Die 4. Industrielle Revolution kommt in Schwung:
Smarte Apps für Smartphones steuern Smart Factories

Am Internet kommt keiner vorbei. Auch die Weltleitmesse der Metallbearbeitung EMO Hannover 2013 (16.9. bis 21.9.2013) wird davon geprägt sein. Unter dem Motto "Intelligence in Production" werden internetbasierte Anwendungen präsentiert, die weit über bisherige Online-Bestellungen, Klick-Orders und vernetzte Fernwartung hinaus-gehen. Die Vision von der schönen, neuen Internetwelt, in der ganze Produktionsanlagen in Smart-Factories per Smartphone ge-steuert werden, ist gar nicht mehr so unrealistisch.


Licht einmal kurz ein- und wieder ausgeschaltet, Heizung auf Sparflamme, Rollläden unverdächtig halb geöffnet - Fred Äpple, Inhaber eines mittelständischen Zuliefer-betriebs, legt sein Mobiltelefon beruhigt zur Seite: In der heimatlichen Wohnung ist alles in Ordnung. Gerade will er sich in seinem Strandkorb an der Ostsee wieder zurück lehnen, da klingelt es erneut. Sein neues Bearbeitungszentrum ruft an: "Hallo Chef, der aktuelle Auftrag ist erledigt, was soll ich jetzt tun?" Äpple denkt kurz nach, tippt ein paar Befehle ein, die Maschine bestätigt: "OK Chef, wird erledigt" - und der Firmenchef weiß nun, dass auch in der heimatlichen Produktion alles wie geschmiert läuft.


Apps sind in - mit modernen Handy-Heinzelmännchen lassen sich heute Maschinen, Anlagen und Komponenten via Smartphone steuern. Über 21 Millionen Deutsche, also gut jeder vierte Bundesbürger, nutzen nach aktuellen Angaben des Bundesverbands Informationswirtschaft, Telekommunikation und neue Medien e.V. (Bitkom), Berlin, mittlerweile Smartphone-Programme, so genannte Apps, auf ihrem Mobiltelefon. Durchschnittlich hat jeder Smartphone-Besitzer dabei 23 Apps installiert, jeder Siebte sogar mehr als 40. Apps gibt es inzwischen für jede Lebenssituation - bis hin zur Senioren-App, die im Notfall den Weg weist zu diensthabenden Ärzten und Apotheken.


Nach Einschätzung von Dr. rer. nat. Volkmar Denner, für Forschung und Vorausentwicklung, Technikkoordination, Produktplanung und Technik zuständiger Vorsitzende der Geschäftsführung der Robert Bosch GmbH, "müssen wir uns alle darauf einstellen, dass wir vor einem Paradigmenwechsel stehen, dass sich unser Geschäftsleben durch das Internet der Dinge und Dienste grundlegend verändern wird". Bosch stelle sich dieser Herausforderung: "Wir wollen die virtuelle und die physische Welt verbinden." Wenig planbar sei jedoch, welche Applikationen (zum Beispiel Apps für i-Phone) sich am Markt durchsetzen werden. Deshalb gelte es, explorativ (also erforschend) vorzugehen und agil zu sein.


Alle Elemente
intelligent vernetzen


Erforschend und zweifelsohne auch agil gehen in Sachen Internetnutzung und mobile Vernetzung die Stuttgarter Institute IPA, IFF und ISW vor. Für Prof. Dr.-Ing. Thomas Bauernhansl, Leiter des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA), des Instituts für Industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb (IFF) und des neugegründeten Instituts für Energieeffizienz in der Produktion (EEP) an der Universität Stuttgart, geht es in der Produktion im Grunde darum, "dass man alle Elemente mit Intelligenz und Kommunikationsmöglichkeiten versieht, also um eine intelligente Vernetzung von dezentralen Informationsträgern und Informationserzeugern".


Die so genannte Smart Factory stehe eigentlich im Mittelpunkt der vierten industriellen Revolution: "Dort werden alle Technologien eingesetzt, die aus der Informations- und Kommunikationstechnologie, aber auch aus dem Maschinenbau kommen." Man werde die Freiheit des Internets, in der jeder alles veröffentlichen und kostenlos nutzen kann, auf die Systeme in der Produktion übertragen müssen. Die flexible Auftragsabwicklung werde letztendlich von den Aufträgen selbst übernommen: "Wenn irgendwo eine Störung an einer Maschine auftritt und der Auftrag dort nicht abgearbeitet werden kann, dann weiß der intelligente Auftrag, sprich das intelligente Produkt, das gerade hergestellt wird, wen er noch ansprechen kann und sucht eine alternative Route in der Produktion, ohne dass ich mich darum kümmern muss. Und erst wenn er es nicht schafft, pünktlich zu sein, meldet er sich, und der Mensch muss sich einschalten. Das hört sich etwas utopisch an, aber das geht! "Messen wie die EMO Hannover 2013 sind ein hervorragendes Schaufenster zur Darstellung dieser heute noch utopisch anmutenden Möglichkeiten", so Baumhansl.


"Vorsichtig optimistisch" äußert sich dagegen sein Kollege Prof. Dr.-Ing. Prof. h.c. Dr. h.c. mult. Alexander Verl, Leiter des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) und des Instituts für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW) der Universität Stuttgart: "Die 4. Industrielle Revolution wurde zwar ausgerufen, sie hat aber noch nicht stattgefunden: Die proklamierten cyberphysischen Systeme (CPS) sind meist zu teuer, nicht zuverlässig genug und häufig überdimensioniert."


Eine weitere Hürde für das Internet der Dinge im Rahmen des Industrie 4.0-Hype sei die fehlende Standardisierung. Einheitliche Schnittstellen zwischen CPS sind nicht vorhanden oder können noch nicht optimal untereinander kommunizieren. Dazu kommen die steigenden Kosten der Hardware: Sensorik-Aktorik-Systeme mit hoher Komplexität sind noch zu teuer, um CPS wirtschaftlich zu machen. Erst nach der Einführung von Kommunikationsstandards und einer klaren Darstellung der mechanischen und elektronischen Bauteile in Kombination mit einem sinnvollen Softwarepaket "wird man über zuverlässige und marktreife CPS reden können".


Apps bieten große Potenziale


Mögliche App-Konzepte aus Anwendersicht erläutert Dr.-Ing. Jan Kotschenreuther, Vice President Software & Controls der MAG Europe GmbH, Göppin-gen: "Apps lassen sich für Vertriebs- und Marketingzwecke genauso einsetzen wie für die Produktionsplanung und -steuerung. Sie bieten, in Verbindung mit einer intelligenten, sicheren Infrastruktur große Potenziale zur Vereinfachung des Informationsaustauschs und ermöglichen es, auf veränderte Anforderungen schneller denn je zu reagieren." Realisiert wurde bereits eine Website für Smartphones, die es erlaubt, den aktuellen Zustand eines Maschinenparks im Überblick zu sehen. Als einzigen Grund, warum die Fertigung von (über-) morgen nicht vom Handy aus gesteuert werden könnte, sieht Kotschenreuther "den begrenzten Platz auf dem Bildschirm. Mit einem Laptop oder einem Handheld-Device wäre es durchaus möglich, eine Fertigung zu steuern".


Die Frage, ob der Mensch künftig Prozesse wie weiland Goethes Zauberlehrling kaum noch beeinflussen könne, beantwortet der Experte mit einer Gegenfrage: "Warum ist CIM in den 80er Jahren gescheitert? Die Grundidee war sicherlich richtig, doch es scheiterte an Faktoren wie unzureichende Tiefe der elektronischen Datenverarbeitung, Überforderung der damaligen IT und zu hohe Kosten für die Hardware. Zudem fehlte die Fokussierung auf den Menschen. Viele dieser Hindernisse sind mit den heutigen Möglichkeiten aus dem Weg geräumt."


Auf der EMO Hannover 2013, so Kotschenreuther, "sollten wir mit Ansätzen rechnen, wie solche Konzepte aussehen können. Es stehen neben den Ideen für die Apps vor allem noch erprobte Konzepte für den 'App-Store' aus. Hierbei handelt es sich um Themen wie Datensicherheit, Daten-austausch, Zugriffsberechtigungen oder Geschäftsmodelle".


Fred Äpple in seinem Strandkorb jedoch ficht das alles nicht an. Gerade erinnert ihn seine neueste App daran, dass er das wichtigste Innovations-Highlight des Jahres in den Timer eintragen muss: Die EMO Hannover 2013.


EMO Hannover 2013
16.9. bis 21.9.2013, Messegelände Hannover


Bilder: R. Eberhard, messekompakt.de, EBERHARD print & medien agentur gmbh
Autor: Walter Frick, Fachjournalist aus Weikersheim
Quelle: VDW

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