Paradigma 5: Einbettung von cyber-physischen Produktionssystemen statt getrennter Daten-, Prozess- und IT-Systemwelten

Cyber-physische Systeme (CPS) kombinieren die reale Welt (Produktionsmaschinen) mit der virtuellen (3D-Konstruktionen). Sie helfen, Produktions- und Instandhaltungsabläufe zu optimieren und Fehler zu vermeiden. Alle Informationen liegen in den Systemen digital vor; Produktionsschritte werden einfacher plan- und durch Simulation optimierbar.

Praxisbeispiel: Optimierung der Produktionsprozesse durch Kopplung von Produktionssimulation und Steuerung

Der Gehäusehersteller plant, neue Gehäuse typen in seine Produktion aufzunehmen. Dafür muss die gesamte Produktionsplanung und -ausführung umgestellt werden. Anhand einer Simulationssoftware wird der neue Fertigungsablauf virtuell nachgestellt. Dazu ist ein vollständiges Abbild aller Maschinen und Roboter sowie der Fertigungshalle und der Produktionswege nötig.

Der Produktionsablauf wird anhand verschiedener Eventualitäten getestet und gegebenenfalls so lange angepasst, bis die Produktion auch bei Störungen weitgehend selbstgesteuert abläuft. Ist die Simulation schließlich zufriedenstellend, werden die Einstellungsparameter auf die Produktionsmaschinen überspielt. Fortan läuft die reale Produktion nach den Regeln und Einstellungen der Simulation ab. Der Gehäusehersteller spart auf diese Weise Produktionsentwicklungs- und Einstellungszeit.

Fazit

Generell gesprochen, erlaubt es Industrie 4.0, Produktionsabläufe im Detail und nahezu in Echtzeit zu verfolgen, sie also auf bislang unmögliche Weise zu optimieren. Hinzu kommt eine intensivierte Verbindung zwischen Lieferanten und Kunden mit neuen Möglichkeiten wechselseitigen Nutzens. In der Konsequenz entstehen völlig neue Produktionsmethoden und Wertschöpfungsnetze. Von daher ist allen produzierenden Unternehmen zu raten, sich jetzt mit dem Thema zu beschäftigen und zumindest zuprüfen, welche Vorteile, Chancen, Risiken und Effizienzen sich durch eine Umstellung auf Industrie-4.0-Standards ergeben.