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Allgemeine Geschäftsbedingungen pinguin

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SCHEER INNOVATION REVIEW | Industrie 4.0
Über Professor Dr. rer.
nat. Dr. h.c. mult. Wolfgang Wahlster
Vorsitzender der Geschäftsführung und
technisch-wissenschaftlicher Leiter des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche
Intelligenz (DFKI) in Kaiserslautern, Saarbrücken, Bremen und Berlin.
Inhaber des Lehrstuhls für Künstliche Intelligenz in der Fachrichtung Informatik der
Naturwissenschaftlich-Technischen Fakultät I
der Universität des Saarlandes.
Träger des Deutschen Zukunftspreises 2001,
Mitglied der Forschungsunion der Bundesregierung.
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Mitglied der Königlich Schwedischen Akademie der Wissenschaften in Stockholm, die für
die Vergabe der Nobelpreise zuständig ist.
Weiterführende Links:
www.wittenstein.de/pressemitteilungen_
1253.htm
www.smartfactory-kl.de/
www.hightech-strategie.de/de/2676.php
„Die vierte industrielle
Revolution zeichnet sich ab!“
Im Gespräch mit Professor Dr. Dr. h.c. mult. Wolfgang Wahlster
Smart Factories, Industrie 4.0, Internet der Dinge – all
diese Begriffe begegnen uns derzeit als Buzz-Words der
Digitalen Welt. Wir haben nachgefragt, bei Professor
Dr. Wolfgang Wahlster, der mit der SmartFactory des
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Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI), großes Interesse bei Forschung, Politik und
Wirtschaft erfährt.
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Mit cyber-physischen Produktionssystemen hält das Internet der Dinge Einzug in die Fabriken.
Feldbusse werden langfristig überflüssig, es wird mit dem
IP-Protokoll gearbeitet.
Die Produktionslogik wird invertiert: In einer dezentralen
Steuerung fordert der Rohling passende Fertigungsdienste
an.
Alle Komponenten der SmartFactory sind durch
M2M-Kommunikaiton drahtlos miteinander verbunden.
Umrüstzeiten werden minimiert, Plug&Produce wird
durch die Selbstorganisation und Komposition der Dienste
aufgrund semantischer Beschreibungen möglich.
Die Produktion von Unikaten wird bezahlbar, da auch sie
in Fertigungsstraßen entstehen.
Apps zur software-definierten Konfiguration von Fertigungsmaschinen und -anlagen von SmartFactories
können durch Smart Product Apps ergänzt werden und
somit den After Sales Prozess revolutionieren.
Prof. Wahlster, Sie haben mit dem DFKI zur Hannover Messe 2012 die cyber-physische Fabrik der Zukunft
vorgestellt, eine sogenannte SmartFactory, wo Produkte
ihre eigenen Produktionsprozesse regeln. Was genau muss
man sich darunter vorstellen?
Die SmartFactory des DFKI in Kaiserslautern ist weltweit die erste herstellerübergreifende cyber-physische
Produktionsanlage. Hier findet eine plattformneutrale
Maschine-zu-Maschine-Kommunikation zwischen
allen Produktionskomponenten statt, besser bekannt
unter dem Kürzel M2M. Entstehende Produkte sind
selbst aktive Systemkomponenten. Ein Mikro-Webserver, der etwa so groß ist wie zwei Zuckerwürfel,
beschreibt für jeden Teil einer Fertigungsanlage den
Dienst, den er einem Rohling für dessen weitere Produktion anbieten kann. Der Rohling führt alle Daten
für seine Fertigstellung mit sich und holt sich die
einzelnen Produktionsdienstleistungen in der Fabrikationsstraße selbst ab. In einer cyber-physischen
Produktionsanlage kann etwa eine über ein Internetportal bestellte kundenindividuelle Müslimischung
als leere Versandhülse, die mit allen Fertigungsdaten
versehen ist, starten und an den verschiedenen Füllmaschinen für Hunderte von Zutaten vorbeifahren,
um dann nach der spezifischen Rezeptur grammgenau und damit auch individuell befüllt zu werden.
Besonders anschaulich ist in unserer SmartFactory in
Kaiserslautern auch die Produktion eines individuellen Schlüsselfinders. Er startet als Rohling und kann
dank eingebauter Intelligenz am Ende nicht nur den
einen spezifischen Auto- oder Haustürschlüssel finden, auf den er programmiert ist, und warnen, wenn
man sich zu weit von ihm entfernt, sondern erhält auf
Wunsch auch noch die Gravur des Namens des Besitzers. Alle Informationen für das individuelle Produkt
werden diesem mit auf den Weg gegeben. Wir stehen
so vor einem klaren Paradigmenwechsel: Ein Produkt steuert seine Herstellung durch proaktive M2M
Kommunikation selbst. Es wird zum Beobachter und
Akteur durch eingebettete Sensorik und Aktuatorik.
Im Ergebnis entscheidet das Produkt selbst über seinen Produktionsweg auf der Basis eigener und auch
übergeordneter Prozessdaten, wie etwa der aktuellen
Verfügbarkeit eines Produktionsschrittes. Im Kern
geht es um das Internet der Dinge und das Internet
der Dienste, die gemeinsam die Basis für die vierte
industrielle Revolution darstellen.
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SmartFactory:
Ziele und Wirkungsmechanismen
Das vielgebrauchte Stichwort dazu ist Industrie 4.0. Was
genau haben wir uns darunter vorzustellen?
Ende des 18. Jahrhunderts haben wir die erste industrielle Revolution durch die Einführung mechanischer Produktionsanlagen mit Hilfe von Wasser- und
Dampfkraft erlebt. Ihr folgte zu Beginn des 20. Jahrhunderts die zweite durch die Einführung arbeitsteiliger Massenproduktion mit elektrischer Energie.
Die dritte industrielle Revolution setzte mit Beginn
der 70er Jahre des vergangenen Jahrhunderts durch
die Verfügbarkeit von Elektronik und IT zur weiteren zentralen Steuerung der Automatisierung in der
Produktion ein. Aktuell zeichnet sich mit dem Einsatz von cyber-physischen Systemen die vierte Welle
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SCHEER INNOVATION REVIEW
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ab. Das Internet der Dinge und der Dienste macht
innovative dezentral gesteuerte Produktionsverfahren
für kleine Losgrößen und eine sehr hohe Anzahl von
Produktvarianten möglich. Ein aktives digitales Produktgedächtnis ebnet den Weg für intelligente und
individualisierte Produkte. Produktdaten können
auch zu einem späteren Zeitpunkt sogar noch vom
Verbraucher ausgelesen werden. In der Zukunft wird
z.B. der Kauf eines Gebrauchtwagens kein Vabanque-Spiel mehr sein, denn alle verwendeten Ersatzteile und erfolgte Reparaturen lassen sich einfach
per Smartphone aus dem digitalen Produktgedächtnis des Fahrzeuges auslesen. Produktpiraterie wird
kaum noch möglich sein, denn jedes Produkt trägt
seine eigene Black Box in sich, sozusagen mit einem
eigenen Fingerabdruck, der jeden Versuch einer Fälschung offensichtlich werden lässt.
Die SmartFactory ist als Forschungs- und Demonstrationsplattform aufgebaut. Dafür brauchten Sie Industriepartner, die bereit sind, in Forschung zu investieren. Wie
haben Sie diese gefunden und wer sind sie?
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Die Industrie selbst hat großes Interesse an unserer
prototypischen Fabrik. Namhafte Unternehmen wie
BASF, Siemens, Bosch Rexroth, Harting und Wittenstein zahlen dafür, die SmartFactory mitnutzen zu
können. Da wir herstellerneutral sind, können hier
nicht nur neue Produkte im Produktionsverfahren
getestet werden, die Unternehmen bringen auch ihre
Kunden zu uns, um die Produktionsabläufe und das
Endprodukt glaubwürdig demonstrieren zu können.
Wir zeigen auch deren Kunden, dass cyber-physische
Fertigungsstraßen extrem schnell umgerüstet werden
können. Plug&Produce ist hier das Stichwort - eine
neue Komponente eines Produktes kann in kurzer
Umrüstzeit eingefügt werden, so dass nicht, wie sonst
bei zentraler Produktionsplanung üblich, die Produktion für Tage stillgelegt werden muss. Unternehmen
nutzen zudem, nach den positiven Erfahrungen in
unserer Laborsituation, die gewonnenen Erfahrungen, um ihre Erkenntnisse konkret beim Bau neuer
Produktionsanlagen umzusetzen. Ein Beispiel dafür
ist unser Industriepartner WITTENSTEIN AG.
Inmitten von Fellbach bei Stuttgart, direkt neben
Bildnachweis: DFKI
Smarte Produktion
SCHEER INNOVATION REVIEW | Industrie 4.0
Die Bundesregierung hat Industrie 4.0 zum Bestandteil
ihrer High-Tech-Strategie gemacht, weil man überzeugt
ist, mit diesem Ansatz die Wettbewerbsfähigkeit der
deutschen Wirtschaft stärken zu können. Wie sieht hier
das Engagement aus und warum können wir bei diesem
Thema die Nase vorn haben?
viel bewegen. Auch unsere SmartFactory mit ihren
vielen Industriepartnern profitiert davon. In unseren DFKI-Zukunftslaboren mit Innovationen zum
Anfassen arbeiten wir zum Beispiel an einer neuen
Generation von Apps für den Maschinenbau. Künftig kann etwa der Käufer eines Laserschweißgerätes
verschiedene Apps über das Internet erwerben, die es
ihm ermöglichen, das Gerät z.B. schneller, präziser,
energiesparender oder mit einer alternativen Bedienschnittstelle zu betreiben. Schon heute kann man bei
BMW Apps erwerben, die den eigenen Twitter- oder
Facebook-Zugang im Fahrzeug-Cockpit verfügbar
machen. Hier ergeben sich für die deutsche Industrie neue, auch globale und hochprofitable Geschäftsfelder im After-Sales Prozess. Wenn wir bestehende
internationale Kundenbasis im Maschinenbau, das
hohe Ansehen deutscher Techniker sowie unsere
exzellenten Forschungs- und Entwicklungspotentiale
zielgerichtet einbringen, entstehen Smart Products
„Made in Germany“, die unsere Wirtschaftskraft
und Wettbewerbsfähigkeit nachhaltig sichern. Unser
Wissensvorsprung ist schon jetzt ein Faktor, mit dem
andere, oftmals deindustrialisierte, Volkswirtschaften
bis auf weiteres nicht konkurrieren können!
SCHEER INNOVATION REVIEW
einer Passivhaus-Wohnsiedlung, hat die WITTENSTEIN AG, die u.a. Getriebe und deren Komponenten herstellt, in eine neue hochmoderne Produktionsstätte 12 Millionen Euro investiert. Entstanden ist ein
innovatives Gesamtkonzept aus Prozessoptimierung,
Gebäude und Energieversorgung für das Tochterunternehmen WITTENSTEIN bastian GmbH – hier
ist die „Urbane Produktion der Zukunft“ entstanden: geräusch- und emissionsarm, ökologisch und
ökonomisch zukunftsweisend. Wittenstein hat sich
ganz konkret auf die künftigen Herausforderungen
im Bereich Industrie 4.0 ausgerichtet und zugleich
einen Prototypen für den richtigen Weg beim Wettbewerb um die besten Köpfe geschaffen. Kurze Wege
zur Arbeit und Produktionsstätten im städtischen
Umfeld sind immer attraktiver als das Gewerbegebiet
auf der grünen Wiese mit langen Anfahrtswegen.
Die deutsche Industrie hat viel Terrain verloren, wenn
es um die für den Konsumenten sichtbaren IT-Systeme geht. Weitverbreitete Hardware wie Notebooks,
Tablets und Smartphones und auch viele Bereiche
der Software für den täglichen Gebrauch werden
nicht mehr bei uns hergestellt. Wirklich gut sind wir
in Deutschland aber im Bereich der „unsichtbaren“
sog. eingebetteten Systeme, das haben wir schon seit
der Einführung des Airbags bewiesen. Ein weiterer
Schritt waren vernetzte eingebettete Systeme wie der
Bremsassistent für Autos. Hier liegt der Ansatzpunkt,
deutsches Ingenieurswesen dauerhaft zur Marktführerschaft zu bringen. Mit cyber-physischen Systemen
wie der SmartFactory oder dem Smart Grid gehen wir
einen weiteren Schritt hin zum Internet der Dinge.
Die Bundesregierung hat das Thema „Industrie 4.0“
auf Vorschlag der Forschungsunion als eines der
Zukunftsprojekte ausgewählt, die in den nächsten
Jahren ressortübergreifend umgesetzt werden sollen.
Das Forschungsministerium (BMBF) und das Wirtschaftsministerium (BMWi) haben zugesagt, das
Programm mit 250 Mio. EUR zu fördern. Hinzu
kommt die gleiche Summe als Eigenanteil der Industrie. Mit dieser Anschubfinanzierung können wir
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