Umsetzungsempfehlungen für das Zukunftsprojekt Industrie 4.0

Energieverbrauch in einer Fabrik berechnen. Oft ist
das Ziel von Erklärungsmodellen, Design-Entscheidungen
von Ingenieuren zu verifizieren.
Über die Planungsmodelle hat die digitale Welt also signifikanten
Einfluss auf das Design der realen Welt,
über die Erklärungsmodelle hat umgekehrt die reale
Welt Einfluss auf die Modelle der digitalen Welt. 1
Da Modelle in der Regel eine formale Beschreibung
beinhalten, kann man sie durch Rechner verarbeiten
lassen, die somit die Routinearbeiten eines Ingenieurs
wie beispielsweise Berechnungen oder wiederkehrende
Tätigkeiten übernehmen können. Damit besteht ein
Nutzen von Modellen darin, manuelle Tätigkeiten zu
automatisieren beziehungsweise. Tätigkeiten, die bisher
in der realen Welt erfolgten, nun in der digitalen
Welt durchführen zu können.
Die Potenziale von Modellen sind nicht nur für Industrie
4.0 enorm. Beispielsweise können Risiken in Projekten
durch das frühzeitige Aufdecken von Fehlern oder
die frühe Verifikation von Anforderungen und der Tragfähigkeit
von Lösungen reduziert werden. Oder es lassen
sich durch einen transparenten Informationsfluss
Effizienzsteigerungen im Engineering erzielen, durch
eine Verbesserung interdisziplinärer Zusammenarbeit
und durch konsistente Engineering-Daten.
Erklärungsmodelle, welche die Wirkzusammenhänge
und das Verhalten der realen Welt abbilden, können
Abbildung 11:
Beispiel einer Referenzarchitektur
für eine
CPS-Plattform
Forschung und
Entwicklung
Applikationsplattform
(Services, API)
Kunden
Aggregations-
Plattform
Basis-
Services
Integrations-
Services
Daten-
Backbone
Marktplatz-Portal (öffentlich)
Identity & Access Mgmt
(AAA, SSO)
MES
Reporting
Remote
Service
Service x
Herstellerspezifischer MSB
nicht nur in der Entwicklungs- und Auslegungsphase
zur Verifizierung, sondern zukünftig vor allem in der
Betriebsphase genutzt werden, um den regulären Betriebszustand
zu überwachen, Verschleiß ohne Produktionsunterbrechung
zu erkennen oder Kompo nen ten-
ausfälle und Störungen vorherzusagen.
Herausforderungen
Die Simulation mittels einer Modellbildung wird vor allem
in KMU heute noch nicht standardmäßig zur Auslegung
und Optimierung von Fertigungsprozessen
eingesetzt. Eine große Herausforderung für Industrie
4.0 besteht daher darin, der breiten Masse der Ingenieure
die Potenziale von Modellen zu vermitteln und
ihnen Methoden und Werkzeuge an die Hand zu geben,
wie sie Systeme aus der realen Welt mittels geeigneter
Modelle in der virtuellen Welt abbilden (s.
Kap. 5.6). Teilweise liegen über Sachverhalte (wie
etwa chemische Zusammenhänge bei der Fertigung)
gar keine geeigneten Modelle vor oder sie sind nur
schwer in ein formales Modell zu überführen.
Die explizite Erstellung von Modellen in Industrie 4.0
bedeutet zunächst einmal ein zusätzliches Investment
im Vergleich zu einer Vorgehensweise ohne explizite
Modellierung. Denn man verlagert Wertschöpfung in
eine frühere Phase mit dem Ziel, Folgekosten in späteren
Phasen zu reduzieren.
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Leistungsabrechnung ggü
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MSB: Integrationsplattform, Workflow-Steuerung
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CRM
Integration
ERP
Integration
Quelle: Hewlett-Packard 2013
Industrie 4.0 47
5 Handlungsfelder