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Neue Technologien verändern Produktion

Was Industrie 4.0 mit Schwarmintelligenz zu tun hat

Andreas Pauls übernahm Anfang 2011, gemeinsam mit Klaus Strack, die Geschäftsführung der SAP Business Unit Deutschland der itelligence AG und war für das operative Geschäft für die Produktbereiche Software-Lizenzen, Software-Maintenance, Consulting und Application Management zuständig. 2004 wechselte Andreas Pauls von SSA Global (ehem. Baan Deutschland GmbH) zur itelligence AG, wo er als Geschäftsleitung Vertrieb Deutschland/Österreich den Neukunden- und Bestandskundenvertrieb verantwortete. Andreas Pauls studierte Maschinenbau an der Ruhr-Universität Bochum und promovierte 1992 am Werkzeugmaschinenlabor der RWTH Aachen zum Doktor-Ingenieur.
Industrie 4.0 soll die industrielle Fertigung revolutionieren. Warum Schwarmintelligenz und 3D-Drucker dabei eine wichtige Rolle spielen und ein radikaler Wandel trotzdem ausbleiben wird.

Ursprünglich hat die Politik den Begriff Industrie 4.0 geprägt. Damit verfolgt die Bundesregierung das Ziel, die internationale Wettbewerbsfähigkeit der heimischen Industrie durch den Einsatz moderner ITK-Technologien zu fördern, deren Einsatz fertigungsbezogene Prozesse weiter optimieren soll. Aus meiner Sicht wird der Begriff aber häufig zu unpräzise verwendet. Schlagworte wie "cyberphysische Systeme" (CPS), die Dinge, Dienste und Daten vernetzen, oder "Smart Factory", die selbststeuernde, intelligente Fabrik, beschreiben die Funktionsweisen von Industrie 4.0 nur unzureichend.

Industrie 4.0 und Schwarmintelligenz

Industrie 4.0 ist am ehesten mit dem Prinzip der "Schwarmintelligenz" vergleichbar: Große Fischschwärme zum Beispiel organisieren ihre Bewegungen sehr exakt im Kollektiv - und damit dezentral. Daher gibt es selbst bei einer plötzlichen Richtungsänderung keine Zusammenstöße. Ähnlich verhält es sich bei Industrie 4.0. Die einzelnen Elemente in einem Wertschöpfungsnetzwerk tauschen laufend Daten und Informationen untereinander aus und initiieren eigenständig Aktionen und Vorgänge. Das ist der Fall, wenn Werkstücke mit Smart Tags ausgestattet sind, die Daten über den Ablauf der Produktion enthalten. Diese Teile "wissen" somit, wer sie sind, und teilen einer Maschine mit, wie diese sie zu bearbeiten hat.

Kein radikaler Wandel

Bei Industrie 4.0 vollziehen sich die Veränderungen in der Produktionstechnik evolutionär und nicht als radikaler Wandel. Bestehende IT- und Produktionssysteme werden ja nicht auf einen Schlag ersetzt wie bei einer Revolution, sondern schrittweise modernisiert, verbessert und mithilfe neuer Technologien Industrie-4.0-fähig gemacht. Parallel dazu erfolgt die Anpassung der Betriebsabläufe. Der evolutionäre Charakter zeigt sich aus meiner Sicht darin, dass aktuelle Industrie-4.0-Projekte meist Prototyp- oder Leuchtturmfunktion haben.

Whitepaper: Der Nutzen des Chief Data Officers

Der Chief Data Officer (CDO) wird immer öfter zu einer zentralen Führungkraft in Unternehmen auf der ganzen Welt. Der Grund ist die zunehmende Relevanz von Daten. Denn Daten sind überall und allgegenwärtig; sie untermauern jede Transaktion, jeden Betrieb und jegliche Interaktion innerhalb und außerhalb von Organisationen. Daten sind aber auf eine Infrastruktur angewiesen, sie müssen gespeichert, archiviert, analysiert und gesichert werden. Dafür braucht es den CDO. In dieser IBM-Studie wird die Rolle des CDO durchleuchtet und gezeigt, welche Vorteile Unternehmen konkret von ihm haben.

Es werden bisher lediglich bestimmte Facetten abgedeckt. Als Beispiele nenne ich die Fertigung auf Losgröße 1 zu Kosten wie bei der Serienherstellung, die vorausschauende Wartung (Predictive Maintenance) oder die Realisierung von Augmented-Reality-Szenarien bei Lagerprozessen mit einer Datenbrille. Zu Industrie 4.0 gehören aber auch der elektromobile Wirtschaftsverkehr, der auf einem IT-gestützten, energieintelligenten Fuhrparkmanagement basiert, schlaue Waren- und Verkehrsflüsse oder innovative Dienstleistungen. Industrie 4.0 gleicht somit einem Baukastensystem, das aus vielen Einzelbausteinen besteht.

Neue Technologien wie Smart Tags oder 3D-Drucker

Damit sich der Wandel vollziehen kann, müssen wir fertigungsnahe, logistische und betriebswirtschaftliche Prozesse und Systeme sowie Waren- und Verkehrsflüsse zu einem intelligenten Gesamtkonzept verknüpfen. Die meisten der hierfür erforderlichen Technologien sind übrigens bereits vorhanden. Steuerungssysteme und Automatisierungslösungen können über Schnittstellen und via Internet Daten mit Maschinen oder anderen IT-Anwendungen austauschen.Smart Tags, Sensoren oder 3D-Drucker sind weitgehend ausgereift. Die riesigen Datenmengen, die bei Industrie-4.0-Prozessen anfallen, lassen sich mit einer In-Memory-Plattform wie SAP HANA in Echtzeit verarbeiten und auswerten. Die Anwendung stellt außerdem Prognose-Algorithmen bereit, mit denen der Verschleiß an einer Maschine und damit ein möglicher Stillstand relativ exakt vorhergesagt werden kann. Trotzdem wird es noch dauern, bis aus der Vision eines vollständigen Industrie-4.0-Konzepts Wirklichkeit wird.