Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Industrie 4.0 - Informationstechnik ist der Schlüssel für die Fabrik der Zukunft

20.02.2013
Die industrielle Produktion ist noch nicht durchgängig in der digitalen Welt angekommen. Im Gegensatz zu vielen anderen Branchen steht der Maschinen- und Anlagenbau eher noch am Anfang der Digitalisierung. Die Fabrik der Zukunft soll jedoch mit Hilfe spontan vernetzbarer und echtzeitfähiger Software funktionieren – mit gravierenden Auswirkungen auf die Art und Struktur der Wertschöpfung [1].

Ziel aller Anstrengungen muss es daher sein, Produktion und Wertschöpfung am Standort Deutschland zu erhalten und zu stärken. Deutschland braucht eine starke industrielle Basis für turbulente Zeiten im globalen Wettbewerb.

Veränderte Nachfrage

Es wird zukünftig für den Geschäftserfolg nicht mehr ausreichen, hochproduktive und zuverlässige Maschinen und Anlagen zu liefern. Vielmehr wollen Kunden neue »Gesamtpakete«. Damit rücken für Maschinen- und Anlagenbauer produktbegleitende Dienstleistungen rund um die eigentliche Maschine in den Fokus.

Nach einer Studie des Ifo-Instituts [2] für die Europäische Kommission stärken diese zusätzlichen Leistungen die globale Wettbewerbsfähigkeit des deutschen Maschinen- und Anlagenbaus. Sie sorgen für neue Wertschöpfung und schaffen damit Arbeitsplätze für hochqualifizierte Mitarbeiter.

Steigende IT-Durchdringung

Schlüssel zu solchen neuen, produktbegleitenden Dienstleistungen sind Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT). Sie durchdringen den traditionellen Maschinen- und Anlagenbau immer stärker und schaffen Potentiale für innovative Dienstleistungen. Allerdings sind viele Maschinen- und Anlagenbauer auf die neuen IKT-basierten Leistungen noch nicht systematisch vorbereitet. Nach einer Studie des Fraunhofer IAO [3] hat nur ein Viertel der Maschinenbauer eine explizite Strategie, welche Internet-basierten Dienstleistungen sie auf- und ausbauen werden. Und nur ein Fünftel der gleichen Unternehmen verfügt über ein passendes Geschäftsmodell.

Hier besteht also Handlungsbedarf, zumal Software zukünftig zum eigenständigen Bestandteil des Produktportfolios gehören wird. Um einige Beispiele zu nennen, kann das eine Fernwartung für verteilte Anlagen über einen Browser sein, integrierte Montageanleitungen, regelmäßige Maschinen-Softwareupdates oder die Anlage erteilt selbst Auskunft über ihre Verfügbarkeit und die Produktionsergebnisse werden auf Smartphones oder andere mobile Endgeräte ausgegeben.

Dr.-Ing. Olaf Sauer vom Fraunhofer IOSB stellt fest:» Der deutsche Maschinen- und Anlagenbau rüstet weltweit erfolgreich Produktionsstätten und Fabriken aus. „Made in Germany“ steht seit Jahrzehnten für die Qualität deutscher Ingenieurleistungen. Allerdings stehen die deutschen Maschinenbauunternehmen und ihre Ingenieure zunehmend im internationalen Wettbewerb - mit dem bekannten Druck hinsichtlich Kosten bzw. Preis, Zeit und Qualität. «

Die wichtigsten Herausforderungen aus seiner Sicht sind:

1. Herausforderung Interoperabilität: In hochkomplexen Herstellungsprozessen müssen sich die beteiligten »Akteure« untereinander verabreden und verständigen, sie benötigen also eine Art Simultandolmetscher für die unterschiedlichen Datenformate. Die produzierende Industrie ist angewiesen auf Methoden, Werkzeuge und Softwarekomponenten zur Synchronisierung der essentiellen Bereiche von Produktionsunternehmen und der sie unterstützenden IT-Systeme: Produktlebenszyklusmanagement, Digitale Fabrik, Manufacturing Execution Systems sowie ein durchgängiges Datenmanagement.

2. Herausforderung Datenkomplexität: es entstehen riesige Datenbestände in produktionsnahen IT-Systemen und aus den Sensordaten von Produktionsanlagen, die als verborgene Schätze schlummern und für eine Produktionsoptimierung nicht genutzt werden. Mit der zunehmenden Komplexität moderner Produktionsanlagen wächst der Bedarf nach einer automatischen Erkennung von Anomalien, von Verschleiß und von Anlagenfehlern. Moderne Data Mining-Verfahren bieten Lösungsansätze, um neue Erkenntnisse aus der Datenflut zu gewinnen.

3. Herausforderung Nutzerzentrierung: Damit nicht jeder Nutzer mit sämtlichen Informationen, die die einzelnen Systeme einer Fabrik liefern, »überschüttet« und überfordert wird, müssen die Informationen rollenspezifisch und verteilt bereitgestellt werden. Jeder Nutzer erhält »maßgeschneiderte« Informationen, die er für seine Aufgaben benötigt. Intelligente Datenfusion, Filterung und Entscheidungsunterstützung sind hier erforderlich.

4. Herausforderung Sicherheit: Sensible Daten müssen im frühestmöglichen Stadium gegen Angriffe durch Abhören und Modifikation geschützt sein. Standardisierte Security-Mechanismen wie Verschlüsselung, Signieren von Daten sowie Authentifizieren von Datenobjekten und Steuerungs-Komponenten stellen sicher, dass sich nur autorisierte Komponenten in das Produktionssystem »einklinken« können.

Auf der Hannovermesse 2013 zeigt das Fraunhofer IOSB in Halle 2 auf dem Stand des BMBF einen Demonstrator, mit dem »plug&work«-Konzepte veranschaulicht werden.

Quellen
[1] Kagermann, H.; Wahlster, W.; Helbig, J.: Umsetzungsempfehlungen für das Zukunftsprojekt Industrie 4.0 – Abschlussbericht des Arbeitskreises Industrie 4.0. Forschungsunion im Stifterverband für die Deutsche Wissenschaft, Berlin: 2012
[2] Vieweg, H.-G. (Ed.): An introduction to Mechanical Engineering: study on the Competitiveness of the EU Mechanical Engineering Industry. München: 2012.

[3] Münster, M.; Meiren, T.: Internet-basierte Services im Maschinen- und Anlagenbau. Stuttgart, Fraunhofer-Verlag, 2011.

Kontakt
Dr.-Ing. Olaf Sauer
Geschäftsfeld Automatisierung
Fraunhofer IOSB
Fraunhofer Straße 1
76131 Karlsruhe
Tel.: +49 721 / 6091 477
E-Mail: olaf.sauer@iosb.fraunhofer.de

Sibylle Wirth | Fraunhofer-Institut
Weitere Informationen:
http://www.iosb.fraunhofer.de
http://www.mes.fraunhofer.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Fliegen wird smarter – Kommunikationssystem LYRA im Lufthansa FlyingLab
18.01.2018 | Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz GmbH, DFKI

nachricht Humane Sachbearbeitung mit Künstlicher Intelligenz
18.01.2018 | Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Fliegen wird smarter – Kommunikationssystem LYRA im Lufthansa FlyingLab

• Prototypen-Test im Lufthansa FlyingLab
• LYRA Connect ist eine von drei ausgewählten Innovationen
• Bessere Kommunikation zwischen Kabinencrew und Passagieren

Die Zukunft des Fliegens beginnt jetzt: Mehrere Monate haben die Finalisten des Mode- und Technologiewettbewerbs „Telekom Fashion Fusion & Lufthansa FlyingLab“...

Im Focus: Ein Atom dünn: Physiker messen erstmals mechanische Eigenschaften zweidimensionaler Materialien

Die dünnsten heute herstellbaren Materialien haben eine Dicke von einem Atom. Sie zeigen völlig neue Eigenschaften und sind zweidimensional – bisher bekannte Materialien sind dreidimensional aufgebaut. Um sie herstellen und handhaben zu können, liegen sie bislang als Film auf dreidimensionalen Materialien auf. Erstmals ist es Physikern der Universität des Saarlandes um Uwe Hartmann jetzt mit Forschern vom Leibniz-Institut für Neue Materialien gelungen, die mechanischen Eigenschaften von freitragenden Membranen atomar dünner Materialien zu charakterisieren. Die Messungen erfolgten mit dem Rastertunnelmikroskop an Graphen. Ihre Ergebnisse veröffentlichen die Forscher im Fachmagazin Nanoscale.

Zweidimensionale Materialien sind erst seit wenigen Jahren bekannt. Die Wissenschaftler André Geim und Konstantin Novoselov erhielten im Jahr 2010 den...

Im Focus: Forscher entschlüsseln zentrales Reaktionsprinzip von Metalloenzymen

Sogenannte vorverspannte Zustände beschleunigen auch photochemische Reaktionen

Was ermöglicht den schnellen Transfer von Elektronen, beispielsweise in der Photosynthese? Ein interdisziplinäres Forscherteam hat die Funktionsweise wichtiger...

Im Focus: Scientists decipher key principle behind reaction of metalloenzymes

So-called pre-distorted states accelerate photochemical reactions too

What enables electrons to be transferred swiftly, for example during photosynthesis? An interdisciplinary team of researchers has worked out the details of how...

Im Focus: Erstmalige präzise Messung der effektiven Ladung eines einzelnen Moleküls

Zum ersten Mal ist es Forschenden gelungen, die effektive elektrische Ladung eines einzelnen Moleküls in Lösung präzise zu messen. Dieser fundamentale Fortschritt einer vom SNF unterstützten Professorin könnte den Weg für die Entwicklung neuartiger medizinischer Diagnosegeräte ebnen.

Die elektrische Ladung ist eine der Kerneigenschaften, mit denen Moleküle miteinander in Wechselwirkung treten. Das Leben selber wäre ohne diese Eigenschaft...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

LED Produktentwicklung – Leuchten mit aktuellem Wissen

18.01.2018 | Veranstaltungen

6. Technologie- und Anwendungsdialog am 18. Januar 2018 an der TH Wildau: „Intelligente Logistik“

18.01.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - März 2018

17.01.2018 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fliegen wird smarter – Kommunikationssystem LYRA im Lufthansa FlyingLab

18.01.2018 | Informationstechnologie

Optimierter Einsatz magnetischer Bauteile - Seminar „Magnettechnik Magnetwerkstoffe“

18.01.2018 | Seminare Workshops

LED Produktentwicklung – Leuchten mit aktuellem Wissen

18.01.2018 | Veranstaltungsnachrichten