M2M: Forschung für die Produktion von morgen


Von Prof. Dr.-Ing. Christian Kuhn, Baden-Wuerttemberg Cooperative State University, Competence Center “Industrial IT”

Christian KuhnProduktion in den ‚alten‘ Industrieländern mit den durch die Rahmenbedingungen gegebenen hohen Kosten – hat dies noch Zukunft? Oder erleben wir in Deutschland den Wandel von der Industriegesellschaft in eine reine Dienstleistungsgesellschaft?

Betrachtet man die schnelle und gute Erholung der deutschen Wirtschaft nach der letzten Krise, hat sich die Industrie die Antwort selbst gegeben – industrielle Produktion hat auch hier Zukunft. Insbesondere wurde dies durch die Produktführerschaft im Maschinen-, Anlagen- und Fahrzeugbau beeinflusst. Dies bedingt aber stetige Innovations-Anstrengungen in Produkte, Prozesse und Technologien, um die Anforderungen vom Markt, Kunden und Partnern zu erfüllen. Kernvoraussetzung hierfür ist die Flexibilität und Adaptivität der Produktion – die Fabrik von morgen ist wandelbar und intelligent!

Dies hat auch die deutsche Bundesregierung erkannt und zusammen mit vielen Partnern und Verbänden in Wirtschaft und Wissenschaft die Initiative ‚Industrie 4.0‘ gegründet. Mit ‚Industrie 4.0‘ beschreitet die produzierende Industrie eine neue Stufe der Organisation und Steuerung der gesamten Wertschöpfungskette auf dem Weg zur vierten industriellen Revolution. Menschen, Produkte, Ressourcen und Produktionslinien mit ihren Maschinen vernetzen sich miteinander über moderne Informations- und Kommunikationstechnologien zu dynamischen, selbst organisierenden und unternehmensübergreifenden Wertschöpfungsnetzwerken. Diese lassen sich je nach Anforderung hinsichtlich Kosten, Verfügbarkeit und Ressourcenverbrauch optimieren, um mit fortschrittlichen industriellen Prozessen einen entscheidenden Mehrwert für das Unternehmen zu gewinnen.

Grundlage für eine erfolgreiche Einführung ist der Wandel von IT-Systemen herkömmlicher Art in ein hyper-verteiltes Netzwerk von intelligenten Systemen, die direkt und unmittelbar an technischen und betriebswirtschaftlichen Prozessen teilnehmen. Dies bedeutet konkret, dass Produkte und Maschinen über ein ‚Digitales Gedächtnis‘ verfügen und miteinander interagieren. Neben grundlegenden Identifikationsfähigkeiten beinhaltet dieses Konzept auch eine eingebettete Sensorik, Kommunikationsfähigkeiten und eine dezentrale Logik.

Genau hier ist die M2M-Technologie ein entscheidender Erfolgsfaktor, um Transparenz über die Vorgänge in der physischen Welt zu gewinnen und auch Einflussmöglichkeiten in die technischen Prozesse zu erhalten. So sind neben den existierenden Methoden und Technologien der Automatisierungstechnik auch neue Ansätze des automatisierten Informationsaustausches zwischen Geräten notwendig. Die klassischen Verfahren der Maschinenanbindung (z.B. Feldbusse) sind oftmals nur bedingt geeignet, da sie meist auf drahtgebundener Kommunikation basieren. Dahingegen sind Produkte, Komponenten und Transportressourcen (Fahrzeuge, Warenträger) im Materialfluss nicht stationär, sondern mobil und bedürfen daher einer drahtlosen Anbindung.


Des Weiteren begründen sich über Flexibilitätsfaktoren, Sicherheitsbedürfnisse und konkrete Lokationsbedingungen oftmals Anforderungen, Geräte und Maschinen über unabhängige Kommunikationsnetzwerke anzubinden und damit M2M-Technologien einzusetzen, beispielsweise für das Wartungsmanagement. Um Objekte der Industrie über M2M an industrielle und geschäftliche Prozesse anzubinden, bedarf es aber weiterer essentielle Konzepte und Komponenten, die zusammengefasst eine ‚Internet der Dinge‘-Plattform darstellen.

Diese wurden in einigen Forschungsprojekten erarbeitet und prototypisch realisiert. Beispielhaft ist hier die Innovationsallianz ‚Digitales Produktgedächtnis‘ zu nennen: ADiWa (Allianz Digitaler Warenfluss), Aletheia und SemProM (Semantisches Produktgedächtnis) . Aus den Projekten entstandene Komponenten ermöglichen den Einsatz von M2M in der Industrie: Modellierungs- und Integrationskonzepte für intelligente Objekte, komplexe Ereignis-Prozessierung, Echtzeit-Analysen von Massendaten, Verfahren zur Sicherstellung der Güte und Qualität der Informationen, Definition und Anbindung dynamischer Geschäftsprozesse sowie Werkzeuge zur Benutzerinteraktion mit den Menschen in der Produktionswelt. Erste Anwendungen in Produktion, Logistik und Wartungsmanagement sind erfolgreich im Einsatz – viele weitere werden folgen.

Baden-Wuerttemberg Cooperative State University
M2M Alliance-JahrbuchM2M Alliance Jahrbuch 13/14

 

 

 

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