Orientierungshilfe Industrie 4.0

Auf dem Weg zur eigenen Smart Factory

| Autor / Redakteur: Andrea Gillhuber / Nico Litzel

Die Hannover Messe 2017 bietet Orientierungshilfen auf dem Weg zu Industrie 4.0.
Die Hannover Messe 2017 bietet Orientierungshilfen auf dem Weg zu Industrie 4.0. (Bild: © kamasigns - Fotolia.com)

Industrie 4.0 stellt Wirtschaft und Wissenschaft vor eine große Herausforderung: Sie hat keine definierten Grenzen. Das bedeutet, Unternehmen müssen ihren eigenen Weg in der vierten industriellen Revolution finden. Orientierungshilfe bietet die Hannover Messe.

Die Vernetzung der Welt ist in vollem Gange. Mit dem Internet der Dinge und Dienste wandelt sich das World Wide Web vom reinen Informationslieferanten hin zu einem interaktiven Medium. Die virtuelle und die physische Welt wachsen immer weiter zusammen und aus dieser Verschmelzung entstehen neue technische Möglichkeiten und Geschäftsmodelle. Eine wichtige Rolle spielen hier Cyber-Physical Systems, das heißt die Vernetzung von eingebetteten Informations- und Kommunikationstechnologien untereinander und mit dem Internet.

Die Statistik zeigt die Ergebnisse einer Umfrage unter 559 Industrieunternehmen zur führenden Nation beim Thema Industrie 4.0 aus dem Jahr 2016. Jeder vierte der Befragten gab an, dass Deutschland derzeit die führende Nation beim Thema Industrie 4.0 sei.
Die Statistik zeigt die Ergebnisse einer Umfrage unter 559 Industrieunternehmen zur führenden Nation beim Thema Industrie 4.0 aus dem Jahr 2016. Jeder vierte der Befragten gab an, dass Deutschland derzeit die führende Nation beim Thema Industrie 4.0 sei. (Bild: Statista)

Das Internet der Dinge und Dienste ist Voraussetzung für das Gelingen von zahlreichen Projekten, sei es nun Smart Building, Smart Home oder Smart Grid. Im Industrie- und Logistikbereich spricht man von der Smart Factory. Hier hat sich der Begriff Industrie 4.0 durchgesetzt.

Ursprünglich wurde der Begriff Industrie 4.0 in Deutschland mit der Acatech-Studie „Agenda CPS“ im Jahr 2011 ausgelöst. In der Studie „Agenda Cyber-Physical Systems“ wird der Weg von Embedded-Systemen hin zu Cyber-Physical Systems beschrieben und neben den Entwicklungsmethoden werden auch einige Anwendungsbereiche benannt, darunter die bereits genannte Smart Factory.

Beginnend in der Elektronikbranche hält die vernetzte Fabrik auch immer mehr im produzierenden Gewerbe Einzug. Anders als bei den vorangegangenen industriellen Revolutionen lässt sich diese vierte Revolution jedoch nicht an einer Entwicklung wie der Dampfmaschine oder dem „Fordismus“ festmachen, daher wird im Zuge der voranschreitenden Vernetzung der Welt von einer Evolution gesprochen.

Ein wichtiger Punkt in dieser Evolution ist die Interoperabilität sowie Austauschbarkeit verwendeter Komponenten in einem System. Zwar gibt es in der Automatisierungswelt zahlreiche Gremien und Spezifikationen, die eine jeweilige Interoperabilität in der jeweiligen Nutzerorganisation gewährleisten sollen, doch setzt die Industrie 4.0 einen uneingeschränkten Informationsfluss voraus – unternehmensintern und -extern sowie gremien- und länderübergreifend.

Orientierungshilfe Industrie 4.0

Auf der Hannover Messe trifft sich die Welt, um sich über aktuelle Trends und Entwicklungen der Industrie auszutauschen. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf Industrie 4.0. Damit das Konzept aufgeht, muss zuerst ein grundlegendes Verständnis von der sogenannten vierten industriellen Revolution „als sozio-technischem System, in dem Technik, Organisation und Personal systematisch aufeinander abgestimmt werden“ (Industrie 4.0 – Whitepaper FuE-Themen; Plattform Industrie 4.0), geschaffen werden.

Ergänzendes zum Thema
 
TSN – Time-Sensitive Networking
 
Hannover Messe 2017

Orientierungshilfen auf dem Weg zur vernetzten Produktion bieten Seminare und Workshops, Kongresse und Konferenzen sowie Branchentreffs wie die Hannover Messe. Hier können sich Unternehmer, Arbeiter und Forscher austauschen, um so ein Bild von ihrer ganz persönlichen Industrie 4.0 zu erlangen. Denn eines muss klar sein: Industrie 4.0 ist kein Produkt, sondern ein Konzept, welches von jedem an seine eigenen und an die Bedürfnisse seiner Kunden angepasst werden muss.

Dr. Martin Ruskowski, Kuka: „Viele Kunden interessieren sich ganz konkret dafür, wie sie mithilfe vernetzter Technologien schon heute smarte Lösungen schaffen können.“
Dr. Martin Ruskowski, Kuka: „Viele Kunden interessieren sich ganz konkret dafür, wie sie mithilfe vernetzter Technologien schon heute smarte Lösungen schaffen können.“ (Bild: Kuka)

Auch Unternehmen sehen sich mit ganz unterschiedlichen Gedanken zur Industrie 4.0 konfrontiert. Dr. Martin Ruskowski, Vice President Research and Development bei Kuka Industries, über das allgemeine Verständnis der vierten industriellen Revolution: „Wenn man über Industrie 4.0 und Robotik spricht, denkt man an künstliche Intelligenz und menschenleere Fabrikhallen. Aber das ist nur das, was man in Science-Fiction-Filmen sieht. Die Realität ist ganz anders. Industrie 4.0 wird die Menschen näher an den Produktionsprozess heranbringen. Die vierte industrielle Revolution steht für eine intelligente Vernetzung von produktionsrelevanten Komponenten.“

Vernetzung ist hier das Stichwort. Es steht dabei nicht nur für die Kommunikation von Maschinen und Anlagen, sondern auch für eine Vernetzung von Unternehmen und Anwendungen in einer Umgebung. „Was wir vonseiten unserer Kunden feststellen, ist ein riesiges Interesse an echten Industrie-4.0-Lösungen. Viele Kunden gerade aus kleinen und mittelgroßen Unternehmen wollen nicht nur den großen Showcase der Zukunft, sondern interessieren sich ganz konkret dafür, wie sie mithilfe vernetzter Technologien schon heute smarte Lösungen schaffen können“, so Ruskowski. Auf der Hannover Messe präsentiert Kuka deshalb in Halle 17 eine neue Version der Smart Factory. „Dahinter steckt die größte vernetzte Messe-Applikation in der Unternehmensgeschichte. Sie stellt ein intelligentes Zusammenspiel der verschiedenen Gesellschaften und Kompetenzen von Kuka dar. Ein Musterbeispiel für Industrie 4.0: Direkt auf dem Stand wird ein digital vernetzter, transparenter Herstellungsprozess demonstriert, der in industrieller Serienfertigung die ,Losgröße 1' ermöglicht“, erklärt Ruskowski.

Dass das Interesse an Industrie 4.0 steigt, bemerkt auch Oliver Winzenried, Geschäftsführer bei Wibu Systems und Vorstandsvorsitzender der Arbeitsgemeinschaft „Protect-Ing“ im VDMA. Allerdings unterscheidet er hier nach der Größe des Unternehmens: „Während Konzerne und große Mittelständler kräftig investieren und ganze Abteilungen haben, die sich mit diesen Zukunftsthemen beschäftigen, überlegen sich auch kleine Unternehmen, wie sie durch Digitalisierung und flexiblere Produktion sowie Produktangebote Mehrwert für ihre Kunden schaffen können.“

Größere Bedenken bestehen bei der Umsetzung von Industrie 4.0 laut Winzenried bei Sicherheitsthemen. „Sicherheitsbedenken und Know-how-Schutz werden oft als Einwand gegen die Umsetzung genannt. Mehr und mehr ,Produkt‘ steckt in den Produktionsdaten und Prozessen. Hier kommen Fragen, ob digitalisierte offenere Produktionsprozesse überhaupt sicher zu beherrschen sind“, so Winzenried.

Sicherheit in Industrie 4.0

Eine der meistgestellten Fragen auf dem Weg zur Smart Factory ist die, wie sich Industrie 4.0 und auch Sicherheit in bestehende Anlagen integrieren lässt. Winzenried: „Hier wird es ganz alte Maschinen geben, die sowohl mechanisch als steuerungstechnisch nicht integrierbar sind, alle anderen können entweder über Gateways und Firewalls abgeschottet in offene Netzwerke integriert werden oder bei neueren Maschinen direkt mit eingebauten sicheren Netzwerken ausgerüstet sein. Jedes vernetzte Gateway oder jede direkt vernetzte Maschine benötigt eine sichere eindeutige Identität.“

Oliver Winzenried, Wibu Systems: „Sicherheitsbedenken und Know-how-Schutz werden oft als Einwand gegen die Umsetzung genannt.“
Oliver Winzenried, Wibu Systems: „Sicherheitsbedenken und Know-how-Schutz werden oft als Einwand gegen die Umsetzung genannt.“ (Bild: Wibu Systems)

Wibu Systems beschäftigt sich mit Software- und Datensicherheit für die Industrie. Im Fokus stehen spezielle Schutzmechanismen wie kryptografische Verschlüsselungsverfahren. Dabei können Sender und Empfänger beim Datenaustausch nachprüfen, dass sie auch wirklich mit dem Richtigen kommunizieren. Namhafte Industrieunternehmen zählen zu den Kunden des Mittelständlers, doch auf den ersten Blick zu sehen ist die Sicherheits-​technologie der Karlsruher nicht; sie schützt unsichtbar in der Maschine vor unberechtigten Zugriffen auf sicherheitskritische Daten.

Auf der Hannover Messe zeigen die Karlsruher mit dem Code Meter eine Lösung für Unternehmen, die Standard- oder Embedded-Software für Maschinen, Anlagen oder intelligente Geräte entwickeln, welche Schutz vor Reverse Engineering und Umsetzung neuer Geschäftsmodelle durch Lizenzierung bietet. „Die Schutz- und Lizenzierungslösung Code Meter lässt sich auch sehr gut nachrüsten, denn die ,Vertrauensanker‘ gibt es in Form kleiner Cm-Sticks für USB oder als Cm-Cards, die zum Beispiel eine normale Industrie-SD-Speicherkarte durch eine mit zusätzlichem Code-Meter-Chip ersetzt. Hier können dann sichere Berechtigungen und auch Zertifikate und Schlüssel, zum Beispiel für OPC UA, über unsichere Kommunikationswege mit der Code Meter License Central ausgerollt werden“, erklärt Winzenried das Konzept.

Herausforderungen Industrie 4.0

Doch Sicherheitsaspekte sind nicht die einzige Herausforderung auf dem Weg zu einer vernetzten Produktion. Die Problematik bei Industrie 4.0 ist, dass viel Unwissen verbreitet wird. Beispielsweise wird in manchen Umfragen erfasst, wer Industrie 4.0 bereits integriert hat. Dabei wird eines vergessen: Es gibt keine endgültige Definition von Industrie 4.0. Das heißt, selbst wenn alles umgesetzt wurde, was heute als Industrie 4.0 gilt, wird es noch weitergehen. Es wird immer weitere Schritte geben. Es ist eine Evolution, die sich sukzessive in eine Richtung entwickelt: mehr Konnektivität, mehr smarte Lösungen in allen Bereichen und daraus resultierend natürlich auch neue Geschäftsmodelle.

Kuka ist sich der Möglichkeiten durch Industrie 4.0 durchaus bewusst. Ruskowski: „Das Potenzial zu weiteren Entwicklungen ist groß: Mit entsprechenden Kommunikations- und Datenstandards wie dem Echtzeit-Kommunikationsstandard TSN (Kasten) kann ein ,Internet of Automation‘ entstehen, das durchgehende Produktionsdaten, neuartige Fertigungsprozesse und flexible Vernetzung und reaktive Komponenten kombiniert. Das wäre der Durchbruch zu smarten Steuerungs- und Fertigungslösungen.“

Winzenried warnt jedoch eindrücklich davor, sich auf dem Weg zur Industrie 4.0 rein auf die Technik zu fokussieren: „Wichtig ist es, die Menschen mitzunehmen, in Weiterbildung zu investieren und bei der Vernetzung schrittweise vorzugehen. ,Security‘ muss von Anfang an integriert werden, zum einen aus Safety-Sicherheitsgedanken – also zum Schutz von Umwelt und Mensch, Und zum anderen auch aus Security-Gedanken – also um Cyberattacken, Manipulation und auch Fehlbedienung auszuschließen. Ganz wichtig ist es, immer den Mehrwert im Kopf zu haben in der Reihenfolge Unternehmensmehrwert – Kundennutzen – Kostenreduktion durch Energie- und Materialeffizienz.“

Dieser Artikel stammt von unserem Partnerportal MaschinenMarkt.

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