Industrielle Revolution 4.0EINE SONDERVERÖFFENTLICHUNG DER INDUSTRIEVERBÄNDE BITKOM, VDMA, ZVEI

INTELLIGENT VERNETZT

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Industrielle Revolution 4.0 | EINE SONDERVERÖFFENTLICHUNG DER INDUSTRIEVERBÄNDE BITKOM, VDMA, ZVEI AUS DEN VERBÄNDEN

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Runden, in sozialen Netzwerken – überall wird über die vierte industrielle Revolution gesprochen. Sie ist auch kein rein technisches Thema mehr, sondern ei-nes, das alle gesellschaftlichen Bereiche erfasst. In-dustrie 4.0 verändert bereits jetzt die Art, wie wir arbeiten, und sie braucht einen neuen Ordnungsrah-men. Um diese Herausforderungen zu bewältigen, müssen sich auch politische und gesellschaftliche Akteure stärker als bisher an der Diskussion betei-ligen.

Das Ziel bleibt unverändert: Deutschlands Rol-le als einer der führenden Ausrüster weltweit muss auch im nächsten Industriezeitalter erhalten und ausgebaut werden. Die Plattform Industrie 4.0 hat hierfür essenzielle Grundlagen gelegt. Nun müssen Industrie, Wissenschaft, Gesellschaft und Politik an einem Strang ziehen, um den nachhaltigen Sprung in das neue Industriezeitalter zu schaffen.

Seit einigen Jahren stehen Deutschland und andere große Wirtschaftsnationen an der Schwelle zur vierten industriellen Revolution, die unter dem Begriff Industrie 4.0 firmiert.

Darunter versteht man eine neue Stufe der Orga-nisation und Steuerung der gesamten Produktion. Statt vom mechanischen Webstuhl oder der Dampf-maschine wird diese Revolution angetrieben von Mikrochips, Sensoren, Software und vor allem dem Internet. Es durchdringt dabei alle Bereiche der Pro-duktion und verzahnt sie miteinander. Die klassische Fabrik wird zur smarten Fabrik, die Wertschöpfungs-kette zum Wertschöpfungsnetz.

HOHES VOLKSWIRTSCHAFTLICHES POTENZIAL

Die Chancen dieser Revolution sind riesig: Durch In-dustrie 4.0 wird ein hoher Grad an Flexibilisierung in der Produktion möglich. Nur so können kürzere Produktzyklen und steigende Produktvarianten mit kleinen Losgrößen bis hin zum Unikat wirtschaftlich bewältigt werden – ein entscheidender Schritt, um die führende Position Deutschlands in der Industrie zu festigen und auszubauen.

Nicht zuletzt geht es um ein riesiges volkswirt-schaftliches Potenzial: Allein in sechs zentralen Branchen – darunter Maschinen- und Anlagenbau, chemische Industrie oder elektrische Ausrüstung – sind durch Industrie 4.0 bis zum Jahr 2025 Produkti-vitätssteigerungen in Höhe von 78,5 Milliarden Euro möglich.

Ebenso groß wie die Chancen sind aber auch die Herausforderungen, die mit dieser Entwicklung einhergehen. Welche Standards sollen für die digi-talisierte Produktion gelten? Wie kann die Sicherheit sensibler Daten in der smarten Fabrik und in smar-ten Produkten gewährleistet werden? Wie verändert sich die Arbeitswelt im Zuge dieser Entwicklung?

GUTE AUSGANGSBASIS GESCHAFFEN

Bei der Gründung der Plattform war Industrie 4.0 ein Nischenthema. In dieser ersten Entwicklungsphase beschäftigten sich nur wenige Experten mit dem Thema und auf der politischen Agenda spielte es nur eine untergeordnete Rolle.

Die Plattform läutete die zweite Entwicklungsphase ein. Vorrangiges Ziel war es, das Thema Industrie 4.0 in Wirtschaft, Wissenschaft, Politik und Gesellschaft voranzutreiben. Dazu stellten sich Vertreter der Ver-bände und der jeweiligen Mit-gliedsunternehmen in Arbeits-gruppen den grundlegenden Fragen und Aufgaben rund um Industrie 4.0.

Zunächst einmal brachten sie Licht ins begriffliche Dun-kel. Die Plattform erarbeitete Definitionen und hob hervor, was Industrie 4.0 ausmacht und welche Chancen damit verbunden sind. Sie schuf die Voraussetzung für einen brei-ten, branchen- und wirtschafts-übergreifenden Dialog. Zudem erarbeiteten ihre Vertreter eine Forschungs-Roadmap sowie ein „Reference Architectural Model Industrie 4.0“.

Nicht zuletzt deswegen hat sich Deutschlands Industrie ei-nen strategischen Handlungs-vorteil von zwei Jahren erar-beitet. Die Unternehmer haben die Strategieentwicklung zu Industrie 4.0 als wichti-ge Aufgabe längst angenommen. Produkte, Prozes-se und Kundenerwartungen sind hinterfragt worden, der Weg der Zukunft ist eingeschlagen.

Ein weiterer großer Erfolg: Die Bundesregierung nahm Forderungen der Verbände-Plattform in ihre Digitale Agenda auf. Damit wurde die dritte Ent-wicklungsphase von Industrie 4.0 eingeläutet. In die-ser Phase geht die Plattform in politische Regie über und wird Teil des IT-Gipfels der Bundesregierung. Diese „Migration“ ist aus Sicht der Verbände folge-richtig und ihrer erfolgreichen Arbeit zu verdanken.

GEMEINSAM AN EINEM STRANG ZIEHEN

Die Situation ist heute eine vollkommen andere als vor zwei Jahren. Industrie 4.0 ist kein Nischenthe-ma mehr. Auf Wirtschaftstagungen, in politischen

Inhalt Grußwort

Im Team wird Industrie 4.0 zum Erfolg

Hannover Messe und Cebit wachsen – ver-eint vom Topthema Industrie 4.0 – immer stärker zusammen, so heißt es in den

Medien. Das ist ein gutes Zeichen: Wir, die drei großen Industrieverbände Bitkom, VDMA und ZVEI, treiben die branchenübergreifende Zusam-menarbeit bei Industrie 4.0 seit langem gemein-sam voran.

Zur Hannover Messe 2013 sind wir mit der Verbän-deplattform Industrie 4.0 gestartet. Heute können wir stolz auf die Ergebnisse unserer gemeinsamen Arbeit zurückblicken: Deutschland hat eine exzel-lente Ausgangsposition bei Industrie 4.0, die durch die erfolgreiche Arbeit der Verbändeplattform gestärkt worden ist.

Zur Hannover Messe 2015 begrüßen wir die Neu-ausrichtung der Verbändeplattform unter dem Dach der Politik als nächsten logischen Schritt. Wichtig ist, dass Industrie, Wissenschaft, Gesell-schaft und Politik in der neuen Plattform Industrie 4.0 an einem Strang ziehen, dass jeder seine spezi-fischen Fähigkeiten einbringt. So können wir unser gemeinsames Ziel erreichen, Industrie 4.0 zu einer Erfolgsgeschichte für Deutschland zu machen.

Aber wir dürfen nicht vergessen: Industrie 4.0 ist ein Tempothema. Die richtigen Rahmenbedingun-gen sind gesetzt. Und die deutsche Wirtschaft

ist dank ihrer starken industriellen Basis und dem innovativen Mittelstand sehr gut aufgestellt. Jetzt heißt es, gemeinsam anpacken. Ich bin mir sicher, so wird Industrie 4.0 zum Erfolg für Deutschland.

Ich wünsche uns allen eine erfolgreiche Hannover Messe 2015!

Dr. Klaus MittelbachVorsitzender der Geschäftsführung ZVEI - Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie e.V.

Termine IMPRESSUMEine Sonderveröffentlichung der AD HOC Gesellschaft für Public Relations mbH in Koope-ration mit den Industrieverbänden Bitkom e.V., VDMA e.V. und ZVEI e.V.

Konzeption undredaktionelle UmsetzungAD HOC Gesellschaft für Public Relations mbH,Berliner Straße 107, 33330 Gütersloh

GeschäftsführerFrank Rettig (V.i.S.d.P.)

ProjektleitungChristian HornTelefon: 05241 903933E-Mail: horn@adhocpr.de

Art-DirektionLars HaberlTelefon: 05241 903990E-Mail: haberl@adhocpr.de

RedaktionChristian Horn, Mirko Stanojevic

Titelfoto© vege/Fotolia.com

Alle Beiträge dieser Sonderveröffentlichung sind Auftragspublikationen und spiegeln nicht zwingend die Meinung der Herausgeber wider.

WAS: BITKOM Innovation Area Industrie 4.0WANN: 13. bis 17. April 2015WO: Hannover Messe, Digital Factory,

Halle 7, Stand C04WEB: www.bitkom.org

WAS: Forum Industrie 4.0 veranstaltet von BITKOM, DMAG, VDMA und ZVEI

WANN: 13. bis 17. April 2015WO: Hannover Messe, Halle 8, Stand D19WEB: www.hannovermesse.de

WAS: 7. MES-Tagung – MES in der Praxis 2015

WANN: 16. April 2015, 11 bis 16:30 UhrWO: Convention Center (CC), Saal 3 AWEB: www.hannovermesse.de

WAS: ZVEI-Jahreskongress 2015WANN: 9./10. Juni 2015

WO: Kosmos BerlinWEB: www.zvei.org/2015

WAS: Industrie 4.0 – Sensorik-Kongress 2015

WANN: 23. September 2015WO: Maritim Hotel FuldaWEB: zvei-services.de/?p=2758

WAS: Deutscher Maschinenbau-Gipfel 2015

WANN: 13./14. Oktober 2015WO: BerlinWEB: www.maschinenbau-gipfel.de

WAS: hub conference / BITKOM-Trendkongress

WANN: 10. Dezember 2015WO: STATION, BerlinWEB: www.hub.berlin

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EINE SONDERVERÖFFENTLICHUNG DER INDUSTRIEVERBÄNDE

Als vor zwei Jahren die Branchenverbände BITKOM, VDMA und ZVEI die Plattform Industrie 4.0 gründeten, beschäftigten sich nur wenige Pioniere aus Wirtschaft und Wissenschaft mit dem Thema. Heute ist Industrie 4.0 ein Trend, der die gesamte Gesellschaft erfasst.

Der Weg der Zukunft ist eingeschlagen2 Editorial

Termine

AUS DEN VERBÄNDEN

3 Der Weg der Zukunft ist eingeschlagen

AUS DER WISSENSCHAFT

4 Ohne Smart Services keine Industrie 4.0

Software produzieren wie Autos

5 Fortschritt im Netzwerk

AUS DER PRAXIS

6 Das Internet der Dinge wird Wirklichkeit

Potenzial von Industrie 4.0 greifbar machen

7 Von vielen Einzelakteuren zum eingespielten Orchester

8 Aus dem Netzwerk – für den Mittelstand

Die Zukunft beginnt heute

9 Fabrik der Zukunft – perfekte Kombination von Mensch, Technik und IT

10 Bis zu 1.000 Varianten

11 „Smart Sensoring“: Vom Produkt zur Dienstleistung

Industrie 4.0 – Entdecken, was dahintersteckt

12 Mit Funk zur intelligenten Vernetzung

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Industrielle Revolution 4.0 | EINE SONDERVERÖFFENTLICHUNG DER INDUSTRIEVERBÄNDE BITKOM, VDMA, ZVEI AUS DER WISSENSCHAFT

So mangelt es nach wie vor an einheitlichen Standards wie auch an Antworten zu den Themenfeldern Datensicherheit oder Mitarbei-

terqualifikation. Welche Lösungsmöglichkeiten In-dustrie 4.0 in den Bereichen Automatisierung, Data Analytics, Engineering, Energieoptimierung, Sicher-heit sowie die Einbindung des Menschen bereits bietet, zeigen auf der Hannover Messe die Smart-FactoryKL und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) mit dem zentralen In-dustrie 4.0-Demonstrator.

PRODUKTION AUF ZURUF

Als zentraler Teil des Forums Industrie 4.0 in Halle 8 präsentiert eine Projektgruppe von mittlerweile 16 Partnern den nächsten Schritt von der Vision in die reale Anwendung. Eine mittlerweile auf acht Module erweiterte Demonstrationsanlage wird kundenspezi-fische Bauteile „auf Zuruf“ herstellen und dazu im laufenden Betrieb per Plug’n’Produce neu konfigu-rieren. Das Projekt bietet den Partnern eine Platt-form, um auf Basis einheitlicher Standards, die zur Messe veröffentlicht werden, eigene Forschungen

Heute schon lesen Nutzer die neuesten Mel-dungen über Online-Newsaggregatoren. Hotels buchen sie über einschlägige Porta-

le. Mittels Mobilitäts-Apps kombinieren sie flexibel die Verkehrsformen – es zählt der günstigste Weg von A nach B. Intermediäre können diese lukrativen Schnittstellen zu den Nutzern besetzen, ohne selbst als Anbieter komplexer Produkte und Dienstleistun-gen aufzutreten. Industrielle Marktführer sind also gut beraten, kundenorientierte Smart Services zu entwickeln.

PERSPEKTIVENWECHSEL: VOM PRODUKT ZUM NUTZER

Smart Services sind neben Industrie 4.0 die andere Seite im Wettbewerb der Digitalisierung: Individu-elle Pakete aus Produkten, Diensten und Dienstleis-tungen werden Produkte und Dienstleistungen von

der Stange ablösen – sowohl im Consumer- als auch im industriellen Bereich. Wer die Schnittstelle zum Kunden besetzt und dessen Wünsche datengestützt bedienen kann, übernimmt einen wichtigen Kont-rollpunkt in der Wertschöpfungskette. Deutsche Un-ternehmen haben eine gute Ausgangsposition für die Industrie 4.0 mit hochmodernen Produkten, Fer-tigungsmethoden und Business-IT-Lösungen. Smart Services erfordern nun einen Wechsel der Perspektive:

novatoren ihre Smart Services schnell skalieren und mit ihrer Konkurrenz aus den großen Binnenmärkten USA und China mithalten.

Die Sicherheit und der Schutz der Privatsphäre bleiben weitere notwendige Bedingungen. Die Ho-heit über private und unternehmenseigene Daten ist eine Voraussetzung für das Vertrauen in Smart Services – sowohl für Unternehmen, die ihre Daten und ihr geistiges Eigentum geschützt sehen wol-len, als auch für private Nutzer. Deutschlands hohe Standards könnten dabei sogar zum Marktvorteil werden. Sicherheit und Resilienz, also die schnelle Wiederherstellung unserer Infrastrukturen bei An-griffen und Störungen, müssen weltweit geschätzte Kennzeichen von Smart Services „made in Germa-ny“ sein.

Im Arbeitskreis Smart Service Welt hat eine brei-te Allianz Fahrt aufgenommen: Die Arbeitsgruppen haben Konzepte und Referenzarchitekturen für die Smart Service Welt entwickelt und realistische An-wendungsszenarien formuliert. Die entschlossene Gestaltung der Digitalisierung wird ein deutliches Plus an Wertschöpfung, Arbeitsplätzen und Wohl-stand erreichen. Das Verharren in etablierten Ni-schen dagegen könnte aus Marktführern von heute austauschbare Zulieferer von morgen machen. Tech-nologische Souveränität ist nur möglich, wenn sich die Akteure öffnen und über Unternehmens- und Branchengrenzen hinweg kooperieren. Abschotten ist keine Alternative in einer vernetzten Smart Ser-vice Welt.

Es reicht nicht mehr, das beste Produkt anzubieten, sondern die beste Lösung aus Sicht der Nutzer.

Es geht um den wahrscheinlich wichtigsten Roh-stoff unserer Zeit: Die Daten von derzeit rund 15 Milliarden intelligenten Geräten und ihrer Nutzer. Praktisch alle Branchen werden betroffen sein. So finden sich im Abschlussbericht des Arbeitskreises Smart Service Welt Anwendungsbeispiele aus der Landwirtschaft, dem Transportwesen oder der Ener-giebranche. Der Abschlussbericht ist ein Fahrplan in die Smart Service Welt, erstellt von rund 140 Vertre-tern aus Wirtschaft, Wissenschaft, Gewerkschaften und der Zivilgesellschaft. Auf der CeBIT wurde der Arbeitskreisbericht an Sigmar Gabriel übergeben. Neben den technologischen Voraussetzungen geht es um die Auswirkungen auf unseren Arbeitsalltag, unsere Aus- und Weiterbildung und die Mitbestim-mung der Arbeitnehmer.

DAS ZIEL: EIN DIGITALER EUROPÄISCHER BINNENMARKT

Werden die industriellen Marktführer von heute ihr Geschäftsmodell konsequent digital veredeln und eine Smart Service-Leitanbieterschaft in ihrem Be-reich anstreben? Oder übernehmen Mittler auch in industriellen Kernbranchen die Führung? In jedem Fall erfordert der Aufbruch in die Smart Service Welt Pioniergeist und Zusammenarbeit: Unternehmen und Forschungseinrichtungen sollten gemeinsam Use-Cases erproben, Software-Plattformen entwi-ckeln und Standards definieren. Ein digitaler euro-päischer Binnenmarkt wird immer wichtiger. Nur so können deutsche und europäische In-

und Entwicklungen weiter zu treiben und in der Re-alität zu erproben. Dank der Umsetzung der Vision in die praktische Nutzung können die firmeneigenen Lösungen der Projektpartner durch nahezu mark-treife Produkte realisiert werden, die Kunden dann in den eigenen Maschinen und Anlagen einsetzen könnten.

GEMEINSAME STANDARDS ENTWICKELN

Gemeinschaftliche Projekte treiben die Entwick-lung und Realisierung von Industrie 4.0 Stück für Stück voran. Motiviert durch das große Potenzial, sowohl für Anwender als auch für Anbieter, hat sich Deutschland hier in eine ausgezeichnete Ausgangs-position gebracht. Der einzigartige Schulterschluss, den die unterschiedlichen Unternehmen mit der SmartFactoryKL-Plattform wagen, hat maßgeblich dazu beigetragen. Erst diese Vernetzung ermöglicht die schnelle und schlagkräftige Entwicklung und Re-alisierung von gemeinsamen Standards und herstel-lerübergreifende Anwendungen.

„Industrie 4.0“ hat sich in den vergangenen Jahren weltweit zu einer Leitvision für die Produktion von Morgen entwickelt. Doch bevor ein internationaler Durchbruch erreicht werden kann, sind noch zahlrei-che Hürden zu nehmen.

Smart Services verbinden die Industrie 4.0 mit den Wünschen der Kunden. Schaffen es die füh-renden Produzenten und Dienst-leister, ihre Geschäftsmodelle zu Smart Services zu veredeln? Oder besetzen Intermediäre die Schnitt-stelle zum Kunden? Der Wettlauf um die Daten hat begonnen.

Fortschritt im Netzwerk

Ohne Smart Services keine Industrie 4.0

DER AUTOR

Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Detlef ZühlkeVorsitzender und Initiator der Technologieinitiative SmartFactoryKL e.V., Forschungsbereichsleiter für Innovative Fabriksysteme sowie Wis-senschaftlicher Direktor am DFKI und Inhaber des Produktionsautomatisie-rungslehrstuhls an der TU KL.

www.smartfactory-kl.de

www.acatech.de Hannover Messe | Halle 17, Stand F14

DER AUTOR

Prof. Dr. Henning KagermannPräsident von acatech, Deutsche Akademie der Technikwissen-schaften

A lles wird digital: Vom Kinderüberraschungsei mit QR-Code über den Schnuller mit Blue-tooth-basierter Kinderüberwachung bis zum

autonomen Lkw – für jeden Lebensbereich werden zurzeit Produkte digitalisiert. Inzwischen planen 80 Prozent der deutschen Industrieunternehmen, ihre Wertschöpfungskette bis zum Jahr 2020 zu digita-lisieren. 70 Prozent der produzierten »Eingebette-ten Systeme« werden auch im Land nachgefragt. Deutschland hält mit Cloud Computing, Big Data und unzähligen Technologien alles in den Händen, was zur Umsetzung von Industrie 4.0 benötigt wird.

Dies haben auch die USA und China erkannt und an-gefangen, einige in Deutschland entwickelte Ideen rund um Industrie 4.0 und das Internet der Dinge zu adaptieren.

INFORMATIONSLOGISTIK ENTSCHEIDET DEN WETTBEWERB

Unternehmen wie Amazon sind deshalb so erfolg-reich, weil sie neben dem Handel Logistik und IT als ihre Kernkompetenz betrachten und eigene Ent-wicklungen konsequent umsetzen. Genau diese

Vernetzung wird in einer Welt der Industrie 4.0 der wettbewerbsentscheiden-de Faktor sein. Vernetzte Wertschöpfungsketten, digitalisierte Prozesse und Dienstleistungen lassen neue Geschäftsmodelle entlang der gesamten Supply Chain entstehen. Es wird nicht mehr allein darum gehen, wer das beste Pro-

dukt oder die innova-tivste Maschine baut. Entscheidender wird sein, die Daten rich-tig zu nutzen, die diese Maschinen oder Produkte lie-fern. Damit geht

Industrie 4.0 weit über die »intelligente Fabrik« hinaus und ermöglicht es Herstellern und Dienstleistern, in neue Geschäftsbereiche vorzudringen.

Im Logistikbereich liegt eine der größten Chancen Deutschlands. Das Management komplexer Wertschöpfungsketten bildet eine unserer Kern-kompetenzen. Der Informationslogistik kommt dabei über alle Industrie-zweige hinweg eine Schlüsselrolle zu. Allerdings sollte die Logistikbranche die Entwicklung ihrer Soft- und Hardware ab sofort selbst in die Hand neh-men und nicht nur Systeme adaptieren, welche die Softwareindustrie vor-gibt. Software sollte in Deutschland produziert werden wie Autos: schnell, sicher, nachhaltig, zielgerichtet und anwendungsorientiert.

Die Abhängigkeit von vornehmlich amerikanischen Softwareproduzen-ten stellt in diesem Zusammenhang eine zunehmende Bedrohung dar. Kollaboration ist daher das Gebot der Stunde – entlang der Supply Chains und bei der Entwicklung zukünftiger Softwarestandards. Die Logistik- und Produktionsunternehmen müssen nur erkennen, dass die vierte industrielle Re-volution praktisch alle Märkte und Produkte betreffen wird und damit aktiv ge-handelt werden muss.

SOUVERÄNITÄT ÜBER DATEN BEHALTEN

Die Ausgangsposition, um bei der Digitalisierung eine entscheidende Rolle zu spielen, ist besser als mancher meinen mag – allerdings nur, wenn nicht nur vor-handene Ideen kopiert oder adaptiert werden. Ein deutsches »Silicon Valley« der Industrie 4.0 kann nicht zum Ziel führen. Deutschland muss eigene Kompetenzen und Tugenden in die Waagschale werfen. Dabei müssen Datensicherheit und der Erhalt der Souveränität über die Daten wichtigste Maximen der Entwick-lung sein. Es ist oft die Angst um die eigenen Daten, die Firmen beim Thema

Industrie 4.0 zögern lässt. Damit werden allerdings nicht nur Wettbewerbsvorteile oder gar Firmenexistenzen be-droht, sondern auch die Chance verspielt, beim Datenschutz eigene Standards zu setzen. Deutsche Datenschutzgesetze bieten eine hervorragende Ausgangs-position für Standards, die international gefragt sein werden. In der Datensicher-heit und -hoheit liegt einer der wichtigsten Wettbewerbsvorteile für deutsche Softwareentwicklung: Logistiksoftware, die es den Akteuren ermöglicht, sich zu vernetzen und dennoch die Hoheit über ihre eigenen Daten zu behalten, ist ein klarer Gegenentwurf zu Wettbewerbern mit zentraler Datenspeicherung unter Kontrolle eines Anbieters. Diesen Entwurf gilt es nun innerhalb kürzester Zeit in die Tat umzusetzen. Denn wer die Logistiksoftware beherrscht, bewegt die Din-ge und wird die Standards setzen, die künftig die Wirtschaftswelt regieren.

Über 30 Milliarden Euro Umsatz jährlich erwartet die deutsche Wirt-schaft durch Industrie 4.0. Dennoch droht Deutschland die Chance zu verspielen, Weltmarktführer in Sachen Industrie 4.0 zu sein.

Software produzieren wie Autos

www.iml.fraunhofer.de Hannover Messe | Halle 17, Stand F14

DER AUTOR

Prof. Dr. Michael ten HompelGeschäftsführender InstitutsleiterFraunhofer-Institut Materialfluss und Logistik

Vertreter des Arbeitskreises Smart Service Welt überreichen ihre Empfehlungen an Bundeswirtschaftsminister Sigmar Gabriel, denn Deutschland muss im digitalen Wettlauf aufholen

Foto: Accenture

Foto: alphaspirit/Fotolia

Foto

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I n seinem Werk in Homburg/Saarland kann das Unternehmen auf seiner Multiproduktlinie 200 verschiedene Hydraulikmodule herstellen. Die

neun Stationen dieser Produktlinie, auf der zur sel-ben Zeit verschiedene Module entstehen können, sind dafür intelligent miteinander vernetzt. Über einen RFID-Chip am Werkstück erkennen sie, wie das fertige Produkt zusammengestellt sein muss und welche Arbeitsschritte notwendig sind. Das er-möglicht die effiziente Produktion auch in geringen Stückzahlen.

STEIGENDE WETTBEWERBSFÄHIGKEIT

Die zugehörigen Arbeitspläne werden automatisch abgerufen und als Foto oder Film auf Monitoren an-gezeigt – individuell auf den Ausbildungsgrad und

die Muttersprache der Mitarbeiter zugeschnitten. Diese fertigen aus etwa 2.000 verschiedenen Kom-ponenten, die automatisch nachgeordert werden, rund 200 Varianten von Hydraulikmodulen, die wie-

Von vielen Einzelakteuren zum eingespielten Orchester

In vielen Bereichen der Produktion hat das Internet der Dinge Einzug gehalten und verbindet die reale mit der virtuellen Fertigungswelt. Schon seit Jahren setzt Bosch in der täglichen Arbeit auf Industrie 4.0-Anwendungen, bei denen Produkt und Maschine miteinander kommunizieren und sich gegenseitig steuern.

derum die Arbeits- und Fahrhydraulik in Lkw oder Traktoren steuern, etwa um Ladeflächen zu kippen oder den Pflug zu heben. Auf diese Weise werden mehrere Schlüsselelemente von Industrie 4.0 umge-setzt: dezentrale Intelligenz, schnelle Vernetzung, Kontexteinbindung in Echtzeit und autonomes Ver-halten.

Die vernetzte Fertigung trägt dazu bei, die Wett-bewerbsfähigkeit weiter zu steigern – und sichert somit auch Arbeitsplätze in Deutschland. Die Mon-tagelinie hat Ende 2014 den „Industrie 4.0 Award“ erhalten. Nach Auffassung der unabhängigen Jury handelt es sich bei der Montagelinie um die beste Umsetzung von Industrie 4.0 in der Produktion.

PRODUKTIVITÄTSFORTSCHRITT VON ZEHN PROZENT

Das Thema Industrie 4.0 bietet dem deutschen Ma-schinenbau große Chancen, um als Leitanwender und -anbieter führende Positionen einzunehmen. Bosch selbst hat früh den strategischen Schritt in die vernetzte Zukunft getan und sieht sich als Wegbe-reiter im Internet der Dinge: Zum einen verbessert das Unternehmen die Flexibilität und Produktivität der eigenen mehr als 250 Fabriken mit den Mitteln von Industrie 4.0. Zum anderen bietet es den Kun-den die dafür nötigen Maschinen und die dafür er-forderliche Software an.

Der Umgang mit Daten und Software ist eine Kern-kompetenz des Unternehmens, so auch in der Produktion von Einspritzdüsen für Dieselmotoren. Ebenfalls im Homburger Werk erfassen RFID-Funk-etiketten den Transport der Werkstücke durch die Fabrik. Die Lesestationen erkennen dabei die jewei-lige Position der Transportkisten. Daraus lässt sich ableiten, welche Arbeitsschritte die Rohlinge durch-laufen, wann die Injektoren fertig sind und wann sie verpackt, versendet und eingebaut werden können. Bosch hat sowohl einen seiner Zulieferer (Variopack) als auch einen seiner Kunden (Opel) eingebunden, damit alle Partner besser planen und produzieren können. Allein in der Logistik wurde dadurch ein Produktivitätsfortschritt von zehn Prozent erreicht, und die Lagerhaltung in der Produktion nahm um fast ein Drittel ab. Damit die Systeme der Betei-ligten kompatibel sind, wurde ein Standard zum Datenaustausch geschaffen. Schließlich wird keine Firma in der Lage sein, die Fertigung der Zukunft alleine aufzubauen. Aus vielen Einzelakteuren der Industrie muss vielmehr ein gut eingespieltes Or-chester werden.

DIE ZEIT DRÄNGT

Die dafür nötigen Standards erarbeitet Bosch in en-ger Zusammenarbeit mit weiteren Partnern. Ein Bei-spiel ist die Kooperation mit Tech Mahindra und Cis-co, mit der die Vernetzung von Industriewerkzeugen vorangetrieben wird. Im Rahmen dieses Innovations-projektes des Industrial Internet Consortiums kann beispielsweise die Position eines Nexo-Funk-Akku-schraubers von Bosch Rexroth innerhalb einer Werk-halle genau bestimmt werden. Das dafür nötige Verfahren, die sogenannte Triangulation, entwickelt der Partner Cisco. Aus der Position des Werkzeugs wird automatisch das richtige Drehmoment für die jeweilige Aufgabe abgeleitet, um zum Beispiel si-cherheitsrelevante Schrauben stets mit der vorge-schriebenen Kraft anzuziehen. Diese Werte lassen sich automatisch dokumentieren, um die Qualität der Produkte zu sichern und zu prüfen.

Die Beispiele zeigen, dass das Thema Industrie 4.0 viele Bereiche der Fertigung betrifft und verän-dert. Die deutsche Industrie sollte daher die damit verbundenen Chancen und neuen Geschäftsmodel-le rasch für sich nutzen. Schließlich wird das Thema auch in den USA und Asien mit Hochdruck voran-getrieben. Es ist also höchste Zeit, entschieden zu handeln.

DER AUTOR

Dr. Werner StruthBosch-Geschäftsführer, zuständig unter anderem für Produktionssysteme

www.bosch.de Hannover Messe | Halle 17, Stand C42

Einblick in die vernetzte Fertigung bei Bosch. Informa-tionstechnik unterstützt den Menschen bestmöglich.

DIMA teilt die Intelli-genz des Prozessleitsys-tems auf zwei Ebenen auf. Die Leitebene dient der Visualisie-rung und Prozedur-steuerung, während die einzelnen Module sämtliche Basisfunktio-nen übernehmen.

Das Leitthema der Hannover Messe 2015 – integrated industry – beschäftigt Teilnehmer und Besucher gleichermaßen – und das über

alle Branchen hinweg. Aus gutem Grund, schließlich wohnen der vierten industriellen Revolution laut einer Studie, die 2014 von PricewaterhouseCoopers, Stra-tegy& sowie dem Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA) erstellt worden ist, erhebliche betriebswirtschaftliche Potenziale inne. So sind laut dieser Untersuchung in der deutschen Industrieland-

schaft Mehrumsätze in Höhe von bis zu 30 Milliarden Euro pro Jahr möglich. Allerdings weist die Studie auch auf viele Hürden hin, die auf dem Weg dahin ge-nommen werden müssen. So hoch die Erwartungen sind, die Industrie 4.0 weckt, so groß sind die damit verbundenen Unsicherheiten. Was genau ist Indus-trie 4.0? Welche Potenziale stecken in digitalen und vernetzten Wertschöpfungsketten? Welche Schritte müssen auf dem Weg dahin in welcher Reihenfolge unternommen werden?

Insbesondere im deutschen Mittelstand setzt sich der Trend zu flexiblen und vernetzten Produkti-onsanlagen und Modulen allmählich durch. So

steigt die Zahl der auf der Hannover Messe zu se-henden konkreten Anwendungsbeispiele exponen-tiell von Jahr zu Jahr.

ENERGIEEFFIZIENZ GEWINNT AN BEDEUTUNG

Kernelement dieser Entwicklung ist die Verschmel-zung der Produktions- und Informationstechnologie. Produktionsanlagen sind miteinander vernetzt und tauschen Informationen über aktuelle Produktions-zahlen, Zustände der Maschinen und die Energie-

verbräuche aus. Erste Entwicklungen im Bereich der Konnektivität verbinden schon heute Maschinen, Produktionsanlagen und IT-Systeme miteinander. Langfristig werden diese Anwendungen eine noch stärkere Individualisierung der Produkte erlauben, bis hin zu einer wirklich profitablen Losgröße eins.

extrem individualisierbarer Fertigungsprozess: Denn mittels DIMA können Anlagenmodule wie beim Le-go-Prinzip einfach in Anlagen integriert und später flexibel ausgetauscht werden. Anlagenbetreiber können dadurch schnell auf veränderte Marktanfor-derungen reagieren und selbst kundenindividuelle Produkte zu wettbewerbsfähigen Preisen anbieten.

schinen eine der zentralen Voraussetzungen für den Erfolg von Industrie 4.0 im industriellen Umfeld. Im Kontext von Cloud-Lösungen wird das Thema der Datensicherheit besonders kontrovers diskutiert, denn unternehmenskritische Daten dürfen auf kei-nen Fall durch Dritte abgerufen werden können.

Die Weichen für eine erfolgreiche Zukunft schei-nen gestellt. Doch damit Industrie 4.0 den Kinder-schuhen entwachsen kann, ist neben einem ge-meinsamen Engagement aller Beteiligten auch die Einführung entsprechender Standards dringend not-wendig. Eine langfristige Mitgestaltung von Indust-rie 4.0 kann nur durch stetige Innovationen erfolgen – hier fällt vor allem dem deutschen Mittelstand eine gewichtige Rolle zu.

MODULARE AUTOMATION FÜR FLEXIBLE FERTIGUNGSPROZESSE

Wo es an einem gemeinsamen Verständnis von In-dustrie 4.0 mangelt, bedarf es konkreter Beispiele, die den Anwendernutzen von Vernetzung und Digi-talisierung greifbar machen.

Im Rahmen der Hannover Messe präsentiert WAGO Kontakttechnik ein solches Beispiel: DIMA - dezentrale Intelligenz für modulare Anlagen. DIMA ist eine neue Lösung für die Automatisierung mo-dularer Prozessanlagen, die WAGO gemeinsam mit zwei deutschen Hochschulen entwickelt hat. DIMA erlaubt es, verfahrenstechnische Produktionspro-zesse deutlich zu flexibilisieren, um so schneller auf Marktschwankungen reagieren zu können.

Dazu bricht DIMA mit klassischen Anlagenarchi-tekturen: Die Lösung stattet einzelne Anlagenmo-dule mit einer eigenen Intelligenz aus, beschreibt die Module in einheitlicher Art und Weise und „ver-packt“ ihre Funktionen in Diensten. Die Leitebene übernimmt dann „lediglich“ die Funktion der Pro-zessüberwachung und Prozedursteuerung, während die einzelnen prozesstechnischen Module ihre Auf-gaben autark abarbeiten.

Mit diesem Ansatz wird DIMA einem der wesent-lichen Treiber von Industrie 4.0 gerecht – der Digi-talisierung der Wertschöpfungskette. Was entsteht, ist ein hochgradig vernetzter, äußerst flexibler und

Die Industrie 4.0-Technologien in der deutschen In-dustrie sind auf dem Vormarsch. Weidmüller liefert bereits heute die Technologie, die dazu notwendig sein wird. Insbesondere das Thema Energieeffizienz hat in Deutschland in den letzten Jahren zusätzliche Bedeutung gewonnen, denn die heimische Industrie verbraucht rund die Hälfte des im Inland erzeugten Stroms. Damit sind individuelle Energieeffizienz-maßnahmen vor dem Hintergrund der Energiewen-de eine der Grundvoraussetzungen dafür, dass sich Industrie 4.0 durchsetzen wird.

STÄRKERE STANDARDISIERUNG IST NOTWENDIG

Auf der diesjährigen Hannover Messe stehen vor allem Datennetzwerke für die intelligente Produktion im Mittelpunkt. Schließlich ist die Vernetzung der Ma-

Mit dem DIMA-Konzept präsentiert WAGO eine richtungsweisende Lösung für die dezentrale Automatisierung von Prozessanlagen – ein Grundstein für intelligente vernetzte Systeme.

Durch das Internet der Dinge wird die Idee der vernetzten Produktion jetzt Realität. Die industrielle Produktion steht damit kurz vor dem Quantensprung in ein neues Zeitalter.

Potenzial von Industrie 4.0 greifbar machen

Das Internet der Dinge wird Wirklichkeit

www.wago.com Hannover Messe | Halle 11, Stand C64

AUS DER PRAXIS

DER AUTOR

Dr. Peter KöhlerVorstandsvorsitzender des Elektrotechnikspezialisten Weidmüller

Hannover Messe | Halle 11, Stand B60www.weidmueller.de

DER AUTOR

Dr. Thomas AlbersGeschäftsleitung Automation, WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG

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Industrielle Revolution 4.0 | EINE SONDERVERÖFFENTLICHUNG DER INDUSTRIEVERBÄNDE BITKOM, VDMA, ZVEI AUS DER PRAXIS

K ünftig werden reale und virtuelle Welt mit-einander verschmelzen und ganzheitlich miteinander vernetzt sein. Das ermöglicht

vollkommen neue Formen der Produktion und Zu-sammenarbeit. Neu ist in diesem Ansatz, dass nicht nur Maschinen und integrierte Systeme unterein-ander kommunizieren, sondern im Rahmen von In-dustrie 4.0 alle Systeme untereinander intelligent vernetzt sind und mit den zu fertigenden Produkten echtzeitnah Informationen austauschen. Wesentli-che Elemente von Industrie 4.0 sind die Cyber Phy-sical Systems – das Konzept, reale Dinge mit Wissen auszustatten und zu vernetzen. Die Vision: Das Pro-dukt sucht sich selbstständig seinen Weg durch die Fabrik bis hin zum Versand.

Diese Tatsache erfordert eine andere Denk- und Handlungsweise von allen Unternehmensbereichen – weg von einer funktionsorientieren und hin zu ei-ner wertstromorientierten Denk- und Handlungswei-se über die

Die wachsende Innovationsgeschwindigkeit hat den Druck auf die Unternehmen erhöht. Umso wichtiger ist es für sie, Langfrist-Strategien zu entwickeln, die über den aktuellen Status quo hinausgehen und ein individuelles und spezifisches Zukunftsbild beschreiben.

gesamte Wertschöpfungskette hinweg. Im Zuge von Industrie 4.0 werden insbesondere Forschung & Entwicklung und die Produktion in der Wertschöp-fungskette noch näher zusammenrücken, da intelli-gente Fabriken intelligente Produkte erfordern und umgekehrt.

TECHNOLOGIEN FÜR INNOVATIVE LÖSUNGEN

Bei SEW-EURODRIVE arbeitet man im Bereich der Innovation seit einigen Jahren an diesem neuen Technologiebaukasten, der intelligente, innovative und kostenoptimale Applikationslösungen ermög-licht. Vor allem Neuerungen in den Bereichen in-duktive und optische Spurführung, berührungslose Energieübertragung und Energiespeicherung, Si-cherheitstechnik, Funk und Navigation, Sensorik, Antriebstechnik und parametrierbare Steuerungs-systeme schaffen neue technische Möglichkeiten in der Transportlogistik bis hin zu robotischen As-sistenzsystemen.

Anstelle starrer Förderelemente schaffen mo-bile Assistenzsysteme ein hohes Maß an Skalier-barkeit und Flexibilität, um auf den Auftragseingang und die Anforderungen neuer und kundenindivi-

dueller Produkte reagieren zu können. Innerhalb modular aufgebauter Montageinseln fungieren

sie als mobile Werkbank. Der Montageassistent wird zum Cyber Physcial System, das alle Auf-tragsdaten mit sich führt, den Montierer bei seiner Tätigkeit unterstützt und ihm wichtige Informationen übermittelt. Der Warentrans-port innerhalb der Fabrik wird mittels mobilen Logistik assistenten umgesetzt.

Im Bereich der Fertigung ermöglichen in-

telligent verkettete Fertigungsinseln kurze Auftrags-durchlaufzeiten infolge einer Komplettbearbeitung. Um den Mitarbeiter zu entlasten, werden mobile Handlingsassistenten eingesetzt, welche die Bestü-ckung und die Werkstückentnahme übernehmen.

NEUE PERSPEKTIVEN AUF BEWÄHRTER GRUNDLAGE

Vieles wird sich verändern – aber nicht alles. Wie in der Vergangenheit braucht ein Unternehmen auch in der Zukunft ein stabiles Fundament. Tatsächlich rea-lisierbar sind die Ansätze von Industrie 4.0 nur dann, wenn eine fehler- und störungsfreie Automatisierung in allen Prozessen und dadurch eine hohe Verfüg-

barkeit erreicht wird. Aufgrund der vielen Abhängigkeiten, die in der vernetzten Fabrik entstehen, ist dies eine schwierige Aufgabe. Es gilt daher, die bewährten Grundpfeiler Wertschöpfung, Wertstromorientierung, Störungs- und Fehlerfreiheit sowie effiziente Führung zu festigen und mit intel-ligenten Automatisierungslösungen anzureichern. Die Herausforderung, die es dabei zu meistern gilt: Mensch und Technik im Arbeitsprozess intelligent miteinander zu kombinieren.

www.sew-eurodrive.de Hannover Messe | Halle 15, Stand F10

Mensch, Technik, Kooperation

Autonom agierende Logistikassistenten

Fabrik der Zukunft – perfekte Kombination von Mensch, Technik und IT

Industrie-4.0-Technologien verbinden die rea-le und die virtuelle Welt zu einem Internet der Dinge. Dienste und Daten vernetzen die Wert-

schöpfungskette in der Smart Factory mit dezent-ralen, selbststeuernden Prozessen. Auf diese Weise können Effizienz, Transparenz und Flexibilität der Betriebsabläufe von der Produktentwicklung über

die Fertigung und Logistik bis zum Kunden deut-lich erhöht werden. Gleichzeitig werden wichtige Grundlagen für Innovationen und den Aufbau neuer Dienstleistungs- und Geschäftsmodelle geschaffen.

WACHSTUMSCHANCEN FÜR DIE DEUTSCHE PRODUKTION

Die heimische Industrie kann von dem Potenzial, das die vierte industrielle Revolution bietet, enorm profitieren und in Zukunft trotz relativ hoher Ar-beitskosten international wettbewerbsfähig bleiben. Insbesondere mittelständischen Unternehmen, die das Rückgrat der deutschen Ökonomie bilden, er-

öffnen sich vielfältige Markt- und Umsatzchancen. Damit die Digitalisierung zur Erfolgsgeschichte wird, dürfen die beteiligten Branchen bei der Umsetzung jedoch keine Zeit verlieren, denn auch die globale Konkurrenz ist bereits aktiv. Besonders den Ausbau schneller Netzanbindungen – gerade auf dem Land – muss Deutschland mit Hochdruck vorantreiben.

Die entsprechenden Technologien sind weitge-hend ausgereift: Sensoren, Auto-ID-Systeme und leistungsstarke Software, mit der die Flut an Da-ten, die in einer Smart Factory entsteht, in Echtzeit verarbeitet und analysiert werden kann. Die Kunst besteht nun darin, die einzelnen Technologien intel-ligent zu vernetzen und so effizient einzusetzen, dass daraus ein Wettbewerbsvorteil entsteht.

MIT GANZHEITLICHEN KONZEPTEN DIGITALEN VORSPRUNG ERZIELEN

Itelligence erforscht seit mehreren Jahren die Mög-lichkeiten von Industrie 4.0 für den Mittelstand. Gemeinsam mit wissenschaftlichen Partnern wie der RWTH Aachen setzt der führende Anbieter von kompletten SAP-Software-Lösungen die Ergeb-nisse in praxistaugliche Anwendungen um. Dieses Engagement trägt jetzt Früchte: In einer Demonst-rationsfabrik auf der diesjährigen Hannover Messe präsentiert das Bielefelder Beratungshaus erstmals ein Industrie-4.0-Szenario für eine Fertigungsstraße

mit Montagewagen. Der Materialfluss wie auch der Status von Fertigungsaufträgen wird in einer 3-D-Darstellung vollständig integriert in einer SAP-Software visualisiert. Der Wagen kann somit in Echtzeit geortet werden. Darüber hinaus sind auch Datenauswertungen jederzeit möglich.

Das Best-Practice-Beispiel zeigt, wie der Mittel-stand gemeinsam mit der Erfahrung und dem Know-How von itelligence das schlummernde Potential der Industrie 4.0 heben kann: Unternehmen müssen nicht nur ihre Organisationsstruktur anpassen und verändern, sondern gleichzeitig die einzelnen Tech-nologien zu einem schlüssigen Gesamtkonzept ver-knüpfen.

Die Wirtschaft steht an der Schwelle zu einer neuen Form der industriellen Fertigung.

Die Zukunft beginnt heute

DER AUTOR

Herbert VogelVorstandsvorsitzender itelligence AG

DER AUTOR

Johann SoderGeschäftsführer Technik bei SEW-EURODRIVE

Hannover Messe | Halle 7, Stand D04www.itelligence.de

Über 180 Unternehmen und Forschungsein-richtungen entwickeln hier gemeinsam Lö-sungen, um die Zuverlässigkeit, Ressource-

neffizienz und Benutzerfreundlichkeit von Maschinen, Anlagen und Produkten zu steigern. So konnte bei-spielsweise der Landmaschinenhersteller Claas durch eine softwaregestützte Optimierung des Erntepro-zesses 50 Prozent an zusätzlicher Maschinenleistung erschließen. Der Antriebsspezialist Wittenstein hat die Geschwindigkeit beim Hochleistungsbohren in der Holzbearbeitung und damit die Produktivität der Maschinen annähernd verachtfacht.

40 TRANSFERPROJEKTE UMGESETZT

Die sechs Forschungseinrichtungen des Clusters ha-ben Basistechnologien für intelligente Produkte und Produktionsverfahren entwickelt. Dabei geht es un-

ter anderem um die selbstkorrigierende Fertigung, die Interaktion zwischen Mensch und Maschine, die intelligente Vernetzung von Maschinen und Anlagen

dingungen verändern. Harting und Phoenix Contact entwickeln im Zusammenspiel mit Beschäftigten, Betriebsräten und Psychologen Lösungen für den Arbeitsplatz der Zukunft.

Einblicke in die Ansätze aus dem Spitzencluster bieten der OWL Gemeinschaftsstand auf der Han-nover Messe und der Fachkongress „Industrie 4.0 in der Praxis“ am 23./24. April 2015 in Paderborn.

oder eine ganzheitliche Produktentwicklung. Auf diese Technologien können Unternehmen jetzt zu-greifen.

Die Resonanz im Mittelstand ist enorm. In 40 Transferprojekten wurden die Technologien in die Produkte oder Produktionen von Unternehmen im-plementiert. So hat zum Beispiel der Schalt geräte-Hersteller steute mit der Universität Bielefeld ein interaktives Kommunikations- und Visualisierungs-konzept für die Produktion von Fußschaltern für die Medizintechnik umgesetzt. Dadurch stiegen die Benutzerfreundlichkeit und Effizienz der Fertigung. Mindestens 80 weitere Projekte werden folgen.

Das hohe Geschäftspotenzial verdeutlichen inno-vative Unternehmensgründungen. Ein Beispiel: Das Gütersloher Unternehmen topocare hat eine intelli-gente Deichbaumaschine entwickelt. Mit einer einzig-artigen Wickeltechnik lassen sich schnell und einfach Endlosschläuche für den Deichbau herstellen – direkt vor Ort an Flussufern und Küstenabschnitten.

LÖSUNGEN GESTALTEN FÜR DIE ARBEITSWELT

Industrie 4.0 braucht jedoch nicht nur neue Techno-logien. Es gilt, auch die Auswirkungen auf die Ar-beitswelt zu untersuchen. Im NRW Fortschrittskolleg „Gestaltung von flexiblen Arbeitswelten“ beschäfti-gen sich die Universitäten Bielefeld und Paderborn damit, wie sich die Anforderungen und Arbeitsbe-

Der Spitzencluster it‘s OWL – Intelligente Technische Systeme OstWestfalenLippe – gilt bundesweit als eine der größten Initiativen für die Digitalisierung der Produktion.

Aus dem Netzwerk – für den Mittelstand

DER AUTOR

Dr.-Ing. Roman DumitrescuGeschäftsführer it´s OWL Clustermanagement GmbH

Hannover Messe | Halle 16, Stand A04www.its-owl.de

it‘s OWL bietet sowohl neue Technologien für Industrie 4.0 als auch Ansätze für den Arbeitsplatz 4.0.

Bedienung in der Fabrik

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Industrielle Revolution 4.0 | EINE SONDERVERÖFFENTLICHUNG DER INDUSTRIEVERBÄNDE BITKOM, VDMA, ZVEI

Medien und Vorträge zu Industrie 4.0 thema-tisieren vorwiegend Techniken und Kon-zepte für die Fertigungsautomatisierung.

Übergeordnetes Ziel: eine selbstorganisierende, selbstoptimierende und extrem flexible Fertigung, die schnell und wirtschaftlich rentabel auf individu-elle Kundenwünsche eingeht.

WELCHE KONZEPTE INDUSTRIE 4.0 FÜR DIE PROZESSINDUSTRIE BIETET

Wenn die Modelle der Fertigungstechnik auch nicht so recht auf die prozesstechnische Industrie passen, so gibt es doch Gemeinsamkeiten. In beiden Fällen geht es um die Digitalisierung der Produktion und die Integration über das Internet. Diese Dateninte-

gration betrifft alle Ebenen eines Unternehmens und bewegt sich auf drei Achsen in der Unterneh-mensarchitektur. Ein Ziel von Industrie 4.0 ist nun, Informationen dieser drei Achsen zu integrieren und kommunikativ miteinander zu verknüpfen. Endress+Hauser schlägt hier die Brücke in die Prozessindustrie und vor allem vom theoreti-schen Ansatz zur praktischen Umsetzung.

DATENINTEGRATION: VERTIKAL, HORIZONTAL UND DURCHGÄNGIG

Die erste Achse verbindet durch vertikale In-tegration verschiedene Teile des Gesamtsys-tems: Sie schafft die Verknüpfungen von der Feld-Ebene bis zur Unternehmenssteuerung und beschleunigt den digitalen Datenfluss von der Messstelle bis ins ERP-System (Enterprise Resource Planning). Dabei macht die Business Process Integration-Software (BPI) die Automatisie-rungspyramide zum cloudgestützten Netzwerk.

Auf einer zweiten Achse, der horizontalen In-tegration, lassen sich bessere Ergebnisse im Ma-nagement der Wertschöpfungskette erzielen. Wenn Tanks oder Silos mit der Software der Beschaffung intelligent und selbstständig kommunizieren, opti-miert dies die Lagerhaltung der Rohstoffe.

Schließlich spart auf einer dritten Achse durch-gängiges Engineering und Life Cycle Management mit webbasierter Software wertvolle Zeit und Auf-wand – und zwar von der Planung bis zur Instandhal-

tung. Im Fokus aller drei Blickrichtungen steht dabei stets die deutliche Verbesserung der Informations-nutzung in der Prozess- und Anlagensteuerung mit dem Ziel, die Anlageneffizienz zu steigern und die Kosten zu reduzieren.

Egal, ob Industrie 4.0 als Revolution oder Evolu-tion betrachtet wird: Sie wird kommen – wir stecken schon mittendrin in der Digitalisierung der Produk-tion.

Die vierte industrielle Revoluti-on – kaum ein anderes Thema polarisiert die Experten aus den Bereichen Wirtschaft, Produktion und Automatisierung so sehr wie dieser Teil der Hightech-Strategie der deutschen Bundesregierung.

Entdecken, was dahinterstecktIndustrie 4.0 –

www.de.endress.com Hannover Messe | Halle 11, Stand C39

AUS DER PRAXIS

M it intelligenten Lagerlösungen können wichtige Betriebszustände einer Maschine, einer Anlage oder eines Produktes erfasst

und der Steuerung zur Verfügung gestellt werden.Auf dem Weg zu Industrie 4.0 nimmt der Tech-

nologiekonzern Schaeffler als Wälzlagerhersteller mit seinen Produkten eine zentrale Rolle ein: Da die Lager Führungs- und Positionieraufgaben über-

nehmen sowie Kräfte und Bewegungen übertragen, sind viele Veränderungen im Fertigungsprozess oder in Produkten gerade an ihnen erkennbar. Dazu kommen Veränderungen in den Lagern in Form von Verschleiß und Schmierzustand. Können also neben

Condition-Monitoring-Daten wie Schmierzustand, Verschleißpartikeln, Temperatur, Schwingungen und Frequenzen auch Kräfte, Drehmomente und Dreh-zahlen präzise gemessen werden, so ermöglichen die gewonnenen Daten ein virtuelles und präzises Abbild des Maschinen- und Produktzustandes sowie der meisten Prozesse.

GANZHEITLICHE ZUSTANDSÜBERWACHUNG VON MASCHINEN UND ANLAGEN

Schaeffler bietet mit dem FAG SmartCheck ein On-line-System, das unter Berücksichtigung von Zusatz-parametern umfassende Aussagen zum Zustand der Maschinenkomponenten liefert. So ist das Gerät in die Maschinensteuerung und damit in die Über-wachung des Prozesses integriert: Der FAG Wear Debris Check überwacht den Anstieg von Partikeln oder Verunreinigungen in Ölkreisläufen etwa von Industriegetrieben und bewertet diese nach Ma-terial und Größe. Dabei ist diese Sensorik leicht in

Überwachungs- und Steuerungssysteme integrier-bar. In Kombination mit der Schwingungsanalyse ist zugleich eine genaue Bestimmung der fehlerhaften Bauteile innerhalb des Getriebes möglich. Hierdurch kann neben der Abfrage der Lieferzeiten und der Bestellung der Ersatzteile auch die Erstellung der Reparaturpläne automatisiert werden.

Aufbauend auf dem FAG SmartCheck können anhand eines Datenerfassungssystems die Material-spannungen in Antriebswellen gemessen und in ein präzises Drehmomentsignal umgerechnet werden. Dies ist für Industrie 4.0 von besonderer Bedeutung – schließlich werden Drehmomente in vielen Ma-schinen von der Steuerung als Sollwert dem Motor rechnerisch und elektrisch vorgegeben. Drehmo-mentsensoren sind jedoch präziser und können genau dort platziert werden, wo auch ein bestimm-tes Drehmoment gemessen wird und anliegen soll. Temperatureinflüsse in Hydrauliken oder Reibung in zwischengeschalteten Getrieben spielen dann kei-ne Rolle mehr. Dabei findet die Technologie bereits heute Anwendung: Das innovative System kommt unter anderem in der Landtechnik in drehmoment-gesteuerten Dung- und Düngerstreuern zum Einsatz.

Die vierte industrielle Revolution steht unter anderem für die An-passung und Integration von Produkten und Prozessen. Grundvor-aussetzung hierfür ist die autonome und kontinuierliche Erhebung von Prozessdaten zur Maschinensteuerung und -überwachung.

„Smart Sensoring“: Vom Produkt zur Dienstleistung

DER AUTOR

Dirk SpindlerLeiter Forschung & Entwicklung und Mitglied der Geschäftsleitung bei Schaeffler Industrie

Hannover Messe | Halle 22, Stand A12www.schaeffler.de

Neben der klassischen Schmierung müssen Spezialschmierfette immer komplexeren Anforderungen gerecht werden. In der

Backfabrik sind dies zum Beispiel hohe Lebensmit-tel-Standards, und die Weichen von ICE-Hochge-schwindigkeitsstrecken müssen jedem Wind und Wetter trotzen. Im Auto bliebe der Komfort ohne Spezialfette wohl ganz auf der Strecke. Genauso komplex wie die Anwendungen sind die Rezep-turen. Grund genug für den Mönchengladbacher Schmierstoff-Spezialisten Rhenus Lub, jetzt seine Fettfabrik im Sinne von „Industrie 4.0“ weiter auszu-bauen. Rund zwei Millionen Euro hat das Familien-unternehmen investiert.

Die Chancen, die eine digitale Vernetzung von Produktionsprozessen und die Integration in den un-ternehmensweiten Wertschöpfungsprozess bieten, hat das Unternehmen frühzeitig erkannt und aus-geschöpft. Mit der neuen Automatisierungstechnik läutet das mittelständische Unternehmen ein neues Zeitalter in der Produktion von Spezialschmierfetten ein: die Fertigungs-IT-Lösung ist direkt eingebunden in das unternehmensweite ERP-System (Enterpri-se-Resource-Planning).

REZEPTUR UND PROZESSABLÄUFE ENTSCHEIDEN ÜBER HOHE QUALITÄT

Bei der Herstellung von anspruchsvollen Schmierfet-ten kommt es sowohl auf die Rohstoffe und die Re-zeptur an als auch – zu mindestens gleichen Teilen – auf die Durchführung der einzelnen Prozessschritte. Einfach gesagt: Wann werden welche Rohstoffe in welcher Menge und bei welcher Temperatur mitei-nander vermischt?

Dieses Expertenwissen hat man nun auf das Au-tomatisierungskonzept übertragen. Damit wurden einmal festgelegte Schritte und Grenzwerte, die ge-nau dem Optimum entsprechen, in der Smart Factory von Rhenus Lub nun wiederholbar gemacht. Jedes Fett wird immer mit den -

selben Parametern produ-ziert – punktgenau. Gab es bisher beim Rühren oder Kochen des Spezialfettes zum Beispiel geringste To-leranzen in der Prozessab-wicklung, werden diese mit dem neuen Automa-tisierungskonzept nun vollends ausgeschlossen.

Ein echter Vorteil nicht nur für den Kunden, der immer Produkte in stets gleichbleibender Qualität erhält, sondern ebenso für Rhenus Lub selbst: Durch die lückenlose Nachvollziehbarkeit im Herstellungs-prozess kann im Rahmen der Entwicklung von neuen oder optimierten Fetten nun eindeutig festgestellt werden, in welchen Herstellungsschritten sich ein Produkt in welcher Form verändert, wenn die Para-meter angepasst werden.

Alles in allem wird die Herstellung der Fettre-zepturen noch genauer, transparenter – und vor al-lem jederzeit wiederholbar. „Mit unserer Investition spielen wir in einer neuen Liga“, betont Inhaber Dr. Max Reiners. „Die sinnvolle Nutzung von Daten und individuellen Algorithmen erlaubt es uns, die Wech-selwirkungen in der komplexen Produktion noch besser zu beherrschen, die Fertigung genauer zu steuern und Fehlchargen zu vermeiden.“

AUTOMATISCHE STEUERUNG STEHT FÜR HOHE FLEXIBILITÄT

Spezialschmierfette sind echte Konstruktionsele-mente. Dementsprechend bietet der international aufgestellte Schmierstoffspezialist seinen Kunden ein breites Portfolio maßgeschneiderter Schmierfet-te an. Bei der Entwicklung eines solchen Schmier-

fettes können mitunter einige Jahre Projektarbeit mit Kunden aus technologisch anspruchsvol-

len Industrien ins Land ziehen, ehe die Spezialisten von Rhenus Lub die per-

fekte Rezeptur in enger Abstimmung mit den Kunden entwickelt haben.

Insgesamt spricht man bei Rhenus Lub von rund 290 unterschiedlichen

Schmierfettrezepturen und 3.700 Pro-duktionschargen pro Jahr. Bei Rhenus

Lub können Chargen in Größenordnungen von 30 kg bis 11 Tonnen gefertigt werden. Das erfordert höchste Flexibilität in der Her-stellung.

Durch die automatisierte Fertigung sind die einzelnen Produktionslinien heute so flexibel

gestaltet, dass Hochleistungsschmierfette in va-riablen Chargen durchlaufen können. Ein wichtiger

Baustein, um allen zeitlichen und qualitativen Anfor-derungen der Kunden gerecht werden zu können.

DIE NÄCHSTEN SCHRITTE

Mit mehr als 1.200 installierten Sensoren wird der Produktionsprozess heute bis auf das kleinste Detail überwacht, von Temperaturen und Bearbeitungszei-ten in den Rührwerken bis hin zu den Drehzahlen und Drehmomenten der einzelnen Motors. Diese tiefgreifende Informationsbasis bietet immense Chancen für die Zukunft, wie Dr. Carsten Puke, Lei-ter Forschung & Entwicklung für Fette, erläutert: „Mit der neuen Automatisierung können wir den Herstellungsprozess im wahrsten Sinne des Wortes bis auf das kleinste Detail analysieren. Wir wissen somit exakt, was in welchem Schritt passiert. Und genau hier setzen wir mit unseren Auswertungen an, um für unsere Kunden die leistungsstärksten Spezi-alfette herzustellen.“

Bis zu 1.000 Varianten

Ohne Spezialschmierfette läuft heute in der industriel-len Produktion und im mobilen Alltag fast nichts mehr. Rhenus Lub als Hersteller solcher Fette hat jetzt seine gesamte Produktion digitalisiert.

www.rhenuslub.de

In der Produktionsleitwarte haben die Mitarbeiter den digitalisierten Prozess jederzeit im Blick. Mehr als 1.200 Sensoren überwachen Daten wie Temperatur, Rührwerkdrehzahl und -drehmoment.

Barcode-Scanner erfassen präzi-se jede Zugabe von Rohstoffen und Additiven.

An den Heiz- und Kochkesseln wird ständig die genaue Einhaltung der rund 290 Schmierfett- Rezepturen von Rhenus Lub überprüft.

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Industrielle Revolution 4.0 | EINE SONDERVERÖFFENTLICHUNG DER INDUSTRIEVERBÄNDE BITKOM, VDMA, ZVEI

In den kommenden Jahren wird sich die indust-rielle Produktion grundlegend verändern. Reale und digitale Welten werden verschmelzen. Dar-

in steuern die Produkte selbsttätig ihre Produktion und können über das „Internet der Dinge“ sowohl mit Maschinen und Werkzeugen als auch mit ihren

Nutzern kommunizieren.Welche Aus-

wirkungen wird diese Entwick-lung haben, die als vierte indust-rielle Revolution oder Industrie 4.0 bezeichnet wird – für Wirtschaft und Produktion, aber auch für die Kon-sumenten und für die Gesellschaft? Diese Fragen werden intensiv diskutiert, und die Unternehmen der Automati-

sierungs-, Elektro- und Steuerungstechnik sind aufgerufen,

Lösungen zu entwickeln, die sowohl ihre Leistungs-fähigkeit steigert als auch die ihrer Kunden.

INDUSTRIE 4.0 BRAUCHT FUNK

Steute Schaltgeräte, ein Hersteller von anspruchs-vollen Schaltgeräten für industrielle Anwendungen, hat bereits vor zehn Jahren begonnen, die ersten Funktechnologien für diesen Einsatzzweck zu entwi-ckeln. Mittlerweile steht den Anwendern ein umfas-sender Systembaukasten an Geräten unterschied-

lichster Bauform zur Verfügung. Sie können dabei unter verschiedenen Funktechnologien wählen, die sich durch die Art der Energieversorgung (batterie-gestützt oder energieautark), der Frequenzbänder (868 bzw. 915 MHz oder 2,4 GHz), die Art der Kom-munikation (uni- bzw. bidirektional) und die Eignung für besondere Aufgabenfelder (Maschinensicherheit oder Explosionsschutz) unterscheiden. Damit lassen

sich auch extreme Anforderungen zum Beispiel an die Übertragungssicherheit der Funksignale unter ungünstigen Bedingungen erfüllen.

NACH VORN DENKEN

In vielen Teilbereichen dieser Technologie – unter anderem beim „Energy Harvesting“ sowie bei „Wi-reless Safety“ und kabellosen Schaltgeräten für ex-plosionsgefährdete Bereiche – gehört steute zu den Pionieren in der industriellen Automatisierungstech-nik. Dabei werden solche Funksysteme in der „Pro-duktion 4.0“ mehr denn je gefragt sein, denn die deutlich steigenden Datenmengen lassen sich durch die Flexibilität der Technik einfacher per Funk als über leitungsgebunde Verfahren übertragen.

Damit die vernetzten Produktionssysteme so flexibel, effizient und zuverlässig per Funk kommu-nizieren können, müssen jedoch neuartige Netz-werk-Strukturen entwickelt werden. An diesen Aufgaben arbeitet steute: Das ostwestfälische Un-ternehmen hat gemeinsam mit Kunden anwender-orientierte Lösungen realisiert – zum Beispiel ein „E-Kanban“-System für die kabellose Nachschub-versorgung von Montage- Arbeitsplätzen. Hier sind

die Funkschaltgeräte direkt in die Unternehmens-IT des Kunden integriert.

Das Beispiel zeigt: Netzwerkfähige Funkschalt-geräte sind ein Baustein von Gesamtlösungen für die flexible, nach den Grundsätzen von Industrie 4.0 organisierte Produktion. Und sie sind Realität, kei-ne Zukunftsvision – auch wenn noch weiterhin viel Entwicklungsarbeit zu leisten ist. steute-Ingenieure arbeiten zurzeit an neuen Generationen von Funk-schaltgeräten bzw. -systemen, die diesen Anfor-derungen gerecht werden. Die Entwicklung treibt das Unternehmen gemeinsam mit innovativen An-wendern des Maschinen- und Anlagenbaus voran; auch im Rahmen des Maschinenbau-Spitzenclusters „Intelligente Technische Systeme – „It´s OWL“, das als größtes Projekt im Umfeld von Industrie 4.0 in Deutschland gilt.

Anlässlich der diesjährigen Hannover Messe wird steute Lösungsansätze für die vernetzte Funktechnik in einer „Industrie 4.0“ zeigen. Darüber hinaus stellt das Unternehmen seine Visionen einer vernetzten Welt von morgen vor, die sich ganz anders darstellen wird als die Welt von heute.

Ein zentrales Merkmal von Industrie 4.0 ist die erhöhte Flexibilität in der Fertigung. Der Schaltgeräte- Hersteller steute bietet funkbasierte Lösungen für die Netzwerkstrukturen der zukünftigen „Fertigung 4.0“ an, die gegenüber leitungsgebundener Sensorik klar im Vorteil sind.

Mit Funk zur intelligenten Vernetzung

DER AUTOR

Dipl.-oec. Stefan SchmersalGeschäftsführender Gesellschafter der steute Schaltgeräte GmbH & Co. KG

Hannover Messe | Halle 9, Stand G06www.steute.com

steute entwickelt netzwerkfähige Funk-sensoren und –systeme für Industrie 4.0

steute Entwicklungszentrum in Löhne

AUS DER PRAXIS

Auf vision.steute.com präsentiert steute Visio-nen für die Industrie 4.0