Erst die Vielzahl an Daten erweckt das (I)IoT zum Leben.
von Andreas Fuhrich
Unter dem Begriff Industrie 4.0 subsumiert die Bundesregierung diverse technologische Trends wie Maschine-zu-Maschine-Kommunikation und das Internet der Dinge. Sie erwartet, dass die Organisation und Steuerung der gesamten Wertschöpfungskette über den kompletten Lebenszyklus hinweg sich durch den Einzug neuer Technologien verändern wird. Grundlage bildet dabei die Verfügbarkeit aller notwendigen Informationen in Echtzeit, durch die Vernetzung aller beteiligten Instanzen.(1) Die 5G-Technologie ist hierfür eine Grundvoraussetzung.
Der Trend geht dabei weg von standardisierten hin zu individuellen, auf den Kunden zugeschnittenen Produkten. Durch die Möglichkeiten des 3-D-Drucks und sogenannter Smart Factories kann der Endkunde jetzt selbst unmittelbar Einfluss auf die Fertigung des Produkts nehmen, etwa über eine einfach zu nutzende CAD-Software, welche ihm kostenlos zum Download bereitgestellt wird.
Cyber-physische Fertigungseinheiten kommunizieren über das Internet der Dinge in Echtzeit sowohl miteinander als auch mit der Fertigungsanlage. Auf diese Weise werden die miteinander vernetzten Produktionsbestandteile in die Lage versetzt, jederzeit auf Veränderungen zu reagieren, ohne dass die Produktionskette hierfür unterbrochen werden muss. Individuelle Kundenwünsche können so kosteneffizient umgesetzt werden.
www.plattform-i40.de
2013 haben Bitkom, vdma und zvei in einer Kooperationsvereinbarung beschlossen, in Form einer ideellen thematischen Zusammenarbeit über Verbandsgrenzen hinweg die Plattform Industrie 4.0 zu betreiben, denn in der Industrie 4.0 werden Informations- und Kommunikations-, Automatisierungs- und Produktionstechnologien stärker denn je miteinander verzahnt. Ziel ist es, den traditionellen Kern der deutschen Industrie mit seiner international herausragenden Position zu verteidigen und auszubauen. www.plattform-i40.de
Die Struktur der Vernetzung kann jedoch auch über einzelne Fertigungsanlagen hinaus erweitert werden, sodass ganze selbst organisierende, unternehmensübergreifende Wertschöpfungsnetzwerke entstehen. Diese Netzwerke lassen sich beispielsweise nach Kriterien wie Kosten, Verfügbarkeit oder Ressourcenverbrauch optimieren. Die Fähigkeit, die Datenmenge der cyber-physischen Systeme (Big Data) effektiv zu analysieren und daraus Optimierungsschritte abzuleiten, wird in diesem Zusammenhang immer wichtiger. Aufgabenbereiche von traditionellen Produktionsmitarbeitern und Wissensarbeitern, wie z. B. Datenanalysten, werden weiter zusammenwachsen.
Die Erfahrung der Produktionsmitarbeiter kann in Kombination mit Big Data dazu genutzt werden, Produkte weiterzuentwickeln oder neue Produkte zu fertigen. Zusätzlich können selbstlernende Systeme die in der Wertschöpfungskette entstehenden Daten laufend analysieren und darauf aufbauend die Prozesse optimieren. Unwirtschaftliche Fertigungsschritte werden durch die Analysemöglichkeiten besser erkannt und immer häufiger aufgelöst bzw. durch externe Zulieferer ersetzt. Der Komplexitätsgrad eines Unternehmens wird weiter steigen und die Vernetzung von Unternehmen nimmt zu. Auf Plattformen entstehen bereits branchenspezifische Eco-Systems mit sich ergänzenden Dienstleistungen unterschiedlicher Unternehmen. Die Fertigungstiefe innerhalb des Unternehmens nimmt ab, dafür steigt der Aufwand, die Zulieferer zu steuern und zu kontrollieren.
Entscheidend wird daher in Zukunft der Umgang mit kurzzyklischen Schwankungen der Märkte sein. Diese resultieren auch aus dem wichtigsten zukünftigen Erfolgsfaktor: Durch Vernetzung und Echtzeitanalyse sind Produktionsunternehmen in der Lage und gewissermaßen verpflichtet, schnell auf sich ändernde Kundenanforderungen zu reagieren.(2)
Die zunehmende Automatisierung von Produktion und Fertigung sowie das Internet der Dinge bieten auch in puncto Nachhaltigkeit ein enormes Potenzial. Maschinen laufen nur dann, wenn sie wirklich benötigt werden, intelligente Heiz- und Kühlsysteme regulieren die Temperatur bei höchster Ressourceneffizienz und mittels Bodensensoren kann jeder einzelne Fleck eines Feldes optimal gedüngt und bewässert werden, um nur einige Beispiele zu nennen.
Tipp: Durch die Ersparnis an Rohstoffen und Energiekosten können sich Ausgaben in solche Technologien schon nach kurzer Zeit amortisieren.
