Sensorik, maschinelles Lernen, digitale Zwillinge und Ökosysteme verändern Wertschöpfungsketten. Neue Geschäftsmodelle und Anwendungen entstehen. Ein zentraler Begriff dabei ist öfter – die Verwaltungsschale.
(Bild: ©Patrick P. Palej/stock.adobe.com)
Automatisierungskomponenten werden intelligenter. Sie verfügen mittlerweile über große Rechenleistung und kommen sowohl in zentralen als auch in dezentralen Anwendungen zum Einsatz, wobei die Intelligenz immer näher zur Sensorik und Aktorik wandert. Komponenten verfügen zudem nicht nur über eine standardisierte mechanische Schnittstelle. Sie sagen auch, was sie ‚können‘ und melden sich im Sinn von Plug and Work an Maschinen und Anlagen an. Externe Treiber werden obsolet. Daneben existieren heute Komponenten, die lernen und ihr eigenes Verhalten verbessern. Künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen eröffnen neue Möglichkeiten.
In der Industrie existieren immer mehr Projekte, in denen eingebettete Systeme und Komponenten integriert sind, die bislang lediglich über einen elektrischen Anschluss verfügen. Es sei an die Motorspindel einer Werkzeugmaschine gedacht. Diese Spindel hat nicht nur die Funktion, das Werkzeug zu bewegen, sondern liefert zunehmend Daten. Sie kann sich selbst identifizieren, verschiedene Parameter anbieten, die automatisch in die Steuerung der Maschine eingelesen werden. Sie kann jedoch noch deutlich mehr. Sie kann Daten aus dem Betrieb sammeln und dem Spindellieferanten etwa mitteilen, dass das Lager aufgrund von x Betriebsstunden bald verschlissen sein wird. Und so wird empfohlen, frühzeitig ein Ersatzteil auf den Weg zu bringen. Technisch ist das möglich – unabhängig von der Frage, ob Anlagenbetreiber und Maschinenbauer dies gestatten. Am Markt lassen sich noch weitere Trends beobachten: Komponenten werden kompakter, häufiger in verteilte Anlagen verlagert und bei kompakten Maschinen wird die Elektronik direkt in die Maschine integriert. Häufiger ist der zentrale Begriff: die Verwaltungsschale.
Die Plattform Industrie 4.0 hat eine Reihe von Konzepten entwickelt, darunter RAMI 4.0. (Referenzarchitekturmodell Industrie 4.0), in dessen Kontext das Konzept der Verwaltungsschale (engisch: Asset Administration Shell, AAS) erläutert wird. Sie speichert nicht nur wesentliche Eigenschaften relevanter Industrie-4.0-Komponenten, sondern bildet zugleich den Lebenszyklus von Gegenständen ab und ist die Schnittstelle physischer Produkte zur digitalen und vernetzten Welt. Innovativ dabei ist, diese Schnittstelle zu standardisieren. Eine weitere Dimension betrifft alle Assets in einer Fabrik, vom Sensor über die Komponenten einer Maschine bis hin zu ganzen Lieferketten. Hier schließt sich der Kreis zur sogenannten Connected World, also dem Prinzip der verbundenen Welt. Denn auch eine Lieferkettenbeschreibung oder ein Transportweg werden als Asset modelliert. Da die zu fertigenden Produkte selbst wieder Produktionsmittel in einem anderen Kontext sein können und eine Interaktion zwischen Produkten und Produktionsmittel ermöglicht werden soll, wird auch das Produkt selbst als Asset-Typ mit einbezogen.
Haben Sie genug von komplizierten Prozessen, einer hohen Fehlerquote, langsamen Markteinführungszeiten und hohen Anpassungskosten? Durch die Implementierung einer einzigen in Microsoft Dynamics 365/AX eingebetteten PLM-Lösung können Sie den Zeitaufwand für manuelle Datenarbeit und ineffektive Arbeitsabläufe vermeiden!‣ weiterlesen
Der Vorteil dieses Vorgehens besteht in einem standardisierten Abstraktions- und Modellierungskonzept für die verschiedenen Asset-Typen. Die Verwaltungsschale liefert eine Metamodell-Struktur über den kompletten Lebenszyklus eines Assets, nicht nur in der Betriebs-, sondern auch in der Entwurfs- und Entwicklungsphase.
In smarten Fabriken müssen exponentiell wachsende Datenmengen bewältigt werden. Ursache dafür sind Sensorik und die bereits erwähnten eingebetteten Systeme. Werden die Daten zeit- und ortsnah erfasst, gespeichert, verarbeitet und ausgewertet, ergeben sich Ansätze für neue Geschäftsmodelle. Dies ist auch ein Grund, weshalb der Bedarf an Edge-Cloud-Lösungen steigt. Dieser Ansatz erlaubt zwar lokale Datensammlung und -verarbeitung, ist jedoch mit einer Cloud verbunden und somit skalierbar.
Fertigung und Montage stellen an eine Cloud-Lösung sehr spezifische Anforderungen, etwa was die Verfügbarkeit oder möglichst kurze Reaktionszeiten betrifft. Letztere sind etwa ein Kriterium für Echtzeitauswertungen oder die Steuerung von Maschinen. Reine Cloud-Lösungen können die Übertragungs- und Antwortzeiten nicht gewährleisten. Hier kommt Edge-Computing ins Spiel, bei dem Daten am Ort des Entstehens (Edge) verarbeitet werden. Edge-Computing kann auch den Datendurchsatz reduzieren. Edge-Cloud-Lösungen bieten Interoperabilität und ermöglichen die Einbindung in digitale Ökosysteme. Umgesetzt werden solche Lösungen derzeit im europäischen Technologieprojekt Gaia-X.
Auf Fertigungstechnik spezialisierte Ingenieure werden bei einem Besuch in einem modernen Rechenzentren eine ganze Reihe technologischer Realitäten entdecken, von der die Produktionstechnik noch weit entfernt ist. Ingenieure müssen von Informatikern lernen, welche Methoden und Verfahren sich in welcher Form gewinnbringend einsetzen lassen. Virtuelle und reale Welt haben mehr miteinander zu tun, als man vor einigen Jahren (vielleicht) noch geglaubt hatte. Weil die Produktionstechnik aus der Informatik fortwährend neue Impulse bekommt. Und umgekehrt.
Vorhaben zum Nachweis der Energieoptimierung und die Verpflichtung, CSR-Berichte zu erstellen, beschäftigen die Industrie. Auch wenn diese zunächst mit Umstrukturierungen und finanziellen Aufwänden verbunden sind, so investieren Industrieunternehmen damit langfristig in ihre Zukunftssicherheit.‣ weiterlesen
(Bild: LOG_X Verlag GmbH)
Informatik in der Fabrik
Die Welten wachsen zusammen
Wer mehr darüber wissen möchte, womit und wie die Dömane der Informatik mit der Welt der Produktion konvergiert, wird in folgendem Titel fündig: Informatik in der Fabrik – Die Welten wachsen zusammen. Das Buch von Olaf Sauer und Thomas Usländer erschien letzten Sommer im LOG_X Verlag, ist 68 Seiten stark und kostet 9.99 Euro.
Die Industrial Digital Twin Association hat mit PTC ein neues Mitglied. Gestartet mit 23 Organisationen, umfasst die Initiative nun 94 Mitglieder.‣ weiterlesen
Industrielle Montagelinien sind vielfältig: Einige arbeiten mit häufig wechselnden Produktaufbauten, während sich andere durch komplexe Prozesse und hohen Abstimmungsbedarf zwischen Werker und weiteren Experten auszeichnen. Das Fraunhofer IGD will Anwender mit einer Kombination aus Augmented Reality (AR) und künstlicher Intelligenz (KI) unterstützen.‣ weiterlesen
Rund 1 Million Industrieroboter werden allein im Automotive-Bereich eingesetzt. Laut der International Federation of Robotics ein Rekordwert. Das größte Wachstum beobachtet der Robotik-Verband derzeit in China.‣ weiterlesen
Firewalls gehören in Unternehmen zu den wichtigsten Sicherheitskomponenten, um das Netzwerk vor Angriffen zu schützen. Mehr noch, im integrierten und vernetzen Zusammenspiel mit weiteren Security-Lösungen, beispielsweise für die Endpoint-, Mobile- oder Cloud-Security und mit den immer wichtigeren Security-Services durch menschliche Experten, fügt sich die Firewall in ein ganzheitliches Security-Ökosystem ein, das alle IT-Bereiche im Unternehmen bestmöglich vor Angriffen und vor Schäden bewahren kann.‣ weiterlesen
Die Anforderungen an die Cybersecurity von überwachungsbedürften Anlagen werden deutlich konkretisiert. Betreiber müssen mögliche Gefährdungen ihrer Anlagen durch Cyberangriffe ermitteln und wirksame Gegenmaßnahmen entwickeln. Die zugelassenen Überwachungsstellen (ZÜS) werden zukünftig überprüfen, ob Cyberbedrohungen im Zusammenhang mit dem sicheren Betrieb der Anlagen ausreichend behandelt wurden.‣ weiterlesen
Mit dem Start der Anmeldung öffnet das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) die digitalen Pforten für den 19. Deutschen IT-Sicherheitskongress. Am 10. und 11. Mai 2023 findet der Kongress unter dem Motto 'Digital sicher in eine nachhaltige Zukunft' digital statt.‣ weiterlesen
Die längst verstaubt geglaubte Masche des 'Ich lasse mal einen USB-Stick mit Schadsoftware auf Parkplätzen zum Mitnehmen herumliegen' wurde doch tatsächlich noch einmal aus der Cybercrime-Kiste geholt.‣ weiterlesen
Sonicwall hat den Sonicwall Cyber Threat Report 2023 veröffentlicht. Dieser zweimal jährlich erscheinende Bericht gibt Einblicke in eine zunehmend diversifizierte Cyberbedrohungslandschaft und die sich verändernden Strategien der Bedrohungsakteure.‣ weiterlesen
Smart Factories bieten eine breite Angriffsfläche für Cyberattacken. Deshalb sichert die Freie Universität Bozen ihre 'Smart Mini Factory', eine Lernfabrik für Industrie-4.0-Technologien, mit der Endian Secure Digital Platform. Neben umfassender IT-Sicherheit ermöglicht die Plattform die Nutzung von Edge Computing und das Management von Rollen und Rechten.‣ weiterlesen
Mittelständische Unternehmen investieren selbst in schwierigen Zeiten in Microsoft-Technologien, weil sie überzeugt sind, dass ihre Mitarbeiterproduktivität steigt und sich ihre Kostenstruktur bessert. Microsoft hat mit dem Microsoft-Partner-Network ein Netzwerk aufgebaut, das ein Forum für den Aufbau von Partnerschaften, Zugang zu Ressourcen und einen Rahmen für Dialoge und Kooperationen bietet. Für unsere Leser gibt die Microsoft-Partnerübersicht in Ausgabe Juli/August der IT&Production Tipps für die Suche nach einer geeigneten Branchen- oder Speziallösung im Bereich des produzierenden Gewerbes.
Auf der Suche nach Innovation, nach neuen Lösungen und der Abgrenzung zum Mitbewerb vernetzen sich zunehmend mehr Unternehmen mit externen Experten und Partnern. SAP hat mit dem SAP-Ecosystem ein Netzwerk aufgebaut, das ein Forum für den Aufbau von Partnerschaften, Zugang zu Ressourcen und einen Rahmen für Dialoge und Kooperationen bietet. In der Maiausgabe der Fachzeitschrift IT&Production erhalten unsere Leser einen aktuellen Überblick zum SAP-Ecosystem im Bereich des produzierenden Gewerbes.
Ein Unternehmen, das sich mit der Auswahl eines ERP- Systems befasst, muss sich gleichsam mit einem viel- schichtigen Software-Markt und unklaren Interessen- lagen an interne Abwick- lungsprozesse auseinander- setzen. Guter Rat bei der Investitionsentscheidung ist teuer. ERP/CRM Wissen Kompakt unterstützt Sie bei der gezielten Investition in die IT-Infrastruktur.
Immer mehr Anbieter von Maschinen, Automatisierungstechnik und Industriesoftware integrieren künstliche Intelligenz in ihre Produkte. Das ganze Potenzial spielen selbstlernende Systeme aber erst aus, wenn sie passgenau auf ihren Einsatz in Fertigung und Büro zugeschnitten wurden. Über beide Möglichkeiten, als Fertiger die Vorzüge von industrieller KI zu nutzen, geht es im regelmäßig aktualisierten Themenheft Künstliche Intelligenz.
Das Internet of Things verändert Produktwelten und die Vernetzung in der Fertigung gleichermaßen. Entstehende Ökosysteme laden zur einer neuen Form der Zusammenarbeit ein. Die Spezialausgabe IoT Wissen Kompakt informiert über die Technologie, Projektierung und Anbieter für die eigene Applikation, in- und außerhalb der Fabrik.
Um alle Potenziale eines MES umfassend ausnutzen zu können, beleuchten unsere Autoren in der Serie von MES Wissen Kompakt die erfolgskritischen Faktoren, um Fertigungsunternehmen präventiv zu steuern. Darüber hinaus präsentiert MES Wissen Kompakt ein breites Spektrum an Firmenportraits, Produkt- neuheiten und Dienst- leistungen im MES-Umfeld.
