BMBF-Projekt 02.12.2011, 12:03 Uhr

Industrie 4.0 lässt reale und virtuelle Industrie verschmelzen

Wer an teuren Standorten erfolgreich produzieren will, braucht schon bald komplett per Internet vernetzte Fertigung inklusive Steuerungstechnik und Simulation. Das Projekt „Industrie 4.0“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) soll hier wichtige Impulse bringen. Die Podiumsdiskussion der VDI nachrichten auf der SPS/IPC/Drives vom 22. bis zum 24. November hat den Stand der Internetstrategien für die Industie festgehalten.

„Simulation von Prozessen und Fertigungsanlagen ist das zentrale Thema für die nächste Generation von Fertigungsplanern und Mitarbeiter in den Unternehmen“, betonte Herbert Wegmann, Leiter Industrial Communication, Sensors and Communication bei Siemens, Nürnberg. Das sah Birgit Vogel-Heuser, Lehrstuhlinhaberin am Institute of Automation and Information Systems an der TU München, ähnlich: „Künftig müssen alle Informationen noch viel stärker als bisher zusammengeführt werden, die man braucht um effizienter zu engineeren und zu produzieren.“ Auch Hermann Riehl, Leiter des Referats 512: Produktionssysteme und -Technologien am BMBF, hat in Industrie 4.0 ein wichtiges Zukunftsfeld ausgemacht, wenn es um das Zusammenwachsen von realer und virtueller Industrie geht. Er prognostizierte für die kommenden Jahre einen steigenden Bedarf an solchen „cyberphysikalischen Systemen“.

Das formulierte Harald Preiml, Vorstandsmitglied bei Heitec, Erlangen, drastischer: „Wir sind mitten drin in der vierten industriellen Revolution, denn es geht um die Verbindung der virtuellen Welt mit den realen Produktionsgegebenheiten“. Auch Riehl sieht einen tiefgreifenden Umbruch in der Produktionslandschaft durch den Einsatz von cyberphysikalischen Systemen.

Industrie 4.0 verbindet die virtuelle Welt mit der realen Produktion

Gerd Hoppe, Mitglied der Geschäftsführung beim Automatisierungsspezialisten Beckhoff, Verl, verwies auf die steigenden Anforderungen seitens der Anwender: „Es geht um größere Variantenvielfalt, die Fertigung muss granulierbarer werden und Änderungen sollten noch kurz vor Produktionsanlauf möglich sein.“ Dazu aber müssen laut Wegmann die notwendigen Informationen produktbegleitend sein und per Simulation in die nächste Produktgeneration eingehen.

Für den BMBF-Experten Riehl darf hier jedoch die Datensicherheit auf keinen Fall zu kurz kommen: „Natürlich müssen künftig viel stärker als bisher die Informationen zum richtigen Zeitpunkt am richtigen Ort sein, aber konsequent geschützt.“ Es bestehe kein Interesse an offenen, dezentralen Systemen, wenn das Wissen nicht gleichzeitig geschützt sei. Preiml sieht hier auch das Management im Unternehmen verstärkt in der Pflicht: „Natürlich muss die Verschmelzung von Internet mit Embedded Informations offen und gleichzeitig sicher sein, allerdings muss das Management die entsprechenden Sicherheitsstrategien dann auch konsequent vorantreiben.“

Industrie 4.0: Datensicherheit auf allen Ebenen oberste Priorität

Diese Datensicherheit hat auch beim Mitarbeiter in den Fertigungslinien oberste Priorität, waren sich die Diskussionsteilnehmer einig. „Mittlerweile kann über W-LAN ein Not-Aus-Signal gesendet werden. Der Stopp muss deterministisch genau erfolgen – das funktioniert“, so Wegmann. Die funktionale Sicherheit habe in dieser Entwicklung auf jeden Fall höchste Priorität. „Not-Aus über Software muss möglich sein. Es sollte so viel Spielraum in der flexiblen Fertigung zugelassen werden, wie es die Sicherheit zulässt“, ergänzte Vogel-Heuser. Zudem müssten laut Wegmann Standards, Systeme, Produkte und Anlagen vieler Anbieter verarbeitet und in die Kommunikation eingebunden werden können: „Der Markt regelt das schneller als Standardisierungsgremien.“

Diese IT-Entwicklungen werden auch nicht spurlos am Arbeitsmarkt vorbei gehen, wie in Nürnberg zu hören war. „Wir sind mitten in einem massiven demografischen Wandel und laufen in eine Facharbeiterlücke hinein. Zudem steigt das Rentenalter für kommende Arbeitnehmergenerationen in Deutschland auf 67 Jahre“, warnte Riehl. Produktionsmaschinen mit integrierten cyberphysikalischen Systemen (CPS) wie Simulation und haptischer Steuerung könnten einen Beitrag leisten, diese Probleme zu entschärfen.

Cyberphysikalische Systeme werden Industrie 4.0 prägen

Und mithilfe von CPS sind nach Meinung von Preiml künftig auch weniger qualifizierte Mitarbeiter in der Lage, eine höher qualifizierte Leistung zu erbringen bzw. komplexere Aufgaben zu erledigen: „Junge Mitarbeiter müssen sich schneller als bisher im Unternehmen bzw. beruflich weiterentwickeln können. Das schnellste Lernen im Betrieb aber läuft über eine virtuelle Maschine.“

Von Dietmar Kippels

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