Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB

visIT Industrie 4.0 2017

Das neue Themenheft des Fraunhofer IOSB

Ist das Industrial Internet of Things (IIoT) der Nachfolger von Industrie 4.0? Diese Frage beantwortet unsere Autorin Ljiljana Stojanovic in ihrem Beitrag. Sie zeigt auf, wie Unternehmen IoT-Plattformen sinnvoll einsetzen und welche Arbeitsteilung sich zwischen lokaler
Vorverarbeitung (»Edge processing«) und der Datenauswertung in der Cloud ergibt. Unser IT-Sicherheitslabor für die Produktion, über das wir im visIT bereits mehrfach berichtet haben, ist nun Teil eines umfangreichen Fraunhofer-Fachhochschul-Laborverbundes.

Industrie 4.0 wird variantenreiche Produktion ermöglichen: Sebastian Robert und Michael Voit stellen die Demonstrationsplattform M²-Assist vor. Mit ihr verknüpft das Fraunhofer IOSB modernste Verfahren maschinellen Sehens mit innovativen Assistenzfunktionen, um den Werker in einer wandlungsfähigen Montage gezielt unterstützen zu können.

Eines der zukünftigen spannenden Forschungs- und Entwicklungsfelder beschreiben Julius Pfrommer und Olaf Sauer: Gemeinsam mit Partnern aus dem Karlsruher Institut für Technologie (wbk-KIT) und der Fraunhofer-Gesellschaft (Fraunhofer ICT) arbeiten wir daran, unreife Produktionsprozesse schneller als bislang zu industrialisieren. Die Arbeiten zu unreifen Prozessen werden zukünftig in der Karlsruher Forschungsfabrik stattfinden; sie ist ein rund 5 000 m² großes Entwicklungs- und Testzentrum am Campus-Ost des KIT, in dem wir gemeinsam mit industriellen Partnern arbeiten werden. Parallel zu allen laufenden Entwicklungsarbeiten ist es unerlässlich, die Standardisierung voranzutreiben und auch Testumgebungen zu schaffen, die Unternehmen nutzen können, um die Produkte der nächsten Generation im Zusammenspiel mit anderen Komponenten zu erproben.

Industrie 4.0
 
Industrie 4.0: Vom Hype zur operativen Realität

IoT-isierung der Produktion

Lernlabor Cybersicherheit

M²-Assist

Schnelle Industralisierung unreifer Produktionsprozesse in der Karlsruher Forschungsfabrik

Standatisierungs- und Testbettarbeiten

PLUGandWORK Cube - Industrial IoT Adapter basierend auf dem Standards OPC UA und Automation ML

Das Fraunhofer Schalenmodell erreicht Orientierung und Einstieg in Industrie 4.0

 

 

Das visIT Industrie 4.0 als PDF

 

Industrie 4.0: Vom Hype zur operativen Realität

Als wir 2014 unsere erste Marktstudie zu den Umsetzungschancen von Industrie 4.0 Applikationen veröffentlichten, hatten viele fertigende Unternehmen das Thema zwar auf ihrer Agenda, die Umsetzung war aber noch rudimentär. Heute haben alle führenden Unternehmen ihr Produktportfolio um digitale Funktionen und innovative Serviceangebote erweitert und neue digitale Geschäftsmodelle entwickelt. Entlang der gesamten Wertschöpfungskette werden Industrie 4.0 Lösungen umgesetzt, von der Einführung Cloud-basierter MES Lösungen oder sensorgestütztem Qualitätsmanagement auf Basis von Big Data Analysen, bis hin zu Predictive Maintenance Lösungen zur Erhöhung der Anlagenverfügbarkeit. Die Digitalisierung steht heute ganz oben auf der Agenda des Top-Managements. Industrie 4.0 ist kein Hype mehr, sondern wird operative Realität.

PLUGandWORK Cube – Industrial IoT Adapter basierend auf den Standards OPC UA und AutomationML

Industrie 4.0 und Industrial Internet setzen auf Konzepte wie den Digital Twin. Der digitale Zwilling kann nur geschaffen werden, indem die realen Assets eine virtuelle Repräsentation erhalten. Dies setzt unter anderem die transparente Kommunikationsfähigkeit der Maschinen und Geräte in der Fabrik voraus.

Schnelle Industrialisierung unreifer Produktionsprozesse in der Karlsruher Forschungsfabrik®

Das Hochlohnland Deutschland und das Land Baden-Württemberg verdanken einen Großteil ihres Wohlstandes der Fähigkeit, schnell und immer wieder innovative Produkte auf den Weltmarkt zu bringen. Dabei ist es entscheidend, permanent einen wissenschaftlichen und technologischen Vorsprung zu internationalen Wettbewerbern und potenziellen Nachahmern aufrecht zu erhalten. Kommen für Produkte neuartige Fertigungsprozesse zum Einsatz, werden diese bislang erst auf Versuchsständen zur Serienreife entwickelt und danach in eine (verkettete) Fertigungsanlage für die industrielle Produktion überführt. Diese sequentielle Vorgehensweise führt dazu, dass zwischen der Entwicklung neuer Fertigungsansätze und der Platzierung von Produkten am Markt eine erhebliche Zeitspanne liegt.

IoT-isierung der Produktion

Laut wird die Zahl intelligent vernetzter Geräte bis zum Jahr 2020 auf über 50 Milliarden ansteigen und das Internet der Dinge (IoT) hat das Potenzial, bis dahin einen Anteil von 11% der Weltwirtschaft auszumachen. Der Produktionssektor wird wahrscheinlich einer der Hauptanwender von IoT–Technologien sein. Auf der anderen Seite wird das IoT als eine der bahnbrechenden Technologien angesehen, die dazu geeignet sind, die Produktionslandschaft zu revolutionieren.

Lernlabor Cybersicherheit

Mit der zunehmenden Digitalisierung der Gesellschaft wächst das Bedrohungspotential von Cyberattacken deutlich an. Neben bisherigen Angriffen treten auch Angriffsszenarien auf kritische Infrastrukturen und hochskalierte Angriffe auf Industrieanlagen in den Vordergrund. Daher ist IT-Sicherheit bzw. Cybersicherheit eine Querschnitts- und Schlüsseltechnologie für eine funktionierende moderne Gesellschaft und Industrie.

M²-Assist

Industrie 4.0 unterstützt die variantenreiche Produktion und kundenindividuelle Massenproduktion. Um der nachgefragten Sortenvielfalt in kürzer werdenden Produktlebenszyklen entsprechen und Produktionskosten minimieren zu können, gewinnen hochmoderne Lösungen der manuellen Montage zunehmend an Bedeutung.

Das Fraunhofer Schalenmodell erleichtert Orientierung und Einstieg in Industrie 4.0

Für viele Unternehmen ist die Entwicklung einer nachhaltigen Industrie 4.0-Strategie, die »Quick Wins« und »Big Wins« gleichermaßen erschließt, eine große Herausforderung. Denn es geht darum, aus der Fülle der möglichen Ansätze und Lösungen eine integrierte und abgestimmte Strategie und Roadmap zu entwickeln. Erschwerend kam bisher hinzu, dass es kein wirklich ganzheitliches Modell gab, das diesen Raum der mit Industrie 4.0 verbundenen Themen abbildet und damit das Finden und Setzen der eigenen Prioritäten erleichtert.

Industrie 4.0 Standardisierungs- und Testbettarbeiten

Die Umsetzung der Industrie 4.0 Ideen kann nur gelingen, wenn der Aufwand zur Kopplung und Kooperation der Systemkomponenten unterschiedlicher Hersteller deutlich reduziert wird. Diese Forderung zielt auf die syntaktische und semantische Interoperabilität der werttragenden Systemkomponenten eines Unternehmens (sog. Assets). Gemäß RAMI4.0 reicht die Spannweite der Assets von Sensoren und Aktoren, über Produktionszellen bis hin zu Fabriksystemen. Das Fraunhofer IOSB ist in zweierlei Hinsicht beteiligt und in der Fachszene sichtbar: 1. durch aktive Teilnahme an Standardisierungsarbeiten und 2. durch Test- und Experimentierumgebungen.