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Digitale und reale Fabrik

Industrie 4.0 bedeutet: Digitale und reale Welt der Industrie verschmelzen

(PresseBox) (Langenfeld, ) Autor: Ulrich Sendler, unabhängiger Technologieanalyst und Fachautor

Industrie 4.0 bedeutet: Digitale und reale Welt der Industrie verschmelzen. Software hilft in Entwicklung und Produktion, aber vor allem eingebettet in den Produkten und Maschinen selbst, die immer unüberschaubarer werdende Komplexität moderner Technik zu reduzieren. Der Standort Deutschland hofft, diese Komplexität damit so gut zu beherrschen, dass daraus sogar ein Vorteil im globalen Wettbewerb wird. Die Hannover Messe bietet den Rahmen zu zeigen, wie weit die Industrie dabei ist. Unter anderem mit der digitalen Fabrik in Halle 7 und mit der Automation in den Hallen 8, 9 und 11 sowie 14 bis 17.

Alles, was es inzwischen an Software-Werkzeugen gibt, um Produkte digital zu entwerfen, zu modellieren, zu simulieren und zu testen, um ihre Produktion zu planen und eine Anlage virtuell in Betrieb zu nehmen und später auch zu steuern – das alles ist Gegenstand der Digital Factory. Von CAD/CAM und CAE über PLM bis zu MES und ERP, wie die inzwischen geläufigen Kurzbezeichnungen der vielen Programmtypen lauten.

Eines der Hindernisse auf dem Weg zu Industrie 4.0 ist die Tatsache, dass all diese Softwaresysteme bisher eigene Welten mit eigenen Formaten und Sprachen waren, die jeweils nur ein einzelner Bereich verstand und nutzte. Wenn es also einfacher werden soll, dann müssen diese Hindernisse aus dem Weg geräumt werden. Dann müssen die Datendschungel von Entwicklung, Versuch, Produktion und Service durchlässig gemacht und intelligent miteinander verknüpft werden. Eine gute Voraussetzung ist, dass alle dafür relevanten Unternehmen in der Digital Factory unter demselben Dach versammelt sind.

Die Grenzen zwischen den Ingenieurdisziplinen der Mechanik, Elektronik und Software müssen ebenfalls durchlässiger werden. Daran arbeiten alle Anbieter von PLM – ein zentraler Schwerpunkt der Digital Factory. Es genügt nicht mehr, die Geometrie der Produktstruktur zu beherrschen und zu visualisieren. Die Funktion komplexer Systeme tritt in den Vordergrund und wird Gegenstand von Entwicklung und Simulation. Systems Engineering, noch vor gar nicht langer Zeit ein Spezialgebiet in der Luft- und Raumfahrt, ist deshalb zum Thema auch für die Fertigungsindustrie und den Maschinenbau geworden.

So schön die digitalen Modelle sind und so wertvoll sie werden, wenn sie zunehmend die Entwicklung und Herstellung physikalischer Prototypen ersetzen, so wenig ist damit das Ziel erreicht. Denn erst wenn die Produkte tatsächlich im Sekundentakt fehlerfrei am Ende der Fertigungslinie auf den Stapel fallen, kann damit der Wert realisiert werden, den die Industrie dabei im Auge hat.

Deshalb ist auch die Automatisierungstechnik auf dem Weg, ihre Steuerungen, ihre Oberflächen, ihre Wartungsdienste durchgängig mit den digitalen Daten zu füttern. Das Modell des zu fertigenden Teils etwa muss am Arbeitsplatz der Fertigungslinie direkt verfügbar sein, nicht als Foto oder Zeichnung oder Nummer, denn über all diese bisherigen Hilfsmittel dauert es zu lange, bis eine Änderung angestoßen oder ein Fehler gefunden ist. Kopplung von PLM und MES nennen das die Fachleute. Und sie arbeiten mit Hochdruck daran, die Datenkette zu schließen, um das möglich zu machen.

Industrie 4.0 ist eine Vision, die sicherlich noch viel weiter geht. Das Rohprodukt soll – über seine eingebettete Software (oder über aufgebrachte RFID) – dem Fertigungsplatz oder der Bearbeitungsmaschine schon vor seinem Eintreffen mitteilen, welche Art der Bearbeitung benötigt wird. Die Maschine soll – mittels ihrer eingebetteten Software und Sensorik – ohne weiteren menschlichen Eingriff in der Lage sein, ihre Werkzeuge so einzurichten und bei Bedarf zu wechseln und die nötigen NC-Programme anzustoßen, dass die Fertigung vollautomatisch abläuft.

„Intelligent“ werden solche Produkte und Produktionssysteme genannt. Das ist ein wenig irreführend, auch wenn viele Eigenschaften dieser cyber-physikalischen Systeme (CPS) ziemlich intelligent anmuten. Die eingebaute Software schafft aus der Verbindung des Produktes mit Sensorik und Aktorik, vor allem aber mit dem Internet und anderen Diensten die Illusion von „Intelligenz“. Wenn immer mehr menschliches Eingreifen auf dem Weg vom Konstrukt zum Produkt überflüssig wird, dann sieht es aus, als wären die Prozesse von Geisterhand geführt. Aber es ist die Intelligenz der Ingenieure und Softwareentwickler, die diesen Eindruck entstehen lässt. Und es ist die Intelligenz der Projektleiter und Forscher in der Industrie, die mit ihren hoch-technologischen Mitteln dafür sorgen, dass die Technik dem Menschen in der Tat immer näher kommt.

Fachübergreifende Kommunikation ist dabei mindestens so wichtig wie die Kommunikation zwischen den Softwaresystemen. Dafür gibt es in Halle 8 – symbolträchtig zwischen der Digital Factory in Halle 7 und einem Zentrum der Industrial Automation in Halle 9 – seit dem vergangenen Jahr das Thema Industrie 4.0 als Schwerpunkt des Forums Industrial IT. In diesem Jahr mit der Übergabe des Abschlussberichts des Arbeitskreises Industrie 4.0. Und unter der gemeinsamen Leitung dreier Fachverbände, die sich zu diesem Thema ebenfalls zusammentun: BITKOM, VDMA und ZVEI. Wenn es der Industrie gelingt, ihre Prozesse so zu integrieren und zu verketten, wie es die Hannover Messe mit der Ausstellung der digitalen und der realen Fabrik macht, dann stehen die Chancen für Industrie 4.0 nicht schlecht.

Im IT-Zentrum von Integrated Industry
Mit einem kraftvollen Auftritt in Halle 7 baut die internationale Leitmesse Digital Factory ihre Position als weltweite Veranstaltung für integrierte Prozesse und IT-Lösungen aus. Marktführende Unternehmen aus den Bereichen PLM und MES werden ihre Produkte, Lösungen und Innovationen präsentieren, darunter Dassault Systèmes, Eplan und SolidWorks sowie MPDV, Psipenta und Proxia – somit wird die Digital Factory zum IT-Zentrum der Hannover Messe, die unter dem Leitthema „Integrated Industry“ steht. Die Unternehmen stellen in der Digital Factory sämtliche IT-Werkzeuge aus, die für integrierte Industrieprozesse benötigt werden. Die Digital Factory ist das Herzstück des IT-Zentrums der Hannover Messe. Wer wissen will, wie er seine Prozesse optimieren und besser integrieren kann und welche Werkzeuge nötig sind, findet dort die Antworten und die richtigen Ansprechpartner. Die Schnittstelle zu den Industrie-IT-Themen der Halle 8 – und damit zum Industrial-IT-Forum – stellt sicher, dass Unternehmens- und Automations-IT noch stärker vernetzt werden können, um zukunftsorientierte Themen aufzugreifen. Das Industrial-IT-Forum wird gemeinsam von VDMA und ZVEI ausgerichtet und widmet einen Schwerpunkt dem Thema
Industrie 4.0.

Im Mittelpunkt der internationalen Leitmesse für integrierte Prozesse und IT-Lösungen stehen Themen wie Prozessintegration und interdisziplinäre Produktentwicklung. Die Veranstaltung überzeugt mit einem Alleinstellungsmerkmal: Die Themenschwerpunkte CAx, PLM, MES, ERP und Rapid Prototyping werden weltweit nur bei der Digital Factory ganzheitlich von führenden Anbietern präsentiert.

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