Was ist Industrie 4.0

Industrie 4.0, „Integrated Industry“ oder sich selbst organisierende Produktion bedeutet, dass die am Produktionsprozess beteiligten Komponenten (Maschinen, Betriebsmittel, Lagersysteme, Logistik) über Sensoren und Netzwerke selbstständig miteinander kommunizieren. Die Werkstücke werden „intelligent“ – sie sind zum Beispiel mit einem Elektronikelement ausgestattet, über das sie den Maschinen mitteilen, wie sie zu bearbeiten sind. So kann im Prinzip jedes Produkt nach individuellen Kundenwünschen hergestellt werden, ohne dass die Kostenvorteile einer Großserienfertigung aufgegeben werden müssten. Ein Schlüsselfaktor sind dabei komplexe Softwarelösungen und internetbasierte Kommunikationstechniken, die ganze Wertschöpfungsstufen miteinander vernetzen. So können neue Geschäftsmodelle und Dienstleistungen im industriellen Umfeld entstehen, zum Beispiel, wenn sich Maschinen selbst beim Wartungstechniker melden, bevor ein Teil defekt ist.

Deutsche Hersteller haben derzeit mit ihrem Know-how um industrielle Fertigungsprozesse und Steuerungselektronik weltweit die Nase vorn. Experten schätzen, dass durch eine flexible Produktion, durch Energieeinsparungen sowie über eine verbesserte Auslastung der Produktionsstätten insgesamt Produktivitätssteigerungen von bis zu 30 Prozent möglich sind – ein großer Wettbewerbsvorteil für deutsche Unternehmen. Wirtschaft und Politik müssen daher gemeinsam daran arbeiten, dass die Industrie 4.0 kein Forschungsthema bleibt. Der Veränderungsprozess kann in der Breite nur gelingen, wenn insbesondere auch kleine und mittlere Zulieferunternehmen rechtzeitig in diese Entwicklung einbezogen werden.

Mit zunehmender Standardisierung der Software und der Vernetzung nehmen auch die Möglichkeiten zu, dass Schadsoftware eingeschleust wird, wichtige Betriebsgeheimnisse verloren gehen oder Betriebssysteme geschädigt werden. Unternehmen sind gut beraten, sich schon heute gegen Gefahren aus dem Internet zu wappnen, um nicht in der Welt der Industrie 4.0 ein umso attraktiveres Ziel für Industriespione und Saboteure abzugeben. Das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik stellt für für kleine und mittlere Unternehmen aus dem Umfeld industrieller Steuerungsanlage das kostenfreies Werkzeug Light and Right Security (LARS) zur Verfügung, mit dem der Einstieg in die Cyber-Sicherheit erleichtert wird.

Die technische Durchdringung ganzer Wertschöpfungssysteme und die zunehmende Vernetzung können nur auf Basis technischer Standards realisiert werden. Denn der Roboter, der das zu bearbeitende Werkstück zu einer Maschine bringen soll, muss es erkennen – Gleiches gilt für Komponenten in anderen Unternehmen, die das Werkstück weiter bearbeiten sollen. Aus diesem Grund wurde die Vernetzungsinitiative "Plattform Industrie 4.0" ins Leben gerufen.

Das Referenzarchitekturmodell Industrie 4.0 (RAMI 4.0) ist ein dreidimensionales Schichtenmodell, das den Lebenszyklus von Produkten, Fabriken, Maschinen oder Aufträgen den Hierarchieebenen von Industrie 4.0 gegenüberstellt. Das Modell gliedert die existierenden Normen und Standards in überschaubare Teile. Ziel ist es, das interdisziplinäre Themenfeld Industrie 4.0 anschaulich zu strukturieren und so zielgerichtete Diskussionen zu fördern.

OPC Unified Architecture (OPC UA) ist ein herstellerunabhängiges Kommunikationsprotokoll für Automatisierungsanwendungen in der Industrie. Es basiert auf dem Client-Server-Prinzip und ermöglicht die durchgängige Kommunikation von einzelnen Sensoren und Aktoren bis zum ERP-System oder in die Cloud. Das Protokoll ist plattformunabhängig und verfügt über eingebaute Sicherheitsmechanismen. Da OPC UA flexibel und vollständig unabhängig ist, wird es als ideales Kommunikationsprotokoll für die Umsetzung von Industrie 4.0 angesehen.

CAR4KMU

Aus dem Forschungsprojekt CAR4KMU ist der eStandard "auto-gration" hervorgegangen, der den elektronischen Datenaustausch zwischen den Unternehmen der europäischen Automobilindustrie vereinfacht. Mit "auto-gration" können insbesondere KMU (kleine und mittelständische Unternehmen) auf einfache und kostengünstige Weise den Datenaustausch mit Ihren Kunden und Lieferanten komplett digital organisieren. Das spart Kosten und Zeit.

(Autor: Sebastian Wiekenberg)