Industrie 4.0: Wie die Digitalisierung unsere Fabrikhallen verändert
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Dem Begriff Industrie 4.0 begegnet man mittlerweile fast täglich. Aber welche konkreten Veränderungen verbergen sich dahinter und gibt es dafür bereits Beispiele in Deutschland? Wir stellen einige Beispiele vor und betrachten, welche Rolle 5G für die Zukunft der Industrie spielt.
Miteinander kommunizierende Maschinen, die mit Hilfe von Sensorik und maschinellem Lernen Produktionsfehler sowie drohende Ausfälle im Fertigungsprozess selbstständig erkennen (Predictive Maintenance). Wearables wie Smartglasses, die Arbeiter*innen durch Augmented Reality bei der Produktion unterstützen sowie Produktionsanlagen, die in Echtzeit auf Verzögerungen in der Lieferkette automatisch reagieren und Erzeugnisse komplett ohne menschliche Eingriffe fertigen lassen. Willkommen in der intelligenten Fabrik von morgen!
Im Zuge der Digitalisierung befinden wir uns auch in der Industrie inmitten eines bedeutenden Wandels. Die aktuellen Entwicklungen markieren den Übergang in eine neue Art und Weise der Produktion, die als Industrie 4.0 bezeichnet wird. Bis dato sind in der Industrie bereits viele Prozesse automatisiert – erklärtes Ziel ist jedoch die Automatisierung der Fabrik als Ganzes. Künstliche Intelligenz soll unsere Fabriken also nicht nur effizienter und produktiver machen, sondern vor allem smart im Sinne von autonom. Welche konkreten Technologien braucht es jedoch für solch eine smarte Fabrik? Unverzichtbare Grundlagen, um die Smart Factory zur Realität werden zu lassen, sind laut einer Branchenstudie der IDG Business Media neben Cloud Computing, vernetzter Sensorik und Anwendungen auf Basis Künstlicher Intelligenz, vor allem eine entsprechend leistungsfähige Netzwerk-Technologie zur schnellen Datenübertragung – bestens geeignet hierfür: Die neue Mobilfunktechnologie 5G!
Deutschland als Vorreiter in der Industrie 4.0
Wie steht es aber um Forschung und Praxis dieser digitalen Technologien in der deutschen Industrie? Einen Überblick bietet hierzu die Industrie 4.0 Landkarte des Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi). Hier werden konkrete Anwendungsbeispiele aus der deutschen Industrie gelistet – angefangen bei Forschungsprojekten bis hin zu marktreifen Lösungen, die sich bereits im produktiven Einsatz befinden. Ein Beispiel liefert der Hersteller von Industriehydraulik, Bosch Rexroth in seinem Werk im bayrischen Wombach: Die Bestandteile der zu fertigenden Produkte sind über den gesamten Herstellungsprozess hinweg mit den Produktionsanlagen vernetzt und kommunizieren mit der Anlagensteuerung. Diese intelligente Vernetzung ermöglicht die vollständige Automatisierung der Produktion. Konkret sorgt sie dafür, dass sich die Produktionsstraßen von allein auf die jeweils nächsten Arbeitsschritte vorbereiten – was Zeit und Geld spart.
Ein weiteres und sogar preisgekröntes Beispiel für eine Smart Factory ist das Elektronikwerk der Siemens AG im bayrischen Amberg: Für die beispiellose Automatisierung der Produktionsprozesse und der flächendeckenden Vernetzung von Mensch und Maschine erhielt die Siemens AG 2018 den Industrie 4.0-Award. Die Vorteile und Potenziale digitaler Technologien in der Industrie bekräftigt Werksleiter Dr. Gunter Beitinger wie folgt: „Zukünftig wird uns künstliche Intelligenz dabei helfen, unsere Prozesse noch besser zu verstehen. Damit ist die Null-Fehler-Produktion für uns keine Vision mehr, sondern ein klares Ziel“.
Dass eine intelligente Vernetzung in der Industrie auch helfen kann, Energie- und damit Kosten einzusparen, zeigt das vom BMWi geförderte Projekt SmartEnergyHub exemplarisch: Die Cloud-basierte Lösung bildet die gesamte Industrieanlage digital ab, ermittelt anhand von Sensordaten sowie externer Daten zur Wetterlage oder den aktuellen Strompreisen konkrete Energieeinsparpotenziale und liefert Entscheidungshilfen zum Anlagenbetrieb. Pilotiert wurde das Vorhaben am Flughafen Stuttgart und fand schnell einen breiten Anwenderkreis, unter denen sich auch der deutsche Automobilhersteller Porsche befindet.
5G erstmalig im Einsatz in der Industrie
Der erstmalige Einsatz des Mobilfunkstandard 5G in einer laufenden Produktion erfolgt beispielsweise zukünftig in der „Factory 56„ von Mercedes-Benz Cars in Sindelfingen. Hierzu errichtete Telefónica in Kooperation mit dem Netzwerkausrüster Ericsson ein leistungsstarkes 5G-Netz für die Automobilproduktion: „Wir läuten das 5G-Zeitalter für den Industriestandort Deutschland ein und bauen das modernste Mobilfunknetz für eine der modernsten Automobilfabriken der Welt“, betont Markus Haas, CEO von Telefónica Deutschland. Erst durch die Fähigkeit von 5G, große Datenmengen in schneller Geschwindigkeit und mit geringer Verzögerungszeit (Latenz) zu übermitteln, ergeben bei der Vernetzung von Maschinen und Anlagen entsprechende Mehrwerte für die Produktion. Darüber hinaus erfüllt das lokale 5G-Netz auch einen Sicherheitsaspekt: Die sensiblen Produktionsdaten bleiben stets im Netz des Automobilherstellers.
Ein weiteres Beispiel für den Nutzen von hoher Konnektivität für neue technologische Ansätze in der Industrie, ist die Anwendung des Startups Dimenco. Das niederländische Unternehmen hat ein interaktives 3D-Display entwickelt, mit dessen Hilfe und auf Basis von 5G Gestensteuerung ohne Wearables möglich ist. Dabei erfassen spezielle Sensoren und Kameras die Augen- und Handbewegungen und ermöglichen Interaktionsmöglichkeiten sowie eine simulierte 3D-Erlebniswelt mit realistischer Tiefenwahrnehmung. Die Potenziale solcher Technologie sind vielfältig. So können sie in der Industrie für virtuelle Schulungen eingesetzt, zum Beispiel um Maschinenbauteile in ihre Einzelteile zu zerlegen, ohne diese tatsächlich in Händen zu halten, oder um Designs, Bewegungs- oder Oberflächeneigenschaften neuer Produkte kennen zu lernen, noch bevor entsprechende Prototypen hergestellt wurden.
Diese und weitere Anwendungen werden am 09. März 2020 im BASECAMP in Berlin-Mitte präsentiert. Dort eröffnen wir unseren 5G Campus und demonstrieren anhand konkreter Beispiele den Nutzen der neuen Mobilfunktechnologie und zeigen Anwendungen, die die Industrie aber auch den Alltag verändern werden. Interessenten können sich im Link unten anmelden und dabei sein, wenn der 5G Campus eröffnet wird
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