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Industrie 4.0 – ein Blick in eine vernetzte Zukunft

Industrie 4.0 – ein Blick in eine vernetzte Zukunft

 

Derzeit werden in verschiedenen Ländern die Rechte für die neuen 5G-Mobilfunknetze vergeben. Damit macht die Digitalisierung einen weiteren, wichtigen Schritt nach vorn. Daten können künftig in größerem Umfang und in kürzerer Zeit übermittelt werden – eine wichtige Voraussetzung für das Internet der Dinge. Welche Auswirkungen könnte der neue 5G-Standard auf Konzepte wie Industrie 4.0 haben? Wagen wir einen Blick in die digitale Zukunft! 

 

Vernetzung automatisierter Fertigungsprozesse 

 

Flexible Produktion, kundenzentrierte Fertigung und optimierte Herstellungs- und Logistikprozesse auf der Grundlage von Daten stehen im Mittelpunkt von Industrie 4.0. Der 5G-Mobilfunkstandard wird den bisherigen Industrie 4.0-Konzepten Aufschwung verleihen und die Einführung digitaler Technologien in der Produktion beschleunigen. Damit wird die Geschwindigkeit und das Volumen beim Informationsaustausch entscheidend beeinflusst, so dass ganze Fertigungsanlagen vernetzt und automatisiert werden können. Hinzu kommen neue Anwendungsmöglichkeiten in den Bereichen virtueller Realität, künstlicher Intelligenz und autonomer Systeme, welche den Weg zum digitalen Unternehmen freimachen.  

 

Augmented/Virtual Reality auf dem Vormarsch 

 

Von der Simulation möglicher Szenarien in einer total virtuellen Welt bis hin zur Überlagerung der Wirklichkeit durch eine zusätzliche Informationsschicht bietet der Bereich AR/VR eine enorme Fülle an Anwendungsmöglichkeiten. Webbasierte Assistenzsysteme vermitteln ein cyberphysikalisches Abbild der Realität. Dadurch können z.B. Servicetechniker unter Anleitung eines virtuellen Systems Wartung an komplexen Anlagen vornehmen, ohne sich mit dicken Handbüchern herumschlagen zu müssen. Dank der zunehmenden Leistungsfähigkeit der Datenverbindungen lassen sich Bilder in Echtzeit übermitteln und direkt digital verwerten. 

 

Künstliche Intelligenz als Schlüsseltechnologie 

 

KI-basierte Anwendungen planen, steuern und korrigieren Abläufe selbständig und lernen laufend dazu. Während die Komplexität globaler Wertschöpfungsketten für uns Menschen einer Blackbox gleicht, erkennen KI-Systeme Zusammenhänge und Abhängigkeiten. Auf dem Weg zur Null-Fehler-Produktion wird Künstliche Intelligenz (KI) zur Schlüsseltechnologie der Zukunft. Abweichungen werden antizipiert und spätestens beim Eintreten umgehend korrigiert. Ähnlich wie beim Schachspiel ist KI in der Lage, alle denkbaren Varianten in Sekundenbruchteilen zu vergleichen und das optimale Vorgehen zu bestimmen. Noch haben wir Menschen dabei das Sagen, doch die Zeiten könnten sich rasch ändern. 

 

Eine Welt voller Sensoren im Internet of Things 

 

Sensoren verleihen Maschinen die Fähigkeit, physikalische Zustände zu erfassen wie z.B. Temperatur, Feuchtigkeit, Luftdruck, elektrische Spannungen, Bewegungen usw. Werden diese Informationen laufend erfasst, entsteht daraus eine riesige Datenmenge. Das allein nützt wenig, wenn ein „Gehirn“ fehlt, welche diese Daten auswertet und interpretiert. Erst dann ist es möglich, entsprechende Maßnahmen abzuleiten. Die Abweichung von einer Normkurve kann beispielsweise auf eine bevorstehende Störung hinweisen und selbständig einen Wartungsauftrag auslösen. Oder von Sensoren wahrgenommene Materialbeschaffenheit steuert alternative Verarbeitungsprozesse. Die Anwendungsmöglichkeiten sind fast grenzenlos.  

 

Intelligente, autonome Systeme breiten sich aus 

 

Die Fähigkeit von Maschinen, mittels Sensoren laufend Daten zu sammeln, wird vor allem dann spannend, wenn diese Informationen zentral aufbereitet, ausgewertet und in logische Zusammenhänge gestellt werden können. Der Schluss liegt nahe, dass solche Systeme auch autonom, d.h. ohne menschliches Zutun, funktionieren können. Autonome Fahrzeuge oder selbstlernende Roboter sind nur zwei Beispiele, wohin die Reise gehen wird. Dabei stehen wir Menschen vor der Herausforderung, die ständige Weiterentwicklung solcher intelligenter, autonomer Systeme jederzeit verstehen und kontrollieren zu können.  

 

Industrie 4.0 als Grundlagen neuer Nutzungskonzepte 

 

Wenn Industrie 4.0-Konzepte noch mehr Fahrt aufnehmen, wird es nicht ohne Veränderungen im Produktions- und Logistikumfeld gehen. Über Sensoren erfasste Daten lassen sich beispielsweise in serviceorientierten Geschäftsmodellen nutzen, zum Beispiel mittels Predictive Maintenance. Die Koordination von Datenströmen aus übergreifenden Fertigungs- und Logistikprozessen erfordern trotz smarter Systeme eine zentrale Überwachung und die Zusammenführung unterschiedlicher Datenformate. Hier sind ebenso neue Dienstleistungen gefragt wie beim Thema Sicherheit, welche die Digitalisierung in der Fertigung noch stärker begleiten wird. Aus Kundensicht wird die Evolution von Industrie 4.0 dazu führen, dass sich dank digitaler Unterstützung immer komplexere Systeme entwickeln lassen – smarte Assistenzsysteme und künstliche Intelligenz machen es möglich. Der gesamte Lebenszyklus von Produkten – von der Konstruktion über die Wartung bis zur Entsorgung – lässt sich in einem kontrollierten Kreislauf überwachen, welcher Produzenten und Konsumenten verbindet und das Business neu definiert