Industrie 4.0 Wirklichkeit werden lassen Vom Shopfloor bis zum Rechenzentrum

Die Digital Shopfloor Alliance versucht, den ROI von Industrie 4.0 zu maximieren, indem sie Richtlinien und Blaupausen für eine effektive Bereitstellung, Validierung und Bewertung bereitstellt.

Während Industrie 4.0 viel versprechend für die Entwicklung eines vernetzten Echtzeitnetzwerks von Fabriken, Lieferanten, Kunden und Entwicklern ist, verlief seine Einführung schleppend. Die Angleichung von Betriebstechnologie (OT) und Informationstechnologie (IT) war eine organisatorische Herausforderung, Hersteller haben ein geringes Bewusstsein für digitale Fertigungslösungen und ihr Potenzial für den geschäftlichen Wert gezeigt und waren misstrauisch gegenüber den hohen Kosten, die mit der Bereitstellung, Wartung und Verwaltung verbunden sind Betrieb vernetzter Systeme in den Fertigungshallen.

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Um dem entgegenzuwirken, haben einige Branchenführer eine „Digital Shopfloor Alliance“ gegründet, die darauf abzielt, führende und auf Standards basierende digitale Automatisierungslösungen sowie Richtlinien und Blaupausen für deren effektive Bereitstellung, Validierung und Bewertung bereitzustellen. Das Ziel der Organisation ist es, den ROI von Industrie 4.0 zu maximieren, den besten Geschäftswert aus Industrie 4.0-Investitionen herauszuholen, die Integrationszeit mit etablierten Methoden und Rahmenbedingungen für den Einsatz digitaler Lösungen unter Kontrolle zu halten und die zukünftige Erweiterbarkeit der digitalen Produktionsstätte sicherzustellen, indem sie sich darauf verlassen „zertifizierte und normkonforme Komponenten für den sicheren Betrieb Ihres digitalen Shopfloor-Betriebs.“

Ein aktuelles E-Book, The Digital Shopfloor:Industrial Automation in the Industry 4.0 Era , das von einem Team unter der Leitung von John Soldatos von Athens Information Technology zusammengestellt wurde, untersucht die Probleme und präsentiert Lösungen auf der Grundlage der Arbeit der Allianz.

„Die Vorteile von Industrie 4.0 wurden bereits im Rahmen von Pilot- und Produktionseinsätzen in einer Reihe verschiedener Anwendungsfälle unter Beweis gestellt, darunter Flexibilität bei der Automatisierung, vorausschauende Wartung, Null-Fehler-Fertigung und so weiter“, erklären Soldatos und seine Co-Autoren. Die Weiterentwicklung von Industrie 4.0-Initiativen wurde jedoch durch eine Reihe von Problemen behindert, darunter die folgenden:

• Wissenslücken: „Das geringe Bewusstsein der Hersteller für digitale Fertigungslösungen und ihr Geschäftswertpotenzial sowie der Mangel an relevantem internem Wissen.“
• Kosten: Die hohen Kosten für den Einsatz, die Wartung und den Betrieb vernetzter Systeme in den Fertigungshallen seien „besonders herausfordernd für kleine und mittelständische Unternehmen, denen „das notwendige Eigenkapital fehlt, um in Industrie 4.0 zu investieren“. li>
• Erforderlicher Zeitaufwand: Die für die Implementierung verbundener Systeme benötigte Zeit „und das Fehlen eines reibungslosen und bewährten Migrationspfads von bestehenden OT-Lösungen.“
• Unsicherer ROI: Die Unsicherheit über die geschäftlichen Vorteile und Auswirkungen von Industrie-4.0-Technologien, „einschließlich des Mangels an bewährten Methoden zur techno-ökonomischen Bewertung von Industrie-4.0-Systemen“. Dazu gehört „das Fehlen einer gut entwickelten Wertschöpfungskette, die erforderlich ist, um die Akzeptanz dieser neuen Technologien für die digitale Automatisierung aufrechtzuerhalten.“
• Lock-in: „Verstärkte Abhängigkeit der Hersteller von externen Integratoren, Beratern und Anbietern.“

„Die erfolgreiche Übernahme von Industrie 4.0-Ansätzen „ist nicht nur eine Frage des Einsatzes der richtigen Technologie“, erklären Soldatos und seine Co-Autoren. „Vielmehr erfordert es Investitionen in ein breites Spektrum komplementärer Vermögenswerte, wie z. B. digitale Transformationsstrategien, neue Produktionsprozesse, die die Fähigkeiten digitaler Plattformen nutzen, Schulung von Arbeitnehmern in neuen Prozessen und vieles mehr.“

Die Autoren schlagen die folgenden Maßnahmen vor, um Unternehmen besser auf die bevorstehende Industrie 4.0-Revolution vorzubereiten:

• Industrielle „Datenräume“ einrichten: “ Dies wird „die Mittel für den interoperablen Datenaustausch zwischen verschiedenen Plattformen und Interessengruppen bereitstellen. Ein charakteristisches Beispiel sind industrielle Datenräume, die es den Akteuren der Lieferkette ermöglichen, Produktionsaufträge und Materialinformationen ohne nur minimalen Aufwand auszutauschen, um ihre Unternehmenssysteme mit der industriellen Datenrauminfrastruktur zu integrieren.“
• Verbessern Sie Maschinen und Geräte mit intelligenten Funktionen wie künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen: Beispielsweise „werden Maschinen der Zukunft in der Lage sein, Fehlerursachen online zu erkennen und in einigen Fällen zu beheben, d. h. ohne dass die Produktion gestoppt werden muss.“
• Entwickeln und etablieren Sie offene APIs für den Zugriff auf Funktionen und Datensätze: „Solche APIs werden ihre Integration und den Zugriff im Rahmen von End-to-End-Anwendungen erheblich erleichtern. Beispielsweise stellen sie die Mittel für Prozesse bereit, die sich über mehrere Stationen und Plattformen innerhalb einer Fabrik erstrecken.“
• Unterstützung für intelligente Objekte wie intelligente Maschinen und Industrieroboter: „Smart Objects verhalten sich teilautonom und können als eigenständige Systeme im Shopfloor betrieben werden. Gelegentlich können sie ihren Zustand mit dem Zustand digitaler Automatisierungsplattformen synchronisieren, die die Produktionsstätten steuern. Daher können sie mit digitalen Plattformen koexistieren, um kollaborative Aufgaben in der Anlage auszuführen.“
• Implementieren Sie starke Sicherheitsfunktionen, die einen sicheren Betrieb sowohl für die IT- als auch für die OT-Systeme der Anlage gewährleisten: „Durch den wachsenden Umfang der digitalen Automatisierungsplattformen, aber auch durch deren Vernetzung mit anderen Systemen, werden hohe Sicherheits- und Datenschutzanforderungen erforderlich.“