Industrie 4.0 in der Produktion
Industrie 4.0, Smart Factory, Industrial Internet of Things. Es gibt viele Begrifflichkeiten, die die Zukunft der Produktion beschreiben.
Im Grundsatz beschreiben alle das gleiche Ziel: Mittels der Vernetzung von „Dingen“, Systemen und Menschen eine intelligente Wertschöpfungskette schaffen, die gleichermaßen eine hohe Anpassungsfähigkeit, Produktqualität und Produktivität gewährleistet. Kernelemente dieser digitalen Transformation sind die vertikale und horizontale Vernetzung der Produktion, die Verarbeitung großer Datenmengen sowie die Einbindung des Menschen.
Smart Data, nicht Big Data
Um Industrie 4.0 Konzepte wie Losgröße Eins unter Herstellbedingungen einer Massenproduktion, Korrelationsanalysen zur Reduzierung von Ausschuss oder Predictive Maintenance / Service zur Vermeidung ungeplanter Anlagenstillstände zu realisieren, benötigen Unternehmen eine durchgängige Vernetzung der Automatisierungsebene mit den technischen, logistischen und kaufmännischen IT-Systemen.
Immer häufiger werden cyberphysische Systeme untereinander kommunizieren und es werden unter anderem dadurch sehr große Datenmengen generiert. Deshalb wird Industrie 4.0 häufig mit „Big Data“ gleich gesetzt. Dies ist jedoch keine zwangsläufige Verbindung. Vielmehr gilt es, die „richtigen Daten“ bereitzustellen. Neben der Möglichkeit zur Verarbeitung und Analyse von Daten auf zentralen Plattformen müssen deshalb „Edge“ Computing Fähigkeiten bereitgestellt werden. Wenn nämlich nur der Ausschnitt an Daten bewegt oder gespeichert wird, der zur Bewältigung einer Aufgabenstellung erforderlich ist, lassen sich die Kosten der Datenverarbeitung reduzieren.
Industry of Things
So liefern zum Beispiel autonom fahrende Flurförderfahrzeuge nur ihre Leistungs- und Zustandsdaten an zentrale Lösungen wie SAP Vehicle Insight. Die Transportaufträge kommen direkt aus dem SAP Extended Warehouse Management. Die Zuweisung der Fahraufträge „verhandeln“ die Flurförderfahrzeuge autonom untereinander, unter Nutzung von Zustandsinformationen, wie sie eine zentrale SAP Predictive Maintenance und Service-Lösung bereitstellt.
Die Cloud hat ihren Platz
Die Umsetzung neuer, auf komplexer Intelligenz basierender Lösungen, wie etwa einer Produktionsprogrammplanung unter Berücksichtigung von Energiebedarf und eigenproduzierten (regenerativen) Energieangebot, erfordert in der Regel In-Memory Hochleistungsverarbeitungsmöglichkeiten sowie gleichzeitig die Verfügbarkeit kostengünstiger Massenspeichermedien wie Hadoop. Um die Investitionen in solche Infrastrukturen und in den notwendigen Know-how Aufbau so gering wie möglich zu halten, bietet sich die Nutzung von Cloud Lösungen an. Sie stehen schnell zur Verfügung und können in einem hybriden Ansatz neben den bestehenden On-Premise Lösungen (u.a. für die Produktionssteuerung) genutzt werden. Es kommt somit zu einer „Cloudifizierung“ der bekannten Systempyramide.
Der Mensch im Mittelpunkt
In der digitalisierten Wertschöpfungskette von Industrie 4.0 verliert der Mensch nicht an Bedeutung. Sein Qualifikationsprofil wird sich verändern: Vom „Ausführer“ hin zum „Überwacher“ von Abläufen und zum „Manager“ von Ausnahmesituationen. „Augmented Reality“ – also die situations- und umgebungsspezifische Visualisierung von Informationen sowie die Kommunikation mit Systemen mittels Sprach- und Gestenerkennung – wird maßgeblich dazu beitragen, dass Mitarbeiter das notwendige Wissen über die Gesamtzusammenhänge ihrer speziellen Prozesskette dynamisch erhalten. Und Cyberphysikalische Assistenzsysteme werden Mitarbeiter in der Fertigung künftig unterstützen (zum Beispiel durch Anreichen von Werkstücken) und nicht wie in der Vergangenheit ersetzen.
Autor: Oliver Edinger
Im Grundsatz beschreiben alle das gleiche Ziel: Mittels der Vernetzung von „Dingen“, Systemen und Menschen eine intelligente Wertschöpfungskette schaffen, die gleichermaßen eine hohe Anpassungsfähigkeit, Produktqualität und Produktivität gewährleistet. Kernelemente dieser digitalen Transformation sind die vertikale und horizontale Vernetzung der Produktion, die Verarbeitung großer Datenmengen sowie die Einbindung des Menschen.
Smart Data, nicht Big Data
Um Industrie 4.0 Konzepte wie Losgröße Eins unter Herstellbedingungen einer Massenproduktion, Korrelationsanalysen zur Reduzierung von Ausschuss oder Predictive Maintenance / Service zur Vermeidung ungeplanter Anlagenstillstände zu realisieren, benötigen Unternehmen eine durchgängige Vernetzung der Automatisierungsebene mit den technischen, logistischen und kaufmännischen IT-Systemen.
Immer häufiger werden cyberphysische Systeme untereinander kommunizieren und es werden unter anderem dadurch sehr große Datenmengen generiert. Deshalb wird Industrie 4.0 häufig mit „Big Data“ gleich gesetzt. Dies ist jedoch keine zwangsläufige Verbindung. Vielmehr gilt es, die „richtigen Daten“ bereitzustellen. Neben der Möglichkeit zur Verarbeitung und Analyse von Daten auf zentralen Plattformen müssen deshalb „Edge“ Computing Fähigkeiten bereitgestellt werden. Wenn nämlich nur der Ausschnitt an Daten bewegt oder gespeichert wird, der zur Bewältigung einer Aufgabenstellung erforderlich ist, lassen sich die Kosten der Datenverarbeitung reduzieren.
Industry of Things
So liefern zum Beispiel autonom fahrende Flurförderfahrzeuge nur ihre Leistungs- und Zustandsdaten an zentrale Lösungen wie SAP Vehicle Insight. Die Transportaufträge kommen direkt aus dem SAP Extended Warehouse Management. Die Zuweisung der Fahraufträge „verhandeln“ die Flurförderfahrzeuge autonom untereinander, unter Nutzung von Zustandsinformationen, wie sie eine zentrale SAP Predictive Maintenance und Service-Lösung bereitstellt.
Die Cloud hat ihren Platz
Die Umsetzung neuer, auf komplexer Intelligenz basierender Lösungen, wie etwa einer Produktionsprogrammplanung unter Berücksichtigung von Energiebedarf und eigenproduzierten (regenerativen) Energieangebot, erfordert in der Regel In-Memory Hochleistungsverarbeitungsmöglichkeiten sowie gleichzeitig die Verfügbarkeit kostengünstiger Massenspeichermedien wie Hadoop. Um die Investitionen in solche Infrastrukturen und in den notwendigen Know-how Aufbau so gering wie möglich zu halten, bietet sich die Nutzung von Cloud Lösungen an. Sie stehen schnell zur Verfügung und können in einem hybriden Ansatz neben den bestehenden On-Premise Lösungen (u.a. für die Produktionssteuerung) genutzt werden. Es kommt somit zu einer „Cloudifizierung“ der bekannten Systempyramide.
Der Mensch im Mittelpunkt
In der digitalisierten Wertschöpfungskette von Industrie 4.0 verliert der Mensch nicht an Bedeutung. Sein Qualifikationsprofil wird sich verändern: Vom „Ausführer“ hin zum „Überwacher“ von Abläufen und zum „Manager“ von Ausnahmesituationen. „Augmented Reality“ – also die situations- und umgebungsspezifische Visualisierung von Informationen sowie die Kommunikation mit Systemen mittels Sprach- und Gestenerkennung – wird maßgeblich dazu beitragen, dass Mitarbeiter das notwendige Wissen über die Gesamtzusammenhänge ihrer speziellen Prozesskette dynamisch erhalten. Und Cyberphysikalische Assistenzsysteme werden Mitarbeiter in der Fertigung künftig unterstützen (zum Beispiel durch Anreichen von Werkstücken) und nicht wie in der Vergangenheit ersetzen.
Autor: Oliver Edinger
Reinhard Paul - 8. Feb, 12:47
