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Expertenbeitrag

Sören Rose

Sören Rose

Geschäftsführer, inray Industriesoftware GmbH

Industrie 4.0 Umsetzung

Industrie 4.0 lebt vom Datenaustausch - zeitnah und zielgerichtet

| Autor/ Redakteur: Sören Rose / Sebastian Human

Industrie 4.0 ist das neue Ziel. Doch was genau hebt eine Produktion auf dieses Level? Der richtige Datenaustausch ist eines der Kernelemente. Selbstoptimierung und Selbststeuerung wird nur möglich, wenn die richtigen Daten zur richtigen Zeit zur Verfügung stehen.

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Der Weg in die Industrie 4.0 führt über die Vernetzung der Maschinen, Systeme und Produkte.
Der Weg in die Industrie 4.0 führt über die Vernetzung der Maschinen, Systeme und Produkte.
( Bild: inray Industriesoftware GmbH )

Die nächste industrielle Revolution ist die Industrie 4.0 Es geht dabei um die selbstoptimierende und selbststeuernde Produktion in den entsprechenden Unternehmen. In der neuen industriellen Welt sind alle Beteiligten der Wertschöpfungskette vernetzt und tauschen Daten aus. Dazu gehören Maschinen, Systeme, die Produkte und auch der Mensch.

Industrielle Produktion ohne Datenaustausch: träge und unflexibel

Die konventionelle Produktion ist durchaus hochoptimiert und effektiv. Aber eben nur für die Massenproduktion und ohne schnelle selbstoptimierende Informations-Regelkreise. Für die Produktion hoher Stückzahlen werden Maschinen mit Auftragsinformationen versorgt und können dann, unter konstanter Versorgung mit Energie, Rohstoffen und Materialen, autark von anderen Systemen produzieren.

Erkenntnisse über die Produktion und aus dem Lebenszyklus des Produktes fließen nur träge zurück in die Produktion zur Optimierung der Prozesse. Ebenso ist eine Erhöhung der Variantenvielfalt in der Produktion nur mit hohem Aufwand möglich, da die Informationen über Herstellungs-Parameter der Varianten verwaltet, bereitgestellt und angewendet werden müssen.

Systeme vernetzen: der erste Schritt in die Industrie 4.0

Der Weg in die Industrie 4.0 führt über die Vernetzung der Maschinen, Systeme und Produkte. Ist diese gegeben, wird der Austausch von Daten möglich und damit beginnt der Informationskreislauf. Die Vernetzung kann und muss auf verschiedensten Wegen erfolgen. Hier mischen sich proprietäre Kommunikationsprotokolle mit Standards, die als Industrie-4.0-Protokolle gehandelt werden (z.B. OPC UA), sowie diversen IoT-Technologien und Protokollen. Durch Gateways und Bridging-Lösungen wird der Informationsfluss schließlich horizontal - vom Kunden über das ERP bis hin zur Maschine - ebenso wie vertikal - zwischen den an der Produktion beteiligten Systemen - möglich.

Richtige Daten zum richtigen Zeitpunkt im richtigen System

Die durchgängige Vernetzung erlaubt den schnellen und zeitnahen Datenaustausch zwischen den Systemen, die eine Information benötigen und den Systemen, die über die Information verfügen.

Eine durchdachte Vernetzung ist die Basis für einen zuverlässige Informationskreislauf.
Eine durchdachte Vernetzung ist die Basis für einen zuverlässige Informationskreislauf.
( Bild: inray Industriesoftware GmbH )

So kann ein Kundenauftrag in einem ERP-System die Parameter enthalten, die zur kundenspezifischen Herstellung eines Produktes notwendig sind. Durch die Vernetzung kann die Maschine über die zu produzierenden Aufträge inklusive der zugehörigen Herstellungs-Parameter informiert werden. Die Maschine ist dann in der Lage kundespezifisch zu produzieren, soweit es die Technik erlaubt. Über den vertikalen Informationsaustausch können vor- und nachgelagerte Prozesse mit den notwendigen Informationen für die weitere Bearbeitung versorgt werden.

Letztendlich wird das einzelne Produkt identifizier- und rückverfolgbar ausgeliefert und liefert im Optimalfall während seiner Laufzeit ebenfalls Daten an die Produktion und Entwicklung zurück, um Optimierungen zu ermöglichen.

Alte Systeme, neue Möglichkeiten

Die Vernetzung startet oftmals mit klassischen, bereits vorhandenen Systemen wie ERP, MES (Manufacturing Execution Systems), Steuerungen (SPS), Identifizierungssystemen (Etikettendrucker, RFID AutoID Systeme). Durch die automatische, schnelle und valide Versorgung dieser Systeme mit Daten werden die Ziele der Industrie 4.0 möglich: Selbststeuerung und Selbstoptimierung.

Ständige Weiterentwicklung von Vernetzungsmöglichkeiten ermöglicht es zusätzlich, dass Systeme, Produkte und Menschen auch über die Cloud, also über weltweit verteilte Netzwerke, über ständige Verbindungen und Datenaustausch verfügen.

Umsetzung von Industrie 4.0

Die Umsetzung von Industrie 4.0 Datenkommunikation muss über Softwaresysteme erfolgen, welche einzelne Systeme über proprietäre oder standardisierte Protokolle verbinden und für den Austausch der richtigen Daten zum richtigen Zeitpunkt sorgen. Diese Aufgabe lässt sich mit einem speziellen OPC Router lösen. Mit seinen zahlreichen Plug-ins verbindet er eine große Bandbreite an produktionsrelevanten Systemen und transferiert Daten zur richtigen Zeit zum richtigen System.

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