Im Zentrum Industrie 4.0 Potsdam (ZIP4.0) wird die Steuerung des Transportsystems dezentral realisiert. Die zentrale SPS ist durch mehrere Knoten ersetzt, welche als CPS die lokale Steuerung übernehmen und zur Lösung der Transportaufgaben kooperieren. Mittels der Industrie4.0-Box, die die Implementierung von CPS innerhalb eines Bestandssystems auf einfache und kostengünstige Weise realisiert, entstand ein anpassungsfähiges und robustes System nach dem Industrie 4.0-Prinzip.

Dynamisch, flexibel, intelligent: Die digitale Transformation verspricht revolutionäre Möglichkeiten in der Fertigung. Mit Industrie 4.0 und der damit einhergehenden Vernetzung sämtlicher am Produktionsprozess beteiligten Systeme, steigt auch die Bedeutung der Standards, die einen systemübergreifenden Datenaustausch und eine reibungslose Maschine-zu-Maschine-Kommunikation gewährleisten. Eines der gängigsten Kommunikationsprotokolle für herkömmliche Produktionsumgebungen ist OPC UA – oft in Verbindung mit umati. Im Hinblick auf die zunehmend wichtige Interoperabilität im Industrial IoT lohnt jedoch auch ein Blick auf MQTT, speziell im Zusammenhang mit der Sparkplug-Erweiterung. Der nachfolgende Beitrag erläutert die Unterschiede sowie Vor- und Nachteile beider Protokolle und zeigt Anwendungsfälle, für die eine Kombination beider Standards sinnvoll ist.

Florian Beuß ist Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Großstrukturen in der Produktionstechnik IGP und ein Experte für digitale Assistenzsysteme. Er weiß, was einen guten Assistenten ausmacht, warum Bevormundung nicht dazu gehört und was mit Künstlicher Intelligenz noch möglich ist.

Das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) ist – wie alle IT-Systeme – durch Angriffe verwundbar [1]. Dies ist durch zahlreiche aufsehenerregende Vorfälle aus jüngster Zeit belegt, bspw. das „Hacken“ in fahrende Autos bei hoher Geschwindigkeit oder sogar Eingriffe in lebenserhaltende medizinische Implantate. Bei der Absicherung des IoT müssen allerdings spezifische Herausforderungen bewältigt werden, die bis heute nur unvollständig gelöst sind. Dazu gehören z. B. die oftmals sehr beschränkten Rechen-, Speicher- und Energieressourcen der häufig drahtlos vernetzten IoT-Geräte, die hohen Anforderungen an die Benutzerfreundlichkeit sowie nicht zuletzt auch der hohe Kostendruck. Vor diesem Hintergrund wurde im vom BMBF geförderten Forschungsprojekt PROPHYLAXE („Providing Physical Layer Security for the Internet of Things“) ein neuartiger Ansatz verfolgt, bei dem physikalische Eigenschaften der drahtlosen Übertragungsstrecke zwischen zwei Geräten zur Absicherung der Kommunikation zwischen diesen Geräten ausgenutzt werden. Auf Grundlage dieser Eigenschaften können insbesondere kryptographische Schlüssel erzeugt werden, die nur den kommunizierenden Geräten bekannt sind. In PROPHYLAXE wurde in einer weltweit einmaligen interdisziplinären Kooperation von IT-Sicherheitsexperten, Nachrichtentechnikern und Anwendern erstmalig ein praxistauglicher Ansatz dafür erarbeitet.

Künstliche Intelligenz ist ein Schlagwort der Stunde – mit ihr sind Fortschritt und Innovation verknüpft. Fabriksoftware sprach mit Christian Patron, dem Leiter für Innovationen, Digitalisierung, Data Analytics bei der BMW Group über ihre Bedeutung für den Münchner Automobilkonzern.

Professor Horst Wildemann leitet das Forschungsinstitut für Unternehmensführung, Logistik und Produktion der TU München. In Ausgabe 4/19 von Fabriksoftware schreibt er über die Digitalisierung der Baustellenorganisation.

Die Integration industrieller Laser-Assistenzsysteme zur Werkerführung in die Steuerungsebene eröffnet Möglichkeiten der digitalen Transformation für produzierende Unternehmen. Diese Möglichkeiten werden am Beispiel der Digitalen Fabrik der Leuphana Universität Lüneburg dargestellt. In einem Praxisprojekt wird eine manuelle Montagestation mit einem industriellen Laser-Assistenzsystem entwickelt und in die SIMATIC Steuerungsebene der Digitalen Fabrik integriert. Der Werker interagiert mit dem Assistenzsystem und wird von diesem durch den auftragsbezogenen Montageprozess geleitet. Der Werker steht dabei im Zentrum des Geschehens.

Die Vernetzung und Digitalisierung bringt ein enormes Wachstumspotenzial mit sich und wird in den kommenden Jahren elementar für den Wirtschaftsstandort Deutschland sein. Die Bedenken hinsichtlich der IT-Sicherheit sind für viele Unternehmen derzeit jedoch ein maßgebliches Hindernis für eine Umsetzung der Digitalisierung. Aus diesem Grund wurde im Rahmen einer Studie am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT ein ganzheitlicher Production Security Readiness Check (PSRC) entwickelt, der produzierenden Unternehmen aufzeigt, welches Sicherheitsniveau sie aktuell erfüllen.

Kleine und mittelständische Unternehmen können das Potenzial der digitalen Transformation nur schwer ausschöpfen. Finanzielle und fachliche Ressourcen stehen nicht in gleichem Maße zur Verfügung wie bei Großunternehmen, wodurch ihnen die konsequente Umsetzung von Lösungen oftmals schwerer fällt. In dem BMBF-Forschungsprojekt »ScaleIT« wurde eine Industrie 4.0-Plattform entwickelt, mit der sich einzelne Prozessschritte mithilfe von Apps verbessern lassen. Es stehen sowohl fertige Apps als auch Open-Source-Hilfsmittel zur einfachen Realisierung neuer Ideen zur Verfügung. Eine im Projekt entwickelte Methodik unterstützt dabei, die größten Digitalisierungspotenziale im Unternehmen aufzudecken. Durch diese Methodik und dem flexiblen App-Ansatz soll es vor allem kleineren Betrieben leichter gemacht werden, neue und sinnvolle Industrie 4.0-Anwendungen auf dem betrieblichen Hallenboden zum Einsatz zu bringen, um so ihre Wertschöpfungskette Schritt für Schritt zu optimieren.