Industrie 4.0

Der Begriff Industrie 4.0 wurde durch das Bundesforschungsministerium (BMBF) geprägt. Er bezeichnet ein Forschungsprojekt (bzw. eine Forschungsagenda), mit dem die Vernetzung der Objekte in der physischen Welt durch Informations- und Kommunikationssysteme erforscht und gestaltet werden soll. Physische Objekte im industriellen Umfeld sind z.B. Arbeitssysteme ( Menschen, Maschinen) Transportsysteme, Handling- und Lagereinrichtungen, aber auch Produkte.

Mit dem Begriff Industrie 4.0 eng verbunden sind die Begriffe "Internet der Dinge" (Internet of things (IoT)) und "Cyber-Physical Systems" (CPS). Ziel ist es, automatisierte Produktions- und Logistikressourcen durch moderne IT-Technologien zu koppeln und damit durch die Bereitstellung aktueller Informationen die Produktion und die Logistik in die Lage zu versetzen, flexibel und schnell auf Kundenwünsche (evtl. auch auf deren Änderungen) zu reagieren. Das Ganze mündet in flexiblen, digitalisierten Wertschöpfungsprozessen, die schnell an Änderungen auf der Beschaffungs- wie auf der Absatzseite angepaßt werden können.

Neue technische Möglichkeiten (Mobile Kommunikationsgeräte, Smartphones) sollen genutzt werden, um die Wertschöpfungsprozesse schneller, flexibler und kostengünstiger zu machen.

Beispiele:

  • Ein Lagerplatz versendet nach der Entnahme einer Produkteinheit über das Internet eine Meldung über diesen Vorgang, welche dann gegebenenfalls einen Beschaffungsprozess für die Wiederauffüllung des Bestands auslöst.
  • Produkte sind mit RFID-Chips ausgestattet und können dem Lagerdispositionssystem rechtzeitig melden, daß ihre Haltbarkeit demnächst abläuft.
  • Eine intelligente Maschine löst bei einer Störung eigenständig einen Reparaturauftrag aus. Dazu gehört u.U. die Disposition des Instandhaltungspersonals ebenso wie die Prüfung, ob ein benötigtes Ersatzteil im Lager verfügbar ist oder ob es evtl. bestellt werden muß.
  • Maschinen kommnunizieren miteinander über den Bearbeitungsfortschritt der Produktionsaufträge.
  • Robotor kommunizieren in der Montage mit Menschen und unsterstützen diese bei der Durchführung der Montageprozesse.
  • Fahrzeuge eines fahrerlosen Transportsystems (FTS) kommunizieren direkt miteinander bezüglich der Erledigung einzelner Transportaufträge. FTS gibt es schon sehr lange. Diese wurden aber bisher durch ein zentrales Planungssystem koordiniert. Die direkte Kommnukation zwischen den Fahrzeugen kann evtl. vorteilheft sein.

Damit die Zukunftsperspektive der "intelligenten Fabrik" Realität wird, müssen bestehende zentralisierte Planungskonzepte durch neue reaktive Planungs- und Steuerungssysteme ergänzt bzw. ersetzt werden. Hier besteht noch ein beträchtlicher Forschungsbedarf.