Industrie 4.0 14.09.2012, 11:52 Uhr

Informationstechnik gibt Maschinen ein neues Gesicht

Immer deutlicher formt die Informationstechnik das Gesicht des Maschinenbaus und der Produktionstechnik. Ins Auge springt diese Entwicklung auf dem 4. Karlsruher Leittechnischen Kolloquium, das zeitgleich zur Stuttgarter Metallbearbeitungsmesse AMB am 19. und 20. September stattfindet. In Karlsruhe geht es dabei vor allem darum, welchen Einfluss die jüngsten IT-Lösungen und Entwicklungen wie „Soziale Medien“ in Zukunft auf die Fertigungsprozesse haben können.

Angesichts der Umwälzungen in der Branche, die unter dem Stichwort „Industrie 4.0“ diskutiert werden, wird deutlich, wie sehr die Zukunft der Fertigungsindustrie inzwischen im Bereich der Algorithmen angesiedelt ist. Während in Stuttgart auf der Messe AMB kommende Woche gezeigt wird, wie aktuelle Technologien in der Metallbearbeitung eingesetzt werden, steht die IT direkt oder indirekt im Mittelpunkt des gesamten Leittechnischen Kolloquiums in Karlsruhe. Gleich der erste Vortragsblock zeigt dort, wohin die Reise geht: „Industrie 4.0 – die Zukunft liegt in der IT“ hat der Veranstalter diesen Teil der Veranstaltung überschrieben.

Zentrales Anliegen der Leittechnik ist das Beobachten, Visualisieren und Steuern von Prozessen. Daran muss sich auch die IT orientieren – mit eigenen, maßgeschneiderten Konzepten von der Softwareentwicklung bis zur Bedienschnittstelle. Wie die IT in der Zukunft aussehen muss, damit sie von den Anwendern einfacher beschafft und genutzt werden kann, beleuchtet in Karlsruhe Peter Lindlau, Geschäftsführer des Softwarehauses Pol Solutions aus München.

Industrie 4.0: Anwender bedienen sich aus dem Supermarkt der Produktionsdaten

Danach haben verteilte IT-Systeme nach dem Ansatz des Cloud-Computing auch in der Leittechnik Einzug gehalten. Für Benutzer gehe es darum, die verschiedenen Bezugsquellen und Erstellungsmöglichkeiten für „ihre“ Software optimal zu orchestrieren. „Man muss dem Benutzer die Möglichkeit geben, sehr schnell zu eigenen Applikationen zu kommen“, erklärt Lindlau.

Wie? Etwa durch neuartige Entwicklungssysteme, die die veränderten Bedingungen in der IT-Welt reflektieren. Ein Stichwort auf der fachlichen Ebene der Produktion ist dabei der „Manufacturing Bus“, eine Art Supermarkt für Produktionsdaten, aus dem sich der Fachanwender die Datenquellen für seine Applikation zusammenstellen kann.

Lindlau geht sogar noch weiter. Um die Entwicklung von Softwareanwendungen im Produktionsumfeld zu beschleunigen, müssen auch und gerade Maschinenbauunternehmen den Blick über den Tellerrand wagen. Collaboration im Team funktioniert heute nicht mehr per E-Mail, sondern über Social Networks. Die Unternehmen, so Lindlau, sollten sich daher überlegen, welche Umgebungen sie künftigen Benutzergenerationen zur Verfügung stellen wollen, um deren Produktivität zur Entfaltung zu bringen. „Die Unternehmen müssen sich der Arbeitsweise der jungen Generation stellen, die mit der Nutzung von Social Networks aufgewachsen ist“, so Lindlau.

Smartphones und Tablet-Computer werden in der Fertigungs-IT heimisch

Auch mobile IT-Geräte wie Smartphones und Tablet-Computer werden in der Fertigungs-IT heimisch. Dabei geht es weniger darum, dem modischen „BYOD“-Trend („Bring your own device“) der kommerziellen IT zu folgen, sondern einfach um die Interaktion mit komplexen Fertigungsstraßen. Bei Service und Inbetriebnahme können z. B. solche flexiblen und handlichen Geräte die Arbeit des Technikers deutlich erleichtern. Ihre Hilfestellung reicht vom Vorhalten des Wartungshandbuchs bis zur kompletten Fernwartung über Kontinente hinweg.

Trivial ist der Einsatz solcher Geräte in industriellen Umgebungen aber nicht, weiß Klaus Bauer vom Werkzeugmaschinenhersteller Trumpf. Im rauen elektromagnetischen Klima von Fertigungsstraßen gelten verschärfte Bedingungen an die Robustheit der Geräte. Vor den Einsatz der IT-Winzlinge muss sich das Anwenderunternehmen zudem noch über einen ganzen Berg weiterer technischer und nichttechnischer Problemstellungen klar werden – vom „Feature Set“ über „Security“ und die Softwareverteilung bis zu gesetzlichen Regelungen. Schließlich müssen laut Rechtslage solche Bediengeräte für den Fernzugriff in die Risikoanalyse im Sinne der funktionalen Sicherheit einbezogen werden.

Fraunhofer-IOSB entwickelt Bedienkonzepte, die Anlagen mit Gesten und Worten steuern

Dass es neben Maus und Tastatur längst ganz ander Bedienkonzepte gibt, weiß jeder Nutzer eines Smartphones oder Tablet-Computers. Hier steuert der Bediener seinen Rechner durch Wischen und Streichen am Bildschirm. Doch auch solche Bedienkonzepte wirken altbacken gegenüber der Technik, die am Fraunhofer Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung (IOSB) entwickelt wurde. „Damit muss der Bediener nicht mehr zum Smartscreen hingehen und auf dem Bildschirm die entsprechenden Menüelemente suchen“, erklärt Michael Voigt vom Fraunhofer-IOSB, „er steuert die Anlage mit Gesten und Worten.“

Um die Gesten zu erkennen und richtig zu interpretieren, beobachtet der Computer den Benutzer mit mehreren Kameras und wertet die Bilder aus. Auf derartigen Leitständen kann das System auch mehrere gestikulierende Nutzer auseinanderhalten. Bei der Entwicklung war es den Forschern um Voigt besonders wichtig, den Arbeitskontext jeder Bedienperson zu analysieren und korrekt zu interpretieren. „Um Fehlfunktionen zu vermeiden, muss der Computer erkennen, mit wem die Bedienperson gerade kommuniziert.“

Ein Leitstand, auf welchem die Bediener wild durcheinanderfuchteln und eine Fertigungsstraße, ferngesteuert per Smartphone. Klingt das nicht eher nach Science-Fiction als nach solider Wissenschaft? Keineswegs, versichert Olaf Bauer vom Fraunhofer-IOSB, bei dem die organisatorischen Stränge des Leittechnischen Kolloquiums zusammenlaufen. Um die Bodenhaftung nicht zu verlieren, hat der Veranstalter nach eigenen Worten sehr darauf geachtet, möglichst viele Praktiker für die Vorträge zu gewinnen. Die vom Fraunhofer-IOSB entwickelte Mensch-Maschine-Kommunikation z. B. wird gerade in einem Pilotprojekt erprobt – bei einem Autohersteller.  

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