Mit Ausdauer lässt sich die Vision der Smart Factory in die Tat umsetzen

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Laut VDE soll Industrie 4.0 nicht vor 2025 kommen. Welche Bremsklötze bei der Umsetzung müssen noch beseitigt werden?

Prof. Detlef Zühlke, Initiator und Vorstandsvorsitzender der Technologie-Initiative SmartFactory KL

Prof. Detlef Zühlke: Industrie 4.0 wird nicht zu einem geplanten Zeitpunkt stattfinden, sondern ist eine Vision, die fortan kontinuierlich in die Entwicklung von Produkten und Produktionssystemen einfließen wird. Auf der Hannover Messe zeigt ein großes Industriekonsortium unter Führung der SmartFactory-KL eine erste herstellerübergreifende Demonstrationsanlage nach Industrie-4.0-Prinzipien. In zwei bis drei Jahren werden wir erste prototypische Installationen in der Industrie sehen, in zehn Jahren vielleicht ganze Produktionsanlagen. Wir werden also die revolutionäre Vision schrittweise und evolutionär in die Fabriken bringen.

Weitere Hemmnisse sind sicher die dafür notwendigen Standards. Hier gibt es eigentlich schon recht viel, wir müssen uns auf den jeweilige Ebenen auf einen Standard festlegen wie Ethernet, TCP-IP, OPC-UA. Das ist alleine in Deutschland schon schwierig, leider muss das auf einem offenen Weltmarkt auch international umgesetzt werden, was sicher noch eine enorme Herausforderung ist.

Ein zweiter Hemmschuh ist das Thema der Sicherheit. Gerade die letzten Monate haben und gezeigt, dass offene Systeme auf der Basis offener Standards vergleichbar zu Firmen mit offenen Werkstoren sind. Hier müssen wir neue Konzepte entwickeln, die industrietauglich sind. Vor allem müssen wir ein neues Bewusstsein bei den Anwendern schaffen, was Sicherheit in einem Internet-Zeitalter bedeutet. Hierzu gehören neben den technischen Lösungen vor allem auch organisatorische Vorkehrungen.

Eine weitere Herausforderung stellt die Ausbildung dar. Vor allem die Facharbeiterebene wird neue Qualifikationen brauchen, um den Schritt aus einer eher elektrisch-signalorientierten Welt in eine netzwerk-dienste-orientierten Welt zu vollziehen.

Und als letztes müssen wir die beteiligten Unternehmen vor allem des Mittelstands mit auf den Weg nehmen, die Industrie-4.0-Vision in Produkte umzusetzen. Dazu bedarf es noch sehr viel Beratung und konkreter Umsetzungshilfe um den Sprung von der Industrie-3.0- in die Industrie-4.0-Welt zu meistern. Die SmartFactory-KL widmet sich dieser Aufgabe bereits seit vielen Jahren mit großem Erfolg, was die stetig steigende Zahl an Partnern aus der Industrie belegt.

Dr. Gunther Kegel, Vorsitzender der Geschäftsführung bei Pepperl+Fuchs

Dr. Gunther Kegel: Bis 2025 sind es gerade mal zehn Jahre. Das ist für eine „Revolution“ kein wirklich langer Zeitraum. Der fließende Übergang hat aber bereits begonnen und wir erkennen erste Hindernisse und Szenarien, die den Erfolg von „Industrie 4.0“ bremsen können:

Erstens: Das Internet der Dinge wird ein globales Medium, die Rechts- und Sicherheitslage dieses Mediums unterliegt nach wie vor nationalstaatlicher Verantwortung. Dem Phänomen der „Cyber-Kriminalität“ werden wir so nur schwer Herr werden.

Zweitens: Die Ingenieur-Ersatzraten werden in den kommenden Jahren weiter fallen. In naher Zukunft werden auf drei Ingenieure, die in den Ruhestand wechseln nur zwei Absolventen von Universitäten und Hochschulen nachrücken. Dieser Ingenieurmangel wird die Umsetzungsgeschwindigkeit von „Industrie 4.0“ reduzieren.

Drittens: Die technischen Herausforderungen lauten: Cyber-Security, Semantik und deterministische Zugriffsverfahren. Hier sind noch viele Fragen offen, deren Beantwortung für die vierte industrielle Revolution essentiell ist.

Martin John, Manager Marktkommunikation Division Elektronik bei Weidmüller Interface

Martin John: Wie bereits erwähnt: Der Wandel zu „Industrie 4.0“ wird sukzessive mit vielen kleinen und großen Projekten erfolgen, über mehrere Jahre hinweg, das Internet bildet dabei die Kommunikationsplattform. Die Zukunft der „Industrie 4.0“-Kommunikation liegt im ganzheitlichen Ansatz und somit in nur einem Netzwerk. Die durchgängige Ethernet-Kommunikation vereinfacht und beschleunigt Prozesse, schafft Transparenz und reduziert Kosten. In diesem Szenario ist das Thema Datentransfer und Datenschutz hoch aktuell. Ethernet ist als offenes System konzipiert, aber eben auch offen für ungebetene Gäste und Daten.

Weidmüller bietet als „Tor zwischen den Ethernetwelten“ Gigabit Security Router an. Sie schützen autarke Systeme im Industrial-Ethernet-Feld vor unnötigem Traffic und unbefugter Nutzung. Mit dieser Technik erlauben wir nur autorisierten Besuchern den Zugriff auf das Fertigungsnetzwerk. Das ist der Stand heute, darauf gilt es aufzusetzen, um die Datensicherheit kontinuierlich zu steigern.

Zur weiteren Umsetzung von „Industrie 4.0“ trägt auch die „Normungs Roadmap“ des DKE (Deutsche Kommission Elektrotechnik, Elektronik, Informationstechnik im DIN und VDE) bei. Die „Normungs Roadmap“ ist so gestaltet, dass sie sich auf Basis neuer Erkenntnisse ständig weiterentwickeln kann. Denn in der industriellen Automation müssen verschiedene, höchst unterschiedliche Systeme und Anlagen verschiedener Hersteller zuverlässig und effizient zusammenarbeiten. „Industrie 4.0“ erfordert die Schaffung und Entwicklung von einer Vielzahl neuer Konzepte, Technologien und Produkte. Deren Umsetzung kann nur gelingen, wenn sie durch Standards und Normen abgesichert werden. Die Roadmap gibt erstmals allen Akteuren eine Übersicht über bestehende relevante Normen und Spezifikationen sowie heute schon erkennbaren Normungs- und Standardisierungsbedarf im Umfeld von „Industrie 4.0“. Deshalb hat der Arbeitskreis „TB Konzept Normung zu Industrie 4.0“ des DKE-Fachbereichs „Leittechnik“ (FB 9) eine „Normungs Roadmap“ erarbeitet.

Fazit: Die Summe aller Maßnahmen, das Engagement von Firmen und Forschungseinrichtungen und letztlich die finanzielle Unterstützung aus dem 70 Milliarden Euro umfassenden Programm „Horizon 2020“ wird die Umsetzung von „Industrie 4.0“ mit ihren selbststeuernden und regelnden Werkzeugen positiv beeinflussen und ermöglichen.

Rahman Jamal, Technology Director Europe, National Instruments

Rahman Jamal: Die aktuelle Problematik liegt nicht primär bei einer Industrie 4.0, sondern bei deren Unterbau, den CPS. Kennzeichen dafür sind ihre hohe Komplexität und eine durch kommerzielle Technologien getriebene Dynamik. Die hieraus resultierende Schnelllebigkeit macht eine Standardisierung schon fast unmöglich. Einen Standard, der bis zum Ende durchdefiniert ist, kann und wird es deshalb kaum geben.

Sinnvoll erscheint es hier, mehrgleisig zu fahren: Einerseits sollte so viel standardisiert werden wie möglich, andererseits sollte man sich aber nicht durch die Standardisierung ausbremsen lassen. Denn wir alle wissen ja aus Erfahrung, wie sehr eine Standardisierung unter Mitwirkung unterschiedlicher miteinander in Wettbewerb stehender Player künstlich und unnötig in die Länge gezogen werden kann. So werden wir auch in diesem Markt mit De-facto-Standards wichtiger Player leben müssen und keine nahezu vollständige Standardisierung bekommen.

Eckard Eberle, CEO Industrial Automation Systems bei Siemens in Nürnberg

Eckard Eberle: Industrie 4.0 ist eine evolutionäre Weiterentwicklung der heutigen Automatisierungswelt. Auf dem weiteren Weg zur Industrie 4.0 müssen zweifellos noch zahlreiche Fragen geklärt werden. Das gilt etwa in Bezug auf vielfach noch fehlende internationale Standards und Normen. Geschaffen werden müssen auch neue Sicherheitskonzepte, denn alle Industrien haben ein vitales Interesse an der Absicherung ihrer Wertschöpfungsnetzwerke.

Industrie 4.0 braucht auch kreative Fachkräfte im Bereich der Fertigung. Beim Produkt- und Produktionsdesign bleibt die menschliche Intelligenz unverzichtbar. Und auf operativer Ebene werden Mitarbeiter weiter eine zentrale Rolle ausfüllen – dann jedoch vor allem als kreative Planer, Steuerer und Überwacher statt als ausführende Organe manueller Tätigkeiten.

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