Industrie 4.0 Moderne Technologien für Industrie 4.0 erschließen

Industrie 4.0 heißt: Internettechnologien erobern Produktionseinrichtungen. Dies eröffnet nicht nur neue Möglichkeiten, sondern löst auch berechtigte Sorgen aus. ABB setzt sich dafür ein, das Machbare in den Dienst des Sinnvollen zu stellen, ganz im Sinne einer soliden und sinnvollen Anwendung.

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Auch in der Politik wird der Begriff Industrie 4.0 vielfach verwendet, wenn es um die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Industrie geht. Die Bedeutung wird anhand der Organisation deutlich. So haben sich die Trägerverbände VDMA, ZVEI und BITKOM dem Thema angenommen, deren Aktivitäten von einem gemeinsamen Lenkungskreis (Plattform Industrie 4.0) koordiniert und vernetzt werden.

Industrie 4.0 heißt: Internettechnologien erobern Produktionseinrichtungen, mit beträchtlichem Potenzial. Industrie 4.0 birgt jedoch nicht nur eine neue Welt an Möglichkeiten, sondern löst auch berechtigte Sorgen aus. Vorangetrieben wird Industrie 4.0 von der Informatik, deren Innovationskraft der Industrie üblicherweise um Jahre voraus ist und nach dem Machbaren greift: Industrielle Endgeräte könnten doch direkt aus der Wolke gesteuert werden. Aber ist das sinnvoll? Anlagenbetreiber bewahren in ihren Anlagen Know-how und Profitabilität: Hier sind Bedürfnisse nach Investitionsschutz, Verfügbarkeit und Datensicherheit existenziell. ABB setzt sich dafür ein, das Machbare in den Dienst des Sinnvollen zu stellen, ganz im Sinne einer soliden und sinnvollen Anwendung.

Industrie 4.0 einfach erklärt

Industrie 4.0 gilt als eine Ausprägung so genannter cyber-physischer Systeme (CPS). Das Konzept von CPS lässt sich anschaulich erklären, weil es dafür bereits Anwendungen außerhalb der Industrie gibt. Betrachten wir dazu ein Beispiel aus dem Straßenverkehr: Alle Tankstellen in Deutschland senden seit August 2013 ihre Benzinpreise an eine zentrale Meldestelle. Genauer betrachtet existiert dadurch jede Tankstelle zweimal: einmal als reales Objekt, und einmal als „virtuelles Datenobjekt im Internet“, unterscheidbar und auffindbar zwischen allen anderen Tankstellen. Die Wertschöpfung findet darauf aufbauend statt: Apps ermitteln die preiswerteste Tankstelle in der Umgebung. Diese drei Ebenen (die „realen Objekte“, die „Objekte im Netz“ sowie die „Apps“) bilden einen neuartigen Wirkungskreis, die „cyber-physischen Systeme“. Der Neuheitswert dieses Szenarios liegt nicht in einer neuen Technologie, sondern erwächst durch die Kombination verfügbarer Technologien auf neue Weise.

Dieses Prinzip ist die Basis für Industrie 4.0. Auf die Industrie übertragen hieße dies: Industrielle Geräte bekämen künftig eine zweite Identität im Netz und sind dort herstellerübergreifend auffindbar. Dies ist äußerst nützlich für Engineering, Betrieb, Wartung und Service. Systeme können virtuell integriert, ausprobiert, optimiert oder getestet werden. Digitale Fabrik und virtuelle Inbetriebnahme werden übergreifend zugänglich. Algorithmen für die autonome Optimierung könnten die Produktionsplanung revolutionieren. Verbundene Geräte könnten ihre Zusammenarbeit miteinander verhandeln. Das „Revolutionäre“ an all diesen Visionen ist nicht so sehr die technische Realisierung, sondern die Fülle an bisher undenkbaren neuen Geschäftsmöglichkeiten, die sich aus der Verfügbarkeit und Kombination von Informationen ergibt.

Von der Idee zur Umsetzung

Doch neben all dem Machbaren darf das Sinnvolle nicht aus den Augen verloren werden. Anlagenbetreiber bergen in ihren Anlagen Know-how und Profitabilität. Voraussetzung für ihre Akzeptanz sind fundamentale Anforderungen:

• Investitionsschutz: Industrie 4.0 muss schrittweise in bestehende Anlagen einführbar sein.

• Stabilität: Industrie-4.0-Dienste dürfen zu keinem Zeitpunkt die Produktion gefährden, weder durch Ausfall, Störung, noch durch unabgestimmten Eingriff. Produktionssysteme stellen erhöhte Anforderungen an nichtfunktionale Eigenschaften wie Verfügbarkeit und Echtzeit. Diese müssen erhalten bleiben.

• Steuerbarkeit: Datenflüsse müssen kontrollierbar und steuerbar sein. Vor allem Schreibzugriffe auf produktionsrelevante Geräte, Maschinen oder Anlagen erfordern eine über die Security hinausgehende Prüfinstanz.

• Security: Nichtautorisierter Zugriff auf Daten/Dienste ist zu verhindern.

Integrationstopologie setzt auf separate Netze

Zur Berücksichtigung dieser Anforderungen entwickelte ABB eine Integrationstopologie. Diese gilt gleichermaßen für die Fertigungsindustrie, Prozessindustrie und andere Industrien. Diese Topologie führt das Industrie-4.0-Netzwerk als separates Netzwerk ein, das unabhängig vom traditionellen Netz arbeitet. Die Anbindung an eine private Cloud schafft eine sinnvolle Infrastruktur zur Einführung von CPS-Systemen. Neu ist dabei nicht das Netz, nicht die Cloud, sondern die Wertschöpfung durch neue Softwaredienste, die das Engineering, den Betrieb, die Wartung, den Service und die Produktionslogistik erheblich vereinfachen können.

Industrie 4.0 ist ein Phänomen, das als Trend auf uns zutreibt, ob wir es wollen oder nicht. Analog zur Consumer-Welt, die Anfang der 1990er Jahre mit dem Internet konfrontiert wurde und sich in schneller Abfolge eine damals unvorstellbare Welt aus Online-Shops, Auktionen, Internetbanking, Online-Brokerage, Facebook, E-Mail, Video-Streaming und App-Stores entwickelte, sind auch heute die Möglichkeiten von Industrie 4.0 fast unbegrenzt. Die Consumer-Welt hat bereits etliche Anwendungen für CPS realisiert, jetzt gilt es, diese Technologien für die Industrie zu erschließen. Moderne Technologien wie „virtuelles Engineering“ oder „modulare Automatisierung“ können in Zukunft erheblich davon profitieren. (jv)

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