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StartseiteComputer und KommunikationMaschinen steuern ihre Entstehung28.04.2012

Maschinen steuern ihre Entstehung

Hannover Messe zeigt Produktionsumgebungen für die Industrie 4.0

Technologie.- Theoretisch sind sich die Experten einig: Die sogenannte vierte (industrielle) Revolution mit sich selbst steuernder Produktion nimmt Form an. Wege dorthin waren nun auf der Hannover Messe Industrie zu sehen – zum Beispiel eine Fertigungsstraße, an der die Produktion der Zukunft bereits gut erkennbar war.

Von Pia Grund-Ludwig

Ein Stand auf der Hannover Messe Industrie 2012 (Deutsche Messe Hannover)
Ein Stand auf der Hannover Messe Industrie 2012 (Deutsche Messe Hannover)
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Industrie 4.0 ist ein Begriff, der verwendet wird, um die Umbrüche zu beschreiben, die durch die komplette Durchdringung des industriellen Produktionsprozesses mit Internet-Kommunikationstechnologien und durch die Vernetzung einzelner Komponenten zu erwarten sind.

"Die vierte industrielle Revolution beschreibt die Nutzung der Technologien des Internet der Dinge in der heutigen Fabrik. Das Ziel ist es, dadurch neue Ebenen der Produktivitätssteigerung und der Effizienz zu realisieren. Der technologische Treiber sind cyberphysische Systeme. Cyberphysische Systeme sind sozusagen digital veredelte Objekte. In der Fabrik sind das Betriebsmittel, zum Beispiel Maschinen oder Feldgeräte, die mit intelligenten eingebetteten Systemen, die über das Internet vernetzt sind, ausgestattet werden",

beschreibt Peter Stephan vom Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz, wie Forscher die Fabrik der Zukunft sehen. Um das anschaulich zu machen, hat er auf der Hannover Messe einen Demonstrator aufgebaut. Dieser ermöglicht einen ganz praktischen Blick in mögliche Abläufe in der Fabrik der Zukunft. Einer der entscheidenden Unterschiede zur herkömmlichen Produktion: Die Auftragsdaten sind direkt im Produkt hinterlegt. Es nimmt diese mit auf den Weg durch die Produktion. Im Demonstrator erhält die Fräse im ersten Verarbeitungsschritt die Informationen nicht vorab. Erst wenn das Produkt die Maschine erreicht, erzeugt diese aus den mitgelieferten Daten ein Programm, das zum Produktionsauftrag passt. Auch bei der Montage entscheiden die im Produkt hinterlegten Informationen darüber, wie es weitergeht, beschreibt Stephan direkt an der kleinen Produktionseinheit:

"Die Montage des intelligenten Produkts beginnt damit, dass die individuell gravierte Schale, die gravierte Abdeckungsschale in den intelligenten Werkstückträger gelegt wird. Dort wird die Produktionsinformation, die das Produkt mit sich trägt, durch einen RFID-Reader ausgelesen, und basierend auf dieser Information erfolgt die Montage des Produkts. Es wird die untere Gehäuseschale bereitgelegt, dann erfolgt der Einsatz der Elektronik, darauf ist auf einem 2-D-Barcode die Bluetooth-Adresse des Funkmoduls des Produkts gespeichert, die wird abfotografiert und im digitalen Produktgedächtnis gespeichert. Dann erfolgt die Verpressung des Produkts mit der individuell gravierten Gehäuseschale."

Das Produkt, in diesem Fall ein simpler Schlüsselfinder, steuert also die eigene Herstellung und setzt Prioritäten. So kann die Produktion je nach Wünschen des Kunden schnell oder ressourcenschonend erfolgen. Das Produkt kann aber auch weitere Produktionsschritte im Eiltempo durchlaufen oder sich erst mal in eine Warteschleife begeben und dringender zu fertigende Stücke den Vorrang lassen. Aus Sicht von Heiko Haag, Leiter Entwicklung Hard- und Software beim Maschinenbauer Wittenstein, machen Konzepte zur Selbststeuerung durch die flexible Vernetzung einzelner Komponenten viel Sinn:

"Durch diese Sensorvernetzung können auf der einen Seite vielleicht einzelne Sensoren eingespart werden, auf der anderen Seite ergibt die Gesamtzahl der Sensorinformation einen anderen Kontext und eine andere Aussagekraft über den Gesamtprozess."

Es geht also nicht mehr nur um die Automatisierung industrieller Prozesse mit einzelnen Steuerungen, sondern um eine Vernetzung dezentraler Komponenten.

"Idealerweise wird es zukünftig so sein, dass sich nach einem Plug-and-Play-Ansteckprozess sich die Antriebe untereinander austauschen und konfigurieren und die Antriebe wissen, welche Aufgabe sie zu erfüllen haben."

Dieses Plug-and-Play, das einfache Anschließen einzelner Bausteine einer Produktionslinie, ist aber noch schwierig, so DFKI-Experte Stephan:

"Wir haben heute über diese eingebetteten vernetzten Systeme sehr, sehr große Möglichkeiten, eine Vielzahl von Informationen aus der Fabrik zu sammeln. Die Herausforderung liegt genau darin, diese Komplexität zu beherrschen und für den Menschen in der Fabrik nur die Informationen bereitzustellen, die zum Treffen von Entscheidungen relevant sind."

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