Zukunftsstrategie: Industrie 4.0 (2014)

Industrielle Revolution 4.0
EINE SONDERVERÖFFENTLICHUNG DER INDUSTRIEVERBÄNDE BITKOM, VDMA, ZVEI
DER AUTOR
Martin Ehret
Prokurist Bereichsleiter
Entwicklung Fluid
Veritas AG
www.website.de Hannover Messe | Stand D35, Halle 9
DIE ZUKUNFT DER PRODUKTION

Industrielle Revolution 4.0 | EINE SONDERVERÖFFENTLICHUNG DER INDUSTRIEVERBÄNDE BITKOM, VDMA, ZVEI
Inhalt
2
Editorial
Termine
Grußwort
Industrie 4.0 –
eine Vision nimmt Gestalt an!
Foto: Tristan Rösler Photography
3
4
5
6
8
9
10
Gemeinsame Chancen für
Industrie und IKT-Wirtschaft
Wettbewerbsvorteil für
den Mittelstand
Was nicht transparent ist,
lässt sich nicht steuern
Aus Daten wird Wissen,
aus Wissen wird Nutzen
Eine Vision in Zahlen
Informationsfluss statt Datenflut
Industrie 4.0 – nur alter Wein in
neuen Schläuchen?
Keine Zeit zu jeder Zeit
Erfolgsfaktoren für den
Standort Deutschland
Keine Frage, die industrielle Welt
ist im Umbruch. Die Treiber
für diese Entwicklung in vielen
Industrieländern sind global: das
Wachstum der Weltbevölkerung, eine
älter werdende Gesellschaft, knapper
werdende Ressourcen und der rasante
technische Fortschritt. Deutschland ist
davon nicht ausgenommen. Vielmehr
werden gerade auch bei uns, dem
weltweit führenden Industriestandort,
Innovationen gebraucht, um Wohlstand
und Arbeitsplätze zu sichern. Industrie
4.0 steht als begriffliche Klammer
genau dafür. Denn der Ansatz der
viel beschworenen „vierten Industriellen
Revolution“ lautet, IT-Technologien
mit Produktionstechnologien
zu verschmelzen. Menschen, Maschinen,
Produktionsmittel und Produkte
werden in Zukunft direkt miteinander
kommunizieren. Eine intelligente und
effiziente Produktion ist möglich.
Der deutsche Maschinenbau ist für
diesen aufziehenden Zeitenwechsel
gut positioniert. Bereits heute kommt
der IT eine wichtige Rolle zu: Etwa 30
Prozent der Herstellungskosten für ein
Maschinenbauprodukt entfallen auf
IT-Lösungen und Automatisierungs-
technik. Industrie 4.0 bietet uns mannigfache
Chancen: Diese reichen von
einer intelligenten Vernetzung von
Mensch und Produktion in den Smart
Factories der Zukunft über neue Möglichkeiten
der Arbeitsgestaltung bis
hin zu zusätzlichen Wertschöpfungspotenzialen
etwa bei nachgelagerten
Dienstleistungen.
Wandel braucht aber Gestaltung
– selbstverständlich auch in unserer
industriellen Welt. Geschwindigkeit
und Erfolg von Industrie 4.0 hängen
unmittelbar von der Umsetzungsdynamik
in der Industrie ab. Dafür sind
forcierte Forschungsanstrengungen
in der Industrie essenziell. Zugleich
ist die staatliche Innovationspolitik
gefordert: Der forschungspolitische
Dreiklang muss aus einer breitenwirksamen
Produktionsforschung, einer
gestärkten industriellen Gemeinschaftsforschung
und einer steuerlichen
Forschungsförderung bestehen,
die auch in Deutschland endlich eingeführt
werden sollte. Und natürlich
brauchen wir für eine Industrie 4.0
nicht nur beste Technologien, sondern
gleichfalls Menschen – Ingenieure wie
Facharbeiter –, die innovieren und anwenden
können.
In der Gesamtschau ist das Industrieland
Deutschland für die Zukunft hervorragend
aufgestellt. Denn Ingenieurskunst,
Innovationskraft sowie die
einzigartigen Branchennetzwerke aus
Industrie und Wissenschaft differenzieren
uns erfolgreich im globalen Wettbewerb.
Unser Ziel ist kein geringes,
aber es ist machbar: Die neue Weltsprache
einer intelligenten Produktion
wird aus Deutschland kommen.
Dr. Reinhold Festge
VDMA-Präsident
11
12
Industrie 4.0 aus
OstWestfalenLippe
Von der Vision zur Realität
Gute Produkte allein
reichen nicht aus
An den Anwender denken
Eine Schnittstelle für alle Fälle
Die Zukunft hat begonnen –
der Rechtsexperte ist gefragt!
EINE SONDERVERÖFFENTLICHUNG DER
INDUSTRIEVERBÄNDE
Termine
WAS: BITKOM Innovation Area Industrie 4.0
WANN: 7. bis 11. April 2014
WO:
WEB:
Hannover Messe Industrie, Digital
Factory, Halle 7, Stand C04
www.bitkom.org
WAS: Forum Industrial IT
Veranstaltet von BITKOM, DMAG,
VDMA und ZVEI
WANN: 7. bis 11. April 2014
WO: Hannover Messe Industrie, Halle 8,
Stand D19
WEB: www.hannovermesse.de
WAS: 6. MES-Tagung – MES in der
Praxis 2014
WANN: 9. April 2014, 13 bis 17 Uhr
WO:
WEB:
Convention Center (CC), Saal 3 A
www.hannovermesse.de
WAS: ZVEI Jahreskongress 2014
WANN: 25. Juni 2014
WO:
WEB:
BMW-Welt, München
www.zvei.org
WAS: 2. Markt&Technik Summit Industrie 4.0
WANN: 14./15. Oktober 2014
WO:
WEB:
Kempinski Hotel Airport München
www.industrie4-summit.de
WAS: Deutscher Maschinenbaugipfel 2014
WANN: 21./22. Oktober 2014
WO:
WEB:
WAS:
Berlin
www.maschinenbau-gipfel.de
BITKOM-Trendkongress
WANN: 25. November 2014
WO:
WEB:
STATION, Berlin
www.bitkom-live.de
IMPRESSUM
Eine Sonderveröffentlichung der AD HOC
Gesellschaft für Public Relations mbH in Kooperation
mit den Industrieverbänden Bitkom e.V.,
VDMA e.V. und ZVEI e.V.
Konzeption und
redaktionelle Umsetzung
AD HOC Gesellschaft für Public Relations mbH,
Berliner Straße 107, 33330 Gütersloh
Geschäftsführer
Frank Rettig (V.i.S.d.P.)
Projektleitung
Christian Horn
Telefon: 05241 903933
E-Mail: horn@adhocpr.de
Layout
Lars Haberl
Telefon: 05241 903990
E-Mail: haberl@adhocpr.de
Redaktion
Christian Horn, Marco Stapelmann
Titelfoto
© Sergey Nivens - Fotolia.com
Alle Beiträge dieser Sonderveröffentlichung
sind Auftragspublikationen und spiegeln
nicht zwingend die Meinung der Herausgeber
wider.
2

Gemeinsame Chancen
für Industrie und IKT-Wirtschaft
Deutschland gehört weltweit zu den konkurrenzfähigsten Industriestandorten.
Hierzulande hängen rund 15 Millionen Arbeitsplätze direkt und indirekt von
der produzierenden Wirtschaft ab.
Unser erklärtes Ziel ist es, dass der Industriestandort
Deutschland auch im Zeitalter
der vierten industriellen Revolution – Industrie
4.0 – bestehen und sich im Wettbewerb mit
anderen Standorten behaupten kann. Hierzu ist es
notwendig, das Know How aus dem Maschinen- und
Anlagenbau, der Automatisierungstechnik, der Logistik,
der Elektrotechnik sowie den Informationsund
Kommunikationstechnologien noch besser zu
bündeln und Synergien zu schaffen.
Die grundlegende Idee der vierten industriellen
Revolution basiert auf so genannten cyber-physikalischen
Systemen (CPS). In
erster Linie ist damit die
Verbindung von Komponenten
und Maschinen
– also der
physischen Welt
– mit dem Internet
gemeint. Cyber-Physikalische
Systeme werden in
den kommenden
Jahren immer flexiblere
Produktion in der
Industrie ermöglichen.
Wertschöpfungsprozesse werden sich
verändern, neue Geschäftsmodelle werden entstehen.
Individualisierte Produkte und Dienstleistungen
werden verstärkt auf dem Markt angeboten und den
Kundenwünschen immer gerechter.
In der Welt der Industrie 4.0 verfügen Werkstücke
über ein elektronisches Produktgedächtnis und elektronische
Intelligenz. Sie führen selbst die nötigen Informationen
über erforderliche Bearbeitungsschritte
mit sich und lösen eigenständig Bearbeitungsaufträge
aus. Intelligente Maschinen koordinieren eigenständig
deren Abwicklung und initiieren Logistikaufträge
zur Bereitstellung notwendigen Materials.
Diese werden von intelligenten Transportsystemen
eigenständig erledigt. Alles das spielt sich nicht
zwangsläufig nur in einer einzelnen Fabrikhalle ab.
Aus der Kombination intelligenter Fabriken (Smart
Factories) können vielmehr unternehmens- und länderübergreifende
Produktionsnetzwerke entstehen.
Dieses Bild ist sicher noch eine Vision, aber es enthält
viele Elemente, die heute schon verfügbar sind.
Und es verdeutlicht die enorme Tragweite von Industrie
4.0.
DIE POLITIK IST GEFORDERT
In der Industrie 4.0 geht es nicht um menschenleere
Fabriken. Die Beschäftigten übernehmen neue
Aufgaben und treffen grundlegende Entscheidungen
in der Produktion. Maschinen assistieren mit
intelligenten Fähigkeiten. Es entstehen neue Formen
der Arbeitsorganisation, die neue Ausbildungs-
und Qualifikationsprofile erfordern. Die
Industrie 4.0 benötigt hervorragend ausgebildete
Fachkräfte.
Wenn das Internet die grundlegende Kommunikationsinfrastruktur
für Industrie 4.0
werden soll, dann ist jetzt eine Einigung
der Industrie zum Übergang auf das
IPv6-Protokoll für die weitere Entwicklung
entscheidend. Das standardisierte
IPv6-Protokoll zur Übertragung von
Daten im Internet könnte zukünftig
die Basis für die übergreifende Vernetzung
von Produzenten, Prozessen und
Produkten darstellen. Es erlaubt, jede
Maschine, jedes Werkstück und jedes CPS über das
Internet weltweit eindeutig anzusprechen.
Die Industrie von morgen wird bei der internetbasierten
Vernetzung die Anforderungen an die IT-Sicherheit
grundlegend überdenken müssen. Industriespionage
und Internetkriminalität berühren vor
allem die Vertraulichkeit von Daten. Zur Sicherstellung
eines reibungslosen Produktionsablaufs müssen
Integrität und Verfügbarkeit relevanter Daten
gewährleistet sein. Bei der technischen Weiterentwicklung
ist die begleitende Einbeziehung von IT-Sicherheit
ein Muss. Hier ist neben der IT-Wirtschaft
auch die Politik gefordert, die Rahmenbedingungen
so auszugestalten, dass der Schutz sensibler Daten
umfassend gewährleistet ist. Dies ist nicht nur im Interesse
der smarten Fabriken, sondern eröffnet auch
der deutschen IT-Sicherheitswirtschaft neue wirtschaftliche
Chancen.
Die Bundesregierung hat Industrie 4.0 zum Zukunftsprojekt
der Hightech-Strategie 2020 gemacht.
Zur Umsetzung leistet das Bundeswirtschaftsministerium
mit dem neuen Technologieprogramm „Autonomik
für Industrie 4.0“ einen wichtigen Beitrag.
Die Plattform Industrie 4.0 der Verbände VDMA,
ZVEI und BITKOM ist zudem eine ausgezeichnete
Basis für die erforderliche branchenübergreifende
Kooperation und den Austausch mit Wissenschaft
und Politik. Wir haben uns bei Industrie 4.0 eine
gute Ausgangsposition im weltweiten Wettbewerb
geschaffen. Neue Chancen und Herausforderungen
in der Industrieproduktion zeichnen sich bei den
Themen wie 3-D-Druck und „Future Internet“ ab.
Jetzt liegt es in der Hand von Wirtschaft und Politik,
diese Position zu festigen und die vierte industrielle
Revolution am Standort Deutschland zum Erfolg zu
führen. Auf dem nächsten Nationalen IT-Gipfel am
21. Oktober in Hamburg wollen wir die erreichten
Fortschritte vorstellen.
Brigitte Zypries
Parlamentarische Staatssekretärin
beim Bundesminister für Wirtschaft und Energie
3

Industrielle Revolution 4.0 | EINE SONDERVERÖFFENTLICHUNG DER INDUSTRIEVERBÄNDE BITKOM, VDMA, ZVEI
Wettbewerbsvorteil für den Mittelstand
Industrie 4.0 schafft gemeinsames Verständnis für Chancen der Automatierungstechnik.
Durch das Internet getrieben wachsen reale
und virtuelle Welt immer weiter zu einem
Internet der Dinge zusammen. Die vierte industrielle
Revolution steht bevor und wird sich durch
die starke Individualisierung der Produkte unter den
Bedingungen einer hoch flexibilisierten (Großserien-)
Produktion und die weitgehende Integration
von Kunden und Geschäftspartnern in Geschäftsund
Wertschöpfungsprozesse auszeichnen.
Als Mitglied des Zentralverbands Elektrotechnik
und Elektronikindustrie e.V. (ZVEI) bringt Wago sich
aktiv in die Plattform Industrie 4.0 ein, um dieses
Projekt voranzutreiben. Die vielen, in den letzten
zehn bis 15 Jahren von unterschiedlichsten Unternehmen
bearbeiteten Themen zur Industrieautomatisierung
auf dem Gebiet der Smart Factory bekommen
durch die Initiative Industrie 4.0 eine neue
kollektive Ausrichtung. Es entsteht
DER AUTOR
Dr. Thomas Albers
Technische Leitung
Automation,
Wago Kontakttechnik
ein gemeinsames Verständnis für
die Entwicklungsrichtung der Automatisierungstechnik
zwischen der Automatisierungs- und Informatikbranche,
das neue Potenziale offenlegen wird. Die
Intelligente Automatisierungskomponenten der Smart Factory passen sich selbstständig an neue Produktionsbedingungen an.
Geschwindigkeit der Entwicklung neuer Anwendungen
wird dadurch massiv zunehmen.
Doch die vierte industrielle Revolution wird nicht
plötzlich kommen, sondern vielmehr mit jeder neuen
vernetzten Anwendung evolutionär wachsen. Dieser
Wandel wird gerade mittelständischen Unternehmen
durch die Vernetzungsmöglichkeiten dezentraler
Einheiten Wettbewerbsvorteile verschaffen. Als
Hersteller von Hard- und Softwarelösungen für die
Automatisierung legt Wago die Basis, um einfache
Produktionssysteme zu integralen Bestandteilen eines
Internet der Dinge weiterzuentwickeln. Innovative
Entwicklungsprojekte, die nahtlos in die Ziele
von Industrie 4.0 eingegliedert werden können, sind
bereits in der Vergangenheit auf Basis unserer Produkte
realisiert worden.
Im Rahmen des Spitzenclusters it’s OWL arbeitet
Wago gemeinsam mit dem Fraunhofer Institut und
einem Hersteller von Sondermaschinen und Montagetechnik
an der Entwicklung von intelligenten Automatisierungskomponenten,
die für unterschiedliche
Netzwerkstandards einsetzbar sind und sich selbstständig
an die Produktionsbedingungen anpassen.
Ziel ist es, Aufwand und Kosten bei der Automatisierung
von Maschinen und Anlagen über den gesamten
Lebenszyklus zu reduzieren.
www. wago.com
Hannover Messe | Stand C64, Halle 11
Was nicht
transparent
ist, lässt sich
nicht steuern
Elektrotechnikspezialist Weidmüller
präsentiert eine Steuerungseinheit zur
Umwandlung analoger Maschinendaten
in digitale.
Die Hannover Messe widmet sich in diesem
Jahr der Integrated Industry – also komplett
vernetzten Produktionsanlagen für individualisierte,
hochflexible und sich selbst steuernde Fertigungseinheiten.
Bereits 2013 präsentierte Weidmüller
praxisrelevante Industrie-4.0-Technologien,
auf deren Basis eine Stanz-Biege-Maschine Schwankungen
im laufenden Fertigungsprozess erkennt und
sich eigenständig optimiert. In diesem Jahr geht das
Unternehmen aus Detmold einen Schritt weiter – getreu
dem Motto der Hannover Messe next steps. Die
gezeigte Anwendung zur energieeffizienten Prozessoptimierung
durch Condition Monitoring und Diagnose
erlaubt es Anlagenbetreibern, analoge Produktionsdaten
zu digitalisieren und anschließend in die
Cloud zu übertragen und auszuwerten.
DAS DIGITALE ZEITALTER HAT BEGONNEN
DER AUTOR
Dr. Jan Stefan Michels
Leiter Standard- und
Technologieentwicklung,
Weidmüller
Im digitalen Zeitalter wird die schnellere, kundenindividuelle
und flexiblere Fertigung immer wichtiger.
Dabei soll das Endprodukt nicht mehr kosten als
heute. Aktuelle und jederzeit abruf- und kontrollierbare
Produktionskosten oder der Zustand des Fertigungsprozesses
sind von zentraler Bedeutung in der
modernen Fertigung: Liegt der Fertigungsprozess
im Optimum? Was sind die Produktionskosten?
Wie ist der Zustand der Maschinen und
Anlagen? Und was ist der optimale Kompromiss
aus Produktionsleistung und Energiekosten?
All diese Fragen sind nur zu beantworten,
wenn jederzeit sämtliche Daten zur
Verfügung stehen, und zwar für alle Systeme,
die darauf zurückgreifen müssen. In der
heutigen betrieblichen Realität der meisten
Unternehmen ist das zwar in einigen Fällen
so – doch bei vielen Produktionsanlagen
werden noch nicht alle relevanten Daten
bereitgestellt. Und was nicht transparent ist,
lässt sich auch nicht steuern und optimieren.
Mit der Applikation präsentiert Weidmüller
in Hannover eine Steuerungseinheit, die
die Umwandlung analoger Maschinendaten
in digitale erlaubt. Nach der
Umwandlung können sie anschließend in der Cloud
bereitgestellt und analysiert werden. Und auch die
Alltagstauglichkeit der Applikation ist garantiert:
Weidmüller nutzt in der eigenen Produktion schon
heute eine baugleiche Anlage zur Herstellung von
Spritzgussteilen.
www.weidmueller.de
Ein weiterer Schritt zur Industrie 4.0: intelligentes Condition Monitoring
Hannover Messe | Stand B60, Halle 11
4

Aus Daten wird Wissen,
aus Wissen wird Nutzen
Erstmals bildet Bosch seine physischen
Warenbewegungen in Echtzeit
in einer intelligenten Softwareplattform
virtuell ab.
Dabei senden Produkte oder Transportbehälter
über RFID-Etiketten (radio frequency
identification) per Funksignal Zustandsdaten
über ihren aktuellen Ort oder ihr aktuelles Ziel an
eine digitale „Sammelstelle“. Diese stets aktuellen
und damit qualitativ hochwertigen Daten können
mit Hilfe von Software ausgewertet werden. Die aufgezeigten
Zusammenhänge und Wirkmechanismen
helfen bei der weiteren Optimierung des Gesamtsystems.
Eine wesentliche Funktion der „Sammelstelle“
stellt der unternehmensübergreifende Datenaustausch
dar. Standardisierte Daten können problemlos
und in Echtzeit über Unternehmensgrenzen hinweg
ausgetauscht und geteilt werden. Damit ist die
ganzheitliche Optimierung von Produktions- und
Liefernetzwerken möglich. Zulieferer und Kunden
öffnen und verknüpfen ihre Prozesse fortan für- und
miteinander. „Die Vision der Datendurchlässigkeit in
der industriellen Lieferkette wird so Realität“, sagt
Dr. Stefan Asenkerschbaumer, stellvertretender Vorsitzender
der Bosch-Geschäftsführung. In der Pilotanwendung
bei Bosch im saarländischen Homburg
konnte die Effizienz der Logistik beispielsweise bereits
um rund zehn Prozent gesteigert werden.
ERSTES RFID-CENTER OF COMPETENCE
GEGRÜNDET
Vernetzte Produktion – Virtuelles Abbild der Lieferkette
Der erstmals durchgängig standardisierte Datenaustausch
baut auf den Ergebnissen des RAN-Forschungsprojekts
(RFID-based Automotive Network)
auf. In diesem Projekt wurden neue Steuerungskonzepte
für Netzwerke der Automobilindustrie entwickelt.
Am Standort Homburg hat Bosch ein erstes
Center of Competence für RFID im Geschäftsbereich
Diesel Systems gegründet. Dessen Mitarbeiter
überführen die Forschungsaktivitäten in produktive
Lösungen und koordinieren den Roll-out an wei-
Automatische Erfassung der Ware im Fluss.
teren Bosch-Standorten. Ein zentrales Center of
Competence ist für die weltweite Standardisierung
der RFID-Lösungen an den mehr als 250 Standorten
von Bosch verantwortlich. „Die Veränderungen
der industriellen Fertigung, die insbesondere in
Deutschland unter dem Stichwort Industrie 4.0 zusammengefasst
werden, haben längst begonnen.
Sie werden nun in ersten Anwendungen Realität
und damit sichtbar“, erklärt Asenkerschbaumer, in
der Bosch-Geschäftsführung auch für die Bereiche
Einkauf und Logistik verantwortlich. Bislang lag der
Fokus auf der Optimierung von physischen Produktions-
und Logistikprozessen, also dem, was in der
realen Welt geschieht. Dabei wurde der physische
Warenfluss zeitversetzt mit viel Aufwand
manuell in ein IT-System
übertragen. Die Fehleranfälligkeit
war hoch, die Daten
nie aktuell. Neue IT-Technologien
ermöglichen es,
diese Prozesse und Warenströme
zu virtualisieren.
Durch die Standardisierung
von Datenströmen über Unternehmensgrenzen
hinweg ist es nun möglich, weitere Geschäftspartner
in die Prozessoptimierung einzubeziehen.
Im Pilotwerk hat Bosch beispielsweise erste Anwendungen
mit Kunden und Lieferanten realisiert.
Neben der Verbreitung von Anwendungen an
eigenen Fertigungsstandorten wird parallel an der
Weiterentwicklung der technischen Lösungen gearbeitet.
Heute sind RFID-Tags die gängigen Informations-
und Datenträger. Zukünftig werden zusätzlich
internetfähige Sensoren die Statusinformationen
von Objekten übermitteln. Quantität und Qualität
der Daten wird weiter zunehmen. Als einer der weltweit
führenden Sensorproduzenten kann Bosch auf
eigene Produkte zurückgreifen. Das unternehmenseigene
Software- und Systemhaus Bosch Software
Innovations stellt maßgeschneiderte Softwarelösungen
zur Verfügung. „Durch die Kombination unseres
Prozess-, Sensorik- und Software-Know-hows
können wir unsere eigene Wertschöpfung und die
unserer Partner weiter optimieren. Wir sehen uns auf
dem Weg zur vernetzten Produktion als Leitanwender
und Leitanbieter von Soft- und Hardware“, sagt
Asenkerschbaumer.
KOOPERATION MIT DER VOLKSWAGEN AG
Darüber hinaus arbeitet Bosch seit Jahren erfolgreich
mit der Volkswagen AG am unternehmensübergreifen
RFID-Einsatz. Das Vorseriencenter der Marke
Volkswagen hat im Rahmen des Projekts „Gläserner
Prototyp“ einen Standard für die konzernweite
Kennzeichnung logistischer Objekte entwickelt und
in zahlreichen RFID-Projekten
erprobt. Die Ergeb-
DER AUTOR
Andreas Müller
nisse werden seit Mitte
Manager Center
vergangenen Jahres unternehmensübergreifend
of Competence
for RFID in logistics
auf Serienprozesse übertragen.
„Das eindeutige Beschreiben der physikalischen
Warenströme ist ein entscheidender Schritt in
Richtung Industrie 4.0, der vernetzten Produktion“,
so Hanno Wolff, Leiter der Vorserienlogistik Marke
Volkswagen. Parallel zur unternehmensinternen
Optimierung arbeitet Volkswagen mit Bosch am
unternehmensübergreifenden Datenaustausch und
der virtuellen Abbildung der Lieferketten. Fester
Bestandteil dieser gemeinsamen Initiative ist unter
anderem das vom Bundeswirtschaftsministerium
geförderte Projekt ViLoMa (Visual Logistics Management).
Ziel ist die zielgruppenspezifische Visualisierung
von Materialstrom- und Event-Daten, um ein
kollaboratives Logistikmanagement entlang der
gesamten Lieferkette zu etablieren.
www.bosch.de
5

Industrielle Revolution 4.0 | EINE SONDERVERÖFFENLICHUNG DER INDUSTRIEVERBÄNDE BITKOM, VDMA, ZVEI
Eine Vision in Zahlen
Informations-, Kommunikations- und Automatisierungslösungen sollen den Industriestandort Deutschland in
den kommenden Jahren revolutionieren. Die smarte Vernetzung von Produkten, Maschinen und Anwendern
zum globalen Internet der Dinge birgt ein enormes wirtschaftliches Potenzial. Einige Zahlen:
Smart Mobility
Smart Factory
152 Mrd. € 178 1 Mrd. € 2
1
Prognose bis 2020: Internet-of-Things Market, Value Networks, and Business Models: State of the Art Report (2013), Universität Jyväskylä
2
Prognose bis 2018: Global Forecast & Analysis 2013-2018 (2013), Markets and Markets
Die Entwicklung zur Industrie 4.0
1784 1870 1969 Heute
1. Industrielle Revolution
Einführung mechanischer Produktionsanlagen
mit Hilfe von
Wasser- und Dampfkraft
2. Industrielle Revolution
Einführung arbeitsteiliger Massenproduktion
mit Hilfe von
elektrischer Energie
3. Industrielle Revolution
Einsatz von Informations- und
Elektrotechnik zur weiteren Automatisierung
der Produktion
4. Industrielle Revolution
Intelligente Produktion und
Produkte auf Basis Cyber-
Physikalischer Systeme
6

Umsatz mit
vernetzten Geräten in
1,3Weltweiter
Billionen Euro 1 .
Smart Electronics
Smart Health
387 Mrd. € 66,8 1 Mrd. € 1
Maschinen- und
Anlagenbau
988.000
ITK
917.000
Elektrotechnik
839.000
Beschäftigte und Umsätze
nach Branchen
2013
Maschinen- und
Anlagenbau
207
ITK
166
Elektrotechnik
166,6
in Mrd. Euro
7

Industrielle Revolution 4.0 | EINE SONDERVERÖFFENTLICHUNG DER INDUSTRIEVERBÄNDE BITKOM, VDMA, ZVEI
Informationsfluss statt Datenflut
Die Leistungsfähigkeit eines Produktionssystems wird maßgeblich durch die Verfügbarkeit aller Anlagenteile bestimmt.
Um diese zu verbessern, rücken Strategien des intelligenten Condition Monitorings in den Fokus.
DER AUTOR
Dr. Olaf Sauer
Stellvertreter des Institutsleiters
Fraunhofer Institut für Optronik,
Systemtechnik und Bildauswertung
Durch die zunehmende Verfügbarkeit intelligenter
Feldgeräte vollzieht sich ein Trend
zu immer umfassender instrumentierten Prozessen.
Die Herausforderung liegt darin, Daten über
komplette Fabriken oder verteilte Produktionsanlagen
zu sammeln, auszuwerten – und sie nutzbringend
zu interpretieren.
Dank intelligenter Diagnose- und Prognose-Verfahren
können Anlagenbetreiber aus der Datenflut
Informationen über den Zustand beliebiger Anlagen
und ihrer Komponenten ableiten.
So können sie schleichende
Veränderungen oder drohende Ausfälle
frühzeitig erkennen, ungeplante Maschinenstillstände
vermeiden und die Anlagenverfügbarkeit verbessern.
Statt der einfachen korrektiven Instandhaltung
einzelner Maschinen oder Aggregate erlauben intelligente
Datenanalyse-Systeme zudem vorausschauende
Wartungs- oder weitere Handlungsvorschläge
– auch mit Blick auf gesamte Produktionssysteme.
Anwendungsfälle für das intelligente Condition
Monitoring sind beispielsweise kontinuierliche Prozesse
in der chemischen Industrie oder Batch-Prozesse
in der Pharmaproduktion. Die Herausforderung:
Bei den langen Laufzeiten kontinuierlicher
Prozesse müssen schleichende Veränderungen des
Systemverhaltens oder Verschleißerscheinungen zuverlässig
lokalisiert werden. Für diese Art von Prozessen
nutzt das Fraunhofer Institut für Optronik,
Systemtechnik und Bildauswertung (IOSB) lernfähige
Data-Mining-Methoden, sogenannte Selbstorganisierende
Karten.
Im Gegensatz zu kontinuierlichen oder zu
Batch-Prozessen werden in der Stückgutfertigung
diskrete Ereignisse der Anlage wie
beispielsweise Schaltzustände überwacht.
Durch die zunehmende Automatisierung der Fertigung
und mit steigender Anzahl von Sensoren fallen
in immer kürzeren Zeitabschnitten immer größere
Datenmengen an. Diese überfordern den Benutzer –
und werden schließlich kaum genutzt. Unser Ansatz:
das Verhalten der Anlagen auf Basis dieser Daten
zu simulieren, statt entsprechende Modelle manuell
zu erstellen. Das Fraunhofer IOSB nutzt hierfür
hybride, zeitbehaftete Automaten. Diese können
Anlagenzustände lernen, Verhalten von Maschinen
und Anlagen modellieren sowie Energiedaten aufnehmen
und analysieren. Intelligent ist dieser Ansatz
auch deshalb, weil sich die Ergebnisse anwenderfreundlich
visualisieren und einfach in bestehende
Instandhaltungsstrukturen integrieren lassen. Die
durchgängige Systemunterstützung erlaubt so ein
einheitliches Datenmanagement vom Sensor bis in
die Datenbank.
www.iosb.fraunhofer.de
Hannover Messe | Stand B10, Halle 7
Industrie 4.0 – nur alter Wein
in neuen Schläuchen?
Umfangreiche Lösungen zur optimalen Ausschöpfung von Potenzialen in den
Bereichen Operational Excellence und Ressourceneffizienz
Roboter mit SAP-Integration beim Lesen/Schreiben von RFID-Informationen
Industrie 4.0 Demo für die Hannover Messe 2014
Durch vertikale Integration werden zum Datenaustausch
seit 30 Jahren intelligente
Automatisierungssysteme mit überlagerten
Systemen der Unternehmensleitebene vernetzt.
Je nach Interpretation entsprechen diese Systeme
durchaus der Definition von Cyber Physical Production
Systems. Man könnte also annehmen, Industrie
4.0 gäbe es seit den 1980-er Jahren.
Doch Industrie 4.0 ist weit mehr - ein weiterführender
Ansatz, der auf Standardisierung, Kommunikation
und der
intelligenten Einbindung
von Services
beruht. Die
Konzepte umfassen
die Prozesse
DER AUTOR
Rüdiger Trobisch
Leiter Manufacturing and
Business Integration
M+W Process Automation GmbH
ganzheitlich und in der gesamten Wertschöpfungskette.
Während traditionell also Integrationen nur
unternehmensintern erfolgten, steht nun die Optimierung
des Datenflusses und der Produktionssteuerung
über die gesamte Lieferkette im Fokus. Moderne
Internettechnologien, unterstützt durch drahtlose
Netzwerke, erlauben es, wechselnde Marktbedürfnisse
nahezu in Echtzeit zu melden. Lagerbestände
werden geprüft und Produktionsprozesse automatisch
initiiert. Durch Bündelung oder Split der Aufträge
erfolgt eine optimale Auslastung der Anlage,
wodurch ein effizienter Einsatz der benötigten Ressourcen
möglich ist. Materialbestellungen werden
durch die Produktionsanlage ausgelöst und machen
präzise Prognosen zu Lieferterminen möglich. Prädiktive
Asset Management-Strategien vermeiden
unvorhergesehene Ausfälle. Mustererkennungen
registrieren Prozess- bzw. Qualitätsabweichungen.
Die Produkte selbst werden intelligent und tragen
ihren elektronischen Stammbaum auf RFID oder
Barcode mit sich. Im Rahmen von Kundenprojekten
haben wir in den letzten Jahren erkannt, dass das
erklärte Ziel einer Machine-to-Machine-Kommunikation
durch eine intensive Einbindung der jeweiligen
ERP- oder MES-Systeme begleitet werden muss.
Zur optimalen Ausschöpfung
der hieraus entstehenden
Potenziale in den Bereichen
Operational Excellence
und Ressourceneffizienz
entwickeln wir
umfangreiche Lösungen,
die die Integration von Produktionsanlagen
mit überlagerten
betriebswirtschaftlichen
Systemen über die gesamte Supply Chain
und den Lebenszyklus der Anlagen und Produkte
umfassen. Zur Weiterentwicklung der Kompetenzen
besteht seit Ende 2013 eine intensive Zusammenarbeit
mit IBM Deutschland.
www.pa.mwgroup.net
Hannover Messe | Stand E39, Halle 7
8

Keine Zeit zu jeder Zeit
Internethandel und Soziale Medien haben die Logistik vor neue Herausforderungen gestellt. Der resultierende Wandel
wird auch unseren Zeitbegriff nachhaltig verändern. »Keine Zeit zu jeder Zeit« ist die Maxime einer Logistik, die gefordert
ist, die am Morgen bestellte Ware noch am gleichen Tag zu Mann und Frau zu bringen.
Die Zeit ist nicht nur für die Logistik ein wertvolles
Gut und sie wird immer wertvoller: Wir
verbringen nicht mehr eine Stunde mit dem
Schreiben eines Briefes, sondern Minuten mit dem
Schreiben einer E-Mail oder Sekunden
bei der Übermittlung
eines Bildes auf WhatsApp.
Ähnlich rasant haben sich
auch die Ansprüche an
Online-Bestellungen und
damit an die Logistik entwickelt.
Konsumenten erwarten
die Lieferung ihrer individuellen
Sendung immer schneller direkt an den
Wunschort.
Diese Entwicklung rückt nicht nur unser persönliches
Verständnis von Zeit in eine andere Dimension:
Beherrschte während der ersten industriellen Revolution
noch der Takt des mechanischen Webstuhls
den Menschen, war es in den Jahren der zweiten
industriellen Revolution der schnellere Takt des
Fließbandes, der anschließend vom noch schnelleren
Takt der Computer und Roboter abgelöst wurde.
In Zeiten von Internet, E-Commerce und Social
Media werden sich weder Produktion noch Logistik
weiterhin in einen Takt zwingen lassen. In der Welt
der »Sofortness« heißt es: alles immer überall und
individuell.
DER WEG IN EINE »TAKTLOSE« ZEIT
Prof. Dr. Michael ten Hompel
Geschäftsführender Institutsleiter
Fraunhofer-Institut Materialfluss
und Logistik
Doch auch wenn die vierte industrielle Revolution zu
einer tiefgreifenden Umgestaltung der wirtschaftlichen
Verhältnisse führen wird, und damit letztlich ihren
Namen mehr als verdient, so wird die Einführung
ihrer Systeme evolutionär geschehen. Eine Migration
in Richtung
DER AUTOR
Industrie
4.0 muss
Schritt für
Schritt möglich
sein, um
erfolgreich zu
sein. Hierzu müssen cyberphysische Systeme einen
Teil ihrer Intelligenz nutzen, um sich selbst in die bestehende
Welt zu integrieren.
DER MENSCH IM MITTELPUNKT
Auch für überlagerte Software-Systeme und das Supply
Chain Management wird es kein Big-Bang-Szenario
geben. Dennoch wird der Wandel grundlegend
sein, denn im Zeichen von Industrie 4.0 wird
nicht nur eine technische Innovation, sondern auch
eine Transformation der Geschäftsmodelle erfolgen.
Hierarchische Management-Modelle werden durch
dezentrale, hoch agile Strukturen ersetzt werden.
Der Wandel rund um Industrie 4.0 wird auch
weitreichende Folgen für die Beschäftigten nach
sich ziehen. Alleine in Deutschland arbeiten in der
Logistik 2,8 Millionen Menschen, die nicht einfach
durch Roboter ersetzen werden können und sollen.
Vor diesem Hintergrund erscheint das Paradigma
»Keine Zeit zu jeder Zeit« genauso unmenschlich wie
die mechanistischen Menschenbilder vergangener
industrieller Revolutionen. Der Menschen darf nicht
zum Befehlsempfänger zentraler Rechnersysteme
degradiert werden. Es gilt ihn sinnvoll in die Welt
der Industrie 4.0 einzubinden und seine Individualität
zu respektieren und sinnvoll einzusetzen. Dies
setzt allerdings voraus, dass der Mensch sich mit
cyberphysischen Systemen und sozialen Maschinen
unterhalten und mit ihnen interagieren kann. Hierzu
sind ähnliche technische Entwicklungen erforderlich
wie für die Maschinen. Die Voraussetzungen dafür
hat das Fraunhofer IML beispielsweise mit dem
»Coaster«, einem ständigen elektronischen Begleiter,
geschaffen. Eine innovative Mensch-Maschine-Schnittstelle,
mit der der Mensch in Zukunft aktiv
am Geschehen teilnimmt und nicht nur Knöpfe im
Takt der Maschinen drückt.
www.iml.fraunhofer.de
Hannover Messe | Stand C64, Halle 11
Ermöglicht wird dies durch autonome cyberphysische
Systeme, die permanent miteinander, mit dem
Internet und dem Menschen agieren. Sie erkennen
über 3-D-Kameras ihre Umwelt, unterhalten sich darüber,
wer welchen Auftrag übernimmt und ordnen
sich untereinander selbstständig neu. Bereits heute
existieren einige solcher cyberphysischen Systeme:
Fahrzeuge, die sich spontan zur gewünschten Fördertechnik
zusammensetzen, intelligente Regale,
die ihrem Kommissionierer entgegenfahren oder intelligente
Behälter, die die Teile zählen, die in ihnen
liegen. Dennoch ist dies erst eine »vorindustrielle«
Zeit. Die vierte industrielle Revolution hat noch nicht
stattgefunden. Anders als zu den Anfängen des
Internet der Dinge im Jahr 2000 halten wir heute
jedoch alle Technologien in Händen, um eine Welt
cyberphysischer Systeme und sozialer Maschinen
Wirklichkeit werden zu lassen.
DER COASTER:
VERBINDUNG ZWISCHEN MENSCH UND INDUSTRIE 4.0?
• Der Coaster ist ein Smart Assistant Device in der Größe
eines Bierdeckels.
• Das Gerät ist eine industriegeeignete Schnittstelle zwischen
Mensch und Maschine, die sich einfach bedienen lässt und
kostengünstig ist.
• Über Apps eröffnet der Coaster eine neue Dimension für kundenspezifische
Anwendungen. Geplant sind unter anderem
Apps für Sprachausgabe, Google Glass und vieles mehr.
• Dank einer hochauflösender Kamera nimmt er seine Umwelt
wahr und erkennt Barcodes, Menschen und Maschinen.
• Er vernetzt sich mit cyberphysischen Systemen einer
Industrie 4.0, mit der Cloud und mit sozialen Netzwerken.
9

Industrielle Revolution 4.0 | EINE SONDERVERÖFFENTLICHUNG DER INDUSTRIEVERBÄNDE BITKOM, VDMA, ZVEI
Erfolgsfaktoren für den Standort Deutschland
Die Aachener Perspektive von Industrie 4.0
D
ie verstärkte Einbindung von Informationsund
Kommunikationstechnik ermöglicht es
Unternehmen, ihre Kollaborationsproduktivität
zu steigern. Darunter ist das Zusammenwirken
von Mitarbeitern und Maschinen, aber auch deren
Interaktivität untereinander zu verstehen. In der Studie
„Industrie 4.0 – Steigerung der Kollaborationsproduktivität“
wurden im Rahmen des von der DFG
geförderten Exzellenzclusters „Integrative Produktionstechnik
für Hochlohnländer“ Handlungsfelder
und Maßnahmen zur Steigerung der Kollaborationsproduktivität
identifiziert.
Return on Engineering – so lautet die Maßgabe für
den Entwicklungsprozess. Prozesse zur Produktentstehung
werden radikal verkürzt, so dass schon sehr
früh erste Prototypen z. B. mittels
DER AUTOR
Prof. Günther Schuh
Werkzeugmaschinenlabor
WZL der RWTH Aachen
3-D-Drucker entstehen und damit
der gesamte Entwicklungsprozess beschleunigt
wird. Darüber hinaus zeichnet sich ab, dass
virtuelle Wertschöpfungsketten die Entscheidungsfähigkeit
der Unternehmen signifikant steigern.
Erhöhung der Transparenz durch Verwendung
hochauflösender Produktionsdaten.
So können beispielsweise
über Product-
Lifecycle-Management-
Software (PLM) vielfältige
Informationsbedürfnisse
unterschiedlicher
Entwicklungspartner
gebündelt und zielgerichtet
eingesetzt werden,
um schließlich den
Entwicklungsprozess zu
beschleunigen.
In der Produktion
gilt es ebenfalls, die Geschwindigkeit
hoch zu
halten und Kosten zu
sparen: Return on
Production. Dafür
sind revolutionär
kurze Wertschöpfungsketten
notwendig,
was durch neue Fertigungstechnologien
wie „Selective Laser Melting“ realisiert
werden kann. Ferner sind die Produktionssysteme
so zu gestalten, dass sie sich selbst optimieren
und dadurch leistungsfähiger werden. In dem Forschungsprojekt
ProSense, das aus dem Exzellenzcluster
heraus entwickelt wurde, vom BMBF gefördert
und vom PTKA
betreut wird, steht
beispielsweise die Nutzung
hochauflösender
Produktionsdaten unter
Verwendung von Sensorik
im Mittelpunkt.
Mit Hilfe dieser Projektergebnisse
ist es möglich,
in der Produktion
szenariobasiert zu agieren,
statt nur zu reagieren.
Die Aachener Perspektive
zur Realisierung
von Industrie 4.0 wird im
Fokus des diesjährigen
Aachener Werkzeugmaschinenkolloquiums
(AWK) stehen. „Return
on Engineering“ und
„Return on Production” – das sind die Erfolgsfaktoren
zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit in
Deutschland.
www.production-research.de
Hannover Messe | Stand A10, Halle 16
Industrie 4.0 aus OstWestfalenLippe
Spitzencluster Intelligente Technische Systeme (it’s OWL) liefert konkrete Bausteine für die Praxis
Intelligente Automatisierungslösungen aus dem Spitzencluster it’s OWL können
beispielsweise den Recourcenverbrauch in Großwäschereien erheblich reduzieren.
Alle reden über Industrie 4.0 – wir bieten Lösungen.
Im Netzwerk it’s OWL entwickeln
Unternehmen und Forschungseinrichtungen
neue Technologien für intelligente Produkte und
Produktionsverfahren. Dadurch können sich Maschinen,
Anlagen und Fahrzeuge an die Umgebung
und den Benutzer anpassen, Ressourcen sparen
und zuverlässig arbeiten. Ausgezeichnet im Spitzencluster-Wettbewerb
des Bundesministeriums für
Bildung und Forschung gilt it’s OWL bundesweit als
eine der größten Initiativen
für Industrie 4.0.
Kern von it’s OWL sind unsere
Weltmarktführer in der
Automatisierungstechnik wie
Beckhoff, HARTING, KEB,
Lenze, PHOENIX CONTACT,
WAGO und Weidmüller. Sie
erarbeiten gemeinsam mit
den regionalen Forschungseinrichtungen
neue Verfahren
für intelligente Automatisierung,
maschinelles
Lernen, wandlungsfähige
Produktion, selbstkorrigierende
Fertigung und intuitive
Bedienung.
Diese Technologien werden
für produzierende Unternehmen
verfügbar gemacht. So entwickelt z. B.
Kannegiesser eine selbstoptimierende Großwäscherei,
in der der Ressourcenverbrauch in erheblichem
Maße gesenkt wird. DMG MORISEIKI virtualisiert die
Arbeitsvorbereitung und optimiert so die Einstellungen
und Wartungsplanung von Werkzeugmaschinen.
CLAAS sorgt für eine intelligente Vernetzung
und Umfelderkennung von Landmaschinen. Und die
Knetmaschinen von Kemper können wie die Hände
eines Bäckers die Teigqualität „erfühlen“.
Mit it’s OWL haben wir eine einzigartige Technologieplattform,
mit der wir Industrie 4.0 auch in kleine
und mittelständische Unternehmen bringen – wie
beispielsweise durch 120 Transferprojekte.
Auf dem Weg zur vernetzten Produktion von
morgen gilt es noch viele Herausforderungen zu bewältigen,
wie die Verarbeitung großer Datenmengen
oder die Sicherheit der Kommunikation. Doch
wir sind gerüstet, den Weg zur vierten industriellen
Revolution Schritt für Schritt weiter zu gehen. Denn
OstWestfalenLippe gehört zu den fünf innovativsten
Regionen in Deutschland – so das
DER AUTOR
Dr.-Ing. Roman Dumitrescu
Geschäftsführer it’s OWL
Clustermanagement GmbH
Ergebnis eines Wettbewerbs des
Bundeswirtschaftsministeriums. Überzeugen
Sie sich selbst und erleben Sie Industrie 4.0
zum Anfassen auf dem OWL Gemeinschaftsstand
auf der Hannover Messe.
www.its-owl.de
Hannover Messe | Stand A04, Halle 16
10

Von der Vision
zur Realität
Die SmartFactory KL zeigt: Die Zukunft von
Industrie 4.0 hat bereits begonnen.
www.smartfactory.de
www.dfki.de
An den Anwender
denken
Die vierte industrielle Revolution stellt klare
Anforderungen, denen es zu begegnen gilt.
In allen Szenarien
zu Industrie
4.0 lässt sich
ein zentrales Thema
identifizieren:
DER AUTOR
Prof. Dr. Detlef Zühlke
Wissenschaftlicher Direktor
des DFKI-Forschungsbereichs
Innovative Fabriksysteme (IFS)
DER AUTOR
Jochen Streib
Vorstandsvorsitzender
Safety Network International e. V.
Gemeinsam mit rund einem Dutzend namhafter Industriepartner und
Branchengrößen hat die SmartFactory KL des Deutschen Forschungszentrums
für Künstliche Intelligenz (DFKI) erstmalig eine vollständige
Produktionslinie realisiert, in der die einzelnen Module unterschiedlicher Hersteller
mit verschiedenen Steuerungsarchitekturen nahtlos zusammenarbeiten.
Die dezentral gesteuerten Abläufe in der Fertigung werden durch digitale
Produktgedächtnisse erreicht und ermöglichen die kundenindividuelle Fertigung
verschiedener Produktvarianten. Durch die Beschränkung auf wenige
Standards und die Entwicklung einer intelligenten Infrastruktur werden bestehende
Hersteller- und Systemgrenzen aufgelöst.
Die automatische Erkennung der Anlagentopologie ermöglicht
eine hochflexible Produktionsanlage, die im laufenden Betrieb
umgebaut oder
durch neue Module
erweitert werden
kann – und innerhalb
von Minuten wieder
einsatzfähig ist.
Hannover Messe | Stand D20, Halle 8
die Kommunikation zwischen allen Teilnehmern in den
vernetzten Anlagen der Zukunft. Maschinen, Maschinenverbände
und Fabriken werden künftig autonom untereinander Daten austauschen.
Es gilt also, Vertraulichkeit, Verfügbarkeit und Integrität sicherzustellen.
In der IT sind entsprechende Verfahren in einigen Branchen seit Jahren etabliert.
Die Industrie muss vorhandene Verfahren künftig adaptieren und auf die
Anforderungen der Automatisierung anpassen, deren höchstes Gut die Verfügbarkeit
und Integrität der Anlage ist.
Branchenverbände, Hersteller und die Bundesregierung als Initiator der Zukunftsstrategie
müssen sich dieser Herausforderung stellen und den offenen
Austausch untereinander und mit Anwendern suchen. Der Ansatz, die Branchenverbände
über die Plattform Industrie 4.0 einzubinden, ist vielversprechend.
Bei der Entwicklung konkreter Lösungswege müssen die Partner aber
vor allem die Anforderungen der Anwender in Betracht ziehen, die aus vielfältigen
Branchen und Unternehmensstrukturen kommen. Nur so kann die Industrie
4.0 eine Revolution für den Standort Deutschland und Europa werden.
Gute Produkte allein
reichen nicht aus
Deutschlands Unternehmen müssen zu digitalen
Leitanbietern bei Smart Services werden.
In der Produktion und den angrenzenden Branchen hat die vierte industrielle
Revolution bereits begonnen: In der intelligenten Fabrik kommunizieren
Menschen, Maschinen und Produkte bruchfrei wie in einem sozialen Netzwerk.
Geschäfts- und Produktionsprozesse sind dynamisch, transparent
und jederzeit anpassbar. Die Fabrik wird dadurch
effizienter und ressourcenschonender.
Sie kann individuelle
Produkte zum Preis
der Massenfertigung
herstellen.
Industrie 4.0 endet jedoch nicht an Fabrikzäunen. Sie integriert
Wertschöpfungsnetzwerke von der Zulieferung über
die Produktion bis zur Wartung und zum Recycling. Riesige Datenmengen –
intelligent verknüpft und analysiert – ermöglichen innovative Dienstleistungen.
Diese Smart Services bezeichnen ein neues Paradigma: Intelligente Produkte
werden mit physischen und digitalen Dienstleistungen kombiniert und den
Konsumenten bedarfsgerecht zur Verfügung gestellt. Volkwirtschaften, die die
dafür benötigten digitalen Infrastrukturen bereitstellen, haben einen entscheidenden
Wettbewerbsvorteil. Industrie 4.0 und die Smart Service Welt sind deshalb
von essenzieller Bedeutung für den deutschen Wirtschaftsstandort.
www.acatech.de/smart-service-welt
Eine Schnittstelle
für alle Fälle
Universal Machine Connectivity for MES (UMCM)
beschreibt sowohl Transport- als auch Anwendungsschicht.
DER AUTOR
Prof. Dr. Henning Kagermann
Präsident acatech –
Deutsche Akademie der
Technikwissenschaften e. V.
DER AUTOR
Prof. Dr.-Ing. Jürgen Kletti
Vorstandsvorsitzender
MES D.A.CH Verband e. V.
Im Zuge der immer stärkeren Vernetzung in der Produktion gewinnt die
Standardisierung von Schnittstellen stetig an Bedeutung. Mit der Universal
Machine Connectivity for MES geht der MES D.A.CH Verband einen ersten,
bedeutenden Schritt in diese Richtung. Anders als gesetzte Standards
wie beispielsweise Object Linking and Embedding for Process Control (OPC)
beschreibt UMCM sowohl den Einsatz einer standardisierten Transportschicht
(zum Beispiel Extensable Markup Language oder OPC-Unified Architecture) als
auch die Anwendungsschicht und ihren logischen Aufbau.
UMCM übergibt dazu Informationen wie Maschinenstatus, Mengen, Zählerstände
oder Prozessdaten inklusive Zeitstempel in einfachen Datentelegrammen
an das Manufacturing-Execution-System (MES). Ziel dieser
Entwicklung ist ein Quasi-Plug&Work-Standard zur unkomplizierten
und zeitsparenden
Ankopplung
von Maschinen
und Anlagen.
Mit dieser universellen
Maschinenschnittstelle
unterstützt
der MES D.A.CH Verband auch das Leitmotto der
Hannover Messe Integrated Industry. Dahinter steht eine Vision vom Produktionsstandort
Deutschland, die man hierzulande auch Industrie 4.0 nennt.
www.safety-network.org
Hannover Messe | Stand D17, Halle 9
www.mes-dach.de
Hannover Messe | Stand A17, Halle 7
11

Industrielle Revolution 4.0 | EINE SONDERVERÖFFENTLICHUNG DER INDUSTRIEVERBÄNDE BITKOM, VDMA, ZVEI
Die Zukunft hat begonnen –
der Rechtsexperte ist gefragt!
Jedem Manager, der sich im Rahmen von Industrie 4.0 mit neuen Geschäftsmodellen beschäftigt, drängt sich die Frage nach
den rechtlichen Rahmenbedingungen auf: Können autonom handelnde Maschinen einen Vertrag abschließen? Welches
Haftungsregime gilt bei grenzüberschreitend vernetzten Geräten und Diensten? Dürfen Daten unternehmens- und länderübergreifend
transferiert und genutzt werden?
Manche Frage klingt wie aus einer fernen,
in der Zukunft liegenden Welt, viele Fragestellungen
sind jedoch schon heute praxisrelevant.
Bei Industrie 4.0 geht es eben nicht nur um
visionäre Geschäftsmodelle. Gerade im Zusammenhang
mit datenbasierten Dienstleistungen wie dem
Condition Monitoring sind schon heute Geschäftsmodelle
der Zukunft marktreif.
Dazu ein vereinfachtes Beispiel aus dem Umfeld
der Industrie: Der Kunde nutzt ein Aggregat zur
Erzeugung von Gasen, um den Bedarf an Gasen in
seiner eigenen Produktion
DER AUTOR
Olaf Schneider LL.M.
General Counsel,
Siemens Industry
zu decken. Ein zentrales
Element des Aggregates sind
leistungsfähige elektrische Antriebe, die einem Verschleiß
unterliegen und gewartet werden müssen.
Mit Hilfe eines Fernzugangs werden Vibrationen der
Antriebe gemessen. Die so gewonnenen Big Data
werden in einem Datencenter zentral ausgewertet
und zu neuem Wissen verknüpft (Smart Data). In einem
Servicebericht erhält der Kunde Empfehlungen,
welche Einzelteile präventiv auszutauschen sind, um
einen Ausfall des Aggregats zu vermeiden. Wenden
wir uns näher einem für einen solchen Smart Service
praxisrelevanten Themenkreis zu: Wem gehören Big
Data? Wie steht es um die wirtschaftliche Verwertbarkeit
der Smart Data in weiteren Kundenprojekten?
Die Frage nach der Eigentümerstellung an Daten
ist nicht ohne Weiteres zu beantworten. Es gibt keine
ausdrückliche gesetzliche Regelung dazu. Aus Sicht
des Serviceanbieters ist das letztlich nicht entscheidend.
Er will sicherstellen, dass
DER AUTOR
Dr. Bernd Dudel
General Counsel,
Siemens Industry
Customer Services
die vom Kunden übermittelten
Big Data für seine Vibrationsanalyse verwendet und
die von ihm generierten Smart Data zur Verbesserung
der Analysequalität und für all seine Kunden
genutzt werden können. Hier bedarf der Serviceanbieter
der Unterstützung durch einen Juristen, der
die technischen Zusammenhänge versteht und komplexe
Vorgänge ganzheitlich betrachtet. Dieser Jurist
wird mit dem Projektteam ein Modell erarbeiten,
so dass die Big Data des Kunden nicht mit personenbezogenen
Daten „infiziert“ werden und damit nicht
in den Anwendungsbereich des Datenschutzrechts
mit den hohen gesetzlichen Anforderungen fallen.
Schließlich ist im Vertrag zwischen dem Serviceanbieter
und dem Kunden eine „Nutzungsklausel“ zu
vereinbaren, nach der mit Bezug auf den Kunden
anonymisierte Smart Data in anderen Kundenprojekten
verwendet werden können: Dies ist unabdingbar
für den Serviceanbieter und zum Vorteil des Kunden,
da durch umfassende Analysen die Servicequalität
signifikant verbessert werden kann. Die rechtlichen
Fragestellungen werden komplexer, wenn ein
Cloud-Computing Service länderübergreifend bereitgestellt
wird.
Es zeigt sich bereits bei diesem kleinen Ausschnitt
der aufgeworfenen Rechtsfragen: Der Rechtsexperte
für Industrie 4.0 ist schon heute gefragt!
» Spitze der technologischen
Entwicklung«
Prof. Siegfried Russwurm, Mitglied des Vorstands der Siemens AG und CEO Siemens Industry,
über Herausforderungen und konkrete Lösungen von Industrie 4.0.
Worin bestehen die Anforderungen an die
moderne Produktion?
Im Grunde sind die Anforderungen an produzierende
Industrieunternehmen seit Jahrzehnten die gleichen:
Produktivität, Geschwindigkeit und Flexibilität müssen
ständig erhöht werden. Hinzu kommt die immer
stärkere Individualisierung der Produkte. Das alles
verlangt nach einer Produktion, die auf alle Anforderungen
reagieren kann. Industrie 4.0 gibt dafür
genau die richtigen Antworten.
Alle sprechen von Industrie 4.0 –
kann man es heute schon kaufen?
Viele Elemente dieser Vision sind heute schon verfügbar.
Ich denke da an Themen wie Kommunikation
und Vernetzung, die Datendurchgängigkeit von
Produktentwicklung und Produktionsablauf, die Integration
von virtueller und realer Welt. All das sind
Bausteine von Industrie 4.0. Das eigentliche Zeitalter
von Industrie 4.0 haben wir noch vor uns – Wir erwarten
dass die Entwicklung dahin in etwa 15 Jahren
abgeschlossen sein wird.
Können Sie Beispiele nennen, wo heute
schon so gearbeitet wird?
Da gibt es viele – hier mal exemplarisch zwei sehr
unterschiedliche: Mit unserer PLM Software hat das
Jet Propulsion Laboratory der NASA den Mars Rover
Curiosity entwickelt; eine Pionierleistung für ein
einmaliges Produkt, dessen Funktionieren in einer
besonders herausfordernden Umgebung nur durch
vorherige intensive Simulation sichergestellt werden
www. siemens.com/de
Hannover Messe | Stand D35, Halle 9
konnte. Zusammen mit VW haben wir eine 17 Jahre
alte Pressenstraße modernisiert. Wir haben diese
mit unserer Software komplett simuliert und so pro
Minute zwei Extra-Hübe realisiert – das sind pro
8-Stunden-Schicht etwa 1000 Teile mehr, und das bei
gleichzeitig 40% Energieeinsparung.
In welchen Bereichen gibt es
noch Handlungsbedarf?
Viele der offenen Fragen sind identifiziert worden, allein
es fehlen noch Antworten und mitunter auch die
Treiber, die danach suchen. Auch das ist ein Grund
dafür, dass Industrie 4.0 nicht plötzlich „fertig“ sein
wird. Da liegen schon noch einige Jahre harter Arbeit
vor allen Beteiligten. Aus meiner Sicht muss vor allem
an den Themen der teilautonomen Optimierung, der
physischen und der IT-Sicherheit, semantischer Standards
und Kooperationen gearbeitet werden. Aber
auch Themen der Ausbildung und des „lebenslangen
Lernens“ sind noch weiter auszubauen.
Wo steht Deutschland im
internationalen Vergleich?
Unternehmen aus Deutschland – große Firmen genauso
wie der eher mittelständisch geprägte Maschinenbau
– geben weltweit den Ton an und werden mit
ihrer ausgeprägten Exportorientierung hochqualitative
Produkte verfügbar machen. Im internationalen
Vergleich steht Deutschland damit an der Spitze der
technologischen Entwicklung – sowohl was die Anbieterseite
angeht als auch die Anwendung in den
eigenen Werken.
12