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Industrie 4.0 Die Zukunft der Automatisierung

| Redakteur: Jan Vollmuth

Der Technologiekonzern ABB investierte im Geschäftsjahr 2013 über 1,5 Mrd. US-Dollar in Forschung und Entwicklung (F&E). Ein Schwerpunktthema sind Automatisierungslösungen und deren Zukunft – Stichwort Industrie 4.0.

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(Bild: ABB)

Internettechnologien werden in Zukunft im großen Umfang in den Fabriken und Kraftwerken Einzug erhalten – mit dem Potenzial, die Automatisierung zu revolutionieren. Das in Deutschland geformte Schlagwort dazu ist Industrie 4.0, das die Vision über die Zukunft der Automatisierung zusammenfasst. Mit Industrie 4.0 eröffnet sich eine völlig neue Welt von Innovationsmöglichkeiten, die heute noch gar nicht vollständig zu überblicken sind.

Die dynamische Vernetzung von Produkten, Geräten und Anlagen ermöglicht neue Formen der Flexibilität in der zukünftigen Industrie-4.0-Welt. Betrachten wir dieses Bild: Früher wurde alles handgefertigt, jedes Produkt war ein Unikat mit individueller Qualität. Mit der Einführung industrieller Produktion wurde die Massenproduktion ermöglicht, als wesentliches Mittel zur kostengünstigen Herstellung von Produkten für eine wachsende Bevölkerung. Durch die zunehmenden technischen Möglichkeiten können heute individuelle Produkte gefertigt werden: zum Beispiel Fahrzeuge mit der Ausstattung basierend auf dem Wunsch des einzelnen Kunden.

Virtuelle Beschreibung aller physikalischen Objekte

In Zukunft wird diese Flexibilisierung der Produktion weiter zunehmen. Ein wichtiger technischer Aspekt von Industrie 4.0 ist, dass jedem physikalischem Objekt in einer Produktionsanlage auch ein Modell im Netz, eine virtuelle Beschreibung, zugeordnet wird. Internettechnologien werden unter Industrie 4.0 in den Fabriken Einzug erhalten und die einzelnen Komponenten miteinander vernetzen. Damit können reale Produktionsmittel direkt untereinander interagieren. Industrie 4.0 steht für diesen Trend mit den nicht absehbaren vielen neuen Möglichkeiten.

Auf dem Weg zur vierten industriellen Revolution mit Industrie 4.0 hört die kontinuierliche Weiterentwicklung der Automatisierung jedoch keineswegs auf: Es wird weiterhin beständige Fortschritte der ABB Produkte geben. Natürlich gibt es heute schon Produkte von ABB, die moderne Kommunikations- und Internettechnologien nutzen. Ähnlich wie der Trend zu Elektroautos wird die Automobilindustrie weiterhin von Verbrennungsmotoren dominiert, bis elementare Themen wie Batterielaufzeit, Ladeinfrastruktur usw. umfassend gelöst sind. Analog dazu fokussiert ABB trotz aller Industrie-4.0-Euphorie weiterhin auf die großen Themen der Digitalisierung in der Automatisierung und auf viele neue Innovationen in der heutigen Anlagenwelt, ohne diese gleich als Industrie 4.0 bezeichnen zu wollen, aber die klar den Weg in die Richtung Industrie 4.0 vorzeichnen werden.

Moderne Engineering-Tools als Basis

Durch neue und moderne Engineering-Tools in der Fertigungsindustrie werden zum Beispiel Anlagen nicht nur am Computer entworfen und designt, sondern auch die Software der Steuerungen entworfen und deren Funktionsweise ausführlich ausgetestet. Somit findet eine virtuelle Inbetriebnahme statt, das so genannte Virtual Commissioning. ABB hat entsprechende Technologien entwickelt, die es unseren Kunden ermöglichen, die gesamte Fertigungsanlage in deutlich kürzerer Zeit in Betreib zu nehmen.

Industrie 4.0 - Die nächste Revolution: von der Dampfmaschine zur intelligenten Fabrik

Ein weiterer Technologietrend ist die Modularisierung in der Prozessindustrie. Chemische Prozesse werden dabei in kleinen flexiblen „Modulen“ abgewickelt, die einfach skalierbar und flexibel in der Kombinierbarkeit sind. Dabei müssen die Funktionen der Modulsteuerungen und des übergeordneten Leitsystem sinnvoll aufgeteilt werden. Über Module mit einer eigenen speicherprogrammierbaren Steuerung und einer Ankoppelung durch Verwendung des Kommunikationstandards OPC UA zwischen Steuerungsebene und Leitebene hat ABB eine entsprechende Technologie entwickelt, die die effiziente Einbindung von einzelnen Modulen in ein modernes Leitsystem wie 800xA ermöglichen.

Automatisiertes Management von Stromnetzen

Fortschrittliche Automatisierungslösungen sind auch im Management unserer Stromnetze gefragt. ABB beteiligt sich an einem Pilotprojekt, dem E.ON Smart Grid Control Center, Schweden, um entsprechende Technologien zu erforschen und weiter zu entwickeln. Entsprechende moderne Automatisierung ermöglicht es so genannte Virtuelle Kraftwerke zu operieren und zum Beispiel das Verbrauchsmanagement bei Industrieunternehmen im Zusammenspiel Industrieunternehmen mit dem Netzbetreiber transparent zu verwalten. In dem entsprechenden Pilotprojekt hat ABB zusammen mit seinem Partner entsprechende Demand-Response-Management-Systeme implementiert.

Ein Schwerpunkt bei ABB ist die Entwicklung von sicheren Automatisierungslösungen, speziell in Bezug auf Cyber Security. „Cyber Security Monitoring Service“ für unsere Kunden, „Security by Design“ für die Softwareprodukte von ABB sind nur zwei Stichworte. Auf dem Weg zu Industrie 4.0 entstehen vielfältige weitere Herausforderungen für industrielle Infrastrukturen im Bereich Cyber Security, die von der ABB Forschungsorganisation aktiv und vorausschauend adressiert wird.

Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass Industrie 4.0 die Vision einer zukünftigen Automatisierung sehr gut beschreibt, der Einzug von Internettechnologien in die Fabriken und Kraftwerke wird stattfinden und die Flexibilität einzelner Anlagen signifikant erhöhen. Die Entwicklungen bei ABB zeigen klar den Weg in Richtung Industrie 4.0 auf und stellen konkrete Lösungen in der Automatisierung von heute zur Verfügung. (jv)

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