. Dieses virtuelle Abbild findet sich in der Welt der Informationstechnologie (IT) und bildet alle Möglichkeiten und Fähigkeiten der Fertigungsteilnehmer ebenso ab wie deren aktuelle Zustände.

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