Industry 4.0: Big Data Management neu definiert für die neue industrielle Revolution

Der 2017er „Made Smarter Review“ skizzierte einen Fahrplan für Großbritannien, die Welt in einer neuen industriellen Revolution anzuführen, die Gesellschaft und Industrie transformieren verspricht. Der ehrgeizige Review, basierend auf Konsultationen mit führenden Universitäten und Industriegrößen, schlug die Schaffung von Innovationshubs und einer nationalen Organisation vor, die Großbritannien zur globalen Industry-4.0-Marke macht. Die Regierungs-Industrial Strategy kündigte auch die Schaffung eines industriegeleiteten AI Council an, um die rasche Adoption von Künstlicher Intelligenz in Branchen einschließlich Fertigung zu unterstützen.

Die Chance ist immens: Es könnten 455 Mrd. Pfund in die britische Fertigungswirtschaft fließen, Wachstum um 3 % p.a. steigern und 175.000 qualifizierte Jobs schaffen.

Es wird erwartet, dass industrielle Digitalisierung einen Produktionswandel schafft, ähnlich der Erfindung der Mechanisierung – eine digitale industrielle Supply Chain, wo Produkte in Echtzeit vom Designstudio bis zum Regal durch einen einzigen, integrierten Prozess entwickelt, gefertigt und überwacht werden. Vernetzte Supply Chains mit smarten Sensoren erlauben Echtzeit-Monitoring und -Messung riesiger automatisierter Montagelinien.

Ein Drittel der Industrieunternehmen über neun Sektoren hat bereits begonnen, Supply-Chain-Prozesse zu digitalisieren, und fast drei Viertel werden dies bis 2020 getan haben. Die digitale Verschmelzung der physischen und virtuellen Welt in der Fertigung wird auch erlauben, Computer-Visualisierungen nahtlos in maßgeschneiderte physische Produkte an jedem Standort durch 3D-Drucker und andere Maschinen umzuwandeln. Industrieroboter, fähig alles von Flugzeugkomponenten bis Nuklearteile zu fertigen, werden kosteneffektive, schnelle, effiziente und wartungsarme industrielle Supply Chains schaffen. UK hat bereits 71 Roboter pro 10.000 Arbeiter in Fertigungsindustrien, während die Produktionsautomatisierung beschleunigt.

Zentral für die Industry-4.0-Vision der Regierung für UK ist die Schaffung digital verwobener, automatisierter Supply Chains, die sich kontinuierlich an Live-Markttrends oder Handelsbedingungen anpassen können durch die Fähigkeit, in Echtzeit zu tracken, tracen, monitoren und zu reagieren. Dies wird eine Revolution in der industriellen Kommunikation erfordern, wo Big Data digital omnipräsent über eine Supply Chain sein kann, sobald es generiert wird – genau wie Remote-Access-Technologie aktuell erlaubt, Daten auf einem Screen in Echtzeit auf einem anderen zu replizieren. Wir brauchen neue offene Standards für nahtlosen Datenaustausch über das industrielle Ökosystem.

Das wird essenziell sein, um Steuersignale, Sensormessungen und andere Daten kontinuierlich in Echtzeit auszutauschen, sodass alle kritischen Industriemaschinen – von Robotern bis 3D-Druckern – sofort remote zugegriffen und von Menschen gesteuert werden können.

Bei Robotern, die sicherheitskritische Komponenten wie Flugzeugtriebwerke fertigen, müssen Mitarbeiter in der Lage sein, sie remote zu überwachen, zu optimieren und zu warten, um Softwarefehler oder böswillige Einmischung sofort zu erkennen und zu beheben. Cyber-Security-Teams müssen auch in der Lage sein, Fertigungsmaschinen remote zu überwachen und einzugreifen, um industrielle Sabotage durch Cyber-Angriffe abzuwehren. Beispielsweise zeigten Forscher zuvor, wie man in 3D-Drucker-Dateien hacken kann, um eine Drohne zum Absturz zu bringen, indem man Designspezifikationen für Propeller verändert.

Es gibt auch Pläne, Fertigung radikal zu dezentralisieren durch ein „Internet of Thinking“ – basierend auf einem „DIY“-Sensornetzwerk, das Information autonom analysieren kann, statt sie für Remote-Analyse zu senden. Das bedeutet: Wenn ein Industrieroboter eigenes Equipment-Malfunction bemerkt, kann es erkennen, was zu tun ist, und Fehler selbst korrigieren. Solche Systeme werden jedoch externe menschliche Supervision für Fehler brauchen, die sie nicht detektieren.

Kontinuierliche „Live Data“ wird auch kritisch sein, um Armeen von Roboter-„Workern“ in nahtloser Synchronizität operieren zu lassen, ihre Aktionen kontinuierlich choreografierend in Reaktion auf Live-Standort- oder Messdaten anderer Roboter.

Die Notwendigkeit, dass Daten digital in mehreren Orten gleichzeitig präsent sind im Moment ihrer Generierung, erfordert, das Denken hinter dem traditionellen „IT Helpdesk“ auf das gesamte industrielle IoT-Ökosystem anzuwenden. Wir brauchen einen sicheren Standard für das Teilen von allem – von Audio und Video bis Bilder und Text – unter Millionen industrieller Geräte. Das erfordert eine genuin niedrig-latente, Live-Verbindung, die industrielle Kontrollräume digital omnipräsent über eine gesamte Supply Line macht, indem sie bidirektionalen Austausch von Steuersignalen und Information erlaubt.

Doch es gibt derzeit keine offenen Standards für industrielle Remote-Kommunikation, um Industriemaschinen jedes Vendors Live-Daten teilen und remote menschliches Eingreifen über alle Fertigungsausrüstung und -komponenten zu ermöglichen. Unternehmen wie Siemens haben proprietäre Protokolle für Remote-Zugriff auf Maschinen, aber diese funktionieren nur mit ihren eigenen Maschinen. Dieses proprietäre Modell für Machine-to-Machine hat andere Branchen vermutlich geschädigt. Millionen Fahrzeuge verbinden nicht mit verschiedenen Handy-Modellen, was ein fragmentiertes „Connected Car“ IoT schafft, da Armaturenbretter zwischen rivalisierenden Smartphone- und Suchmaschinenfirmen aufgeteilt sind, die Konkurrenzgeräte „aussperren“.

Wird dieses System in die Fertigung transponiert, entsteht eine fragmentierte industrielle IoT-Landschaft, wo manche Maschinen nicht mit Maschinen anderer Hersteller interfacen können und Kontrollräume nicht denselben Kontrollgrad über alle Maschinen ausüben können. Das untergräbt die Vision voll digital-integrierter End-to-End-Supply-Chains und könnte Automatisierung unmöglich machen, da dies remote Echtzeit-Überwachung aller Maschinen necessitiert. Kritisch: Es könnte Cybersicherheit gefährden, indem manche Maschinen für Cybersicherheitsexperten unzugänglich werden.

Der einzige Weg, die Regierungsvision zu erreichen, ist die Schaffung einer sicheren, offenen Plattform für End-to-End-Datenaustausch über die gesamte industrielle Supply Chain. Das würde sichere, niedrig-latente, multidirektionale Kommunikation unter allen Maschinen ermöglichen. Kritisch: Supply-Chain-Konnektivität wäre abwärtskompatibel und voll „future-proofed“, um neue Industrieroboter oder Maschinen nahtlos zu integrieren. Es würde auch Techniker, Cybersicherheitspersonal, Ingenieure und Fabrikmitarbeiter digital omnipräsent über einen Shopfloor diverser Ausrüstung machen und ihnen erlauben, instantan in jede Maschine zu remoten, um Fehler zu beheben.

Wenn wir die Vision einer vernetzten industriellen Supply Chain über UK und weltweit voll realisieren wollen, müssen wir rivalisierende Industriemacher herausfordern, sich um einen offenen Standardansatz zu versammeln, der alle Stakeholder in der Supply Chain stärkt.

Adam Byrne ist CEO von RealVNC.