Die „Vier“ im Namen soll heißen, es handelt sich um den vierten großen Meilenstein in der Entwicklung der Industrie über die Jahre. Von der Mechanisierung der Fertigung in der ersten industriellen Revolution, über die maschinelle Massenfertigung der zweiten industriellen Revolution und rechnergestützte Produktion in der dritten, bis hin zur durchdringend vernetzten und intelligenten Industriefertigung eben. Vernetzt, kommunikativ und intelligent soll also eine Maschine sein, welche in den Werkhallen der nahen Zukunft intelligente Werkstücke bearbeitet. Das ist wohl auch weniger als Revolution, eher als Evolution und damit als ein Entwicklungsprozess zu sehen, welcher auf bestehenden Technologien aufbaut.
Zu den Merkmalen einer solchen Fertigung gehören die Möglichkeit der Fernwartung von Anlagen (schon länger umgesetzt) als auch intelligente Produktionsmaschinen (teilweise erreicht) und neue selbstkonfigurierende Automaten, welche sich in Abstimmung mit anderen auf die aktuellen Anforderungen in der laufenden Fertigung selbsttätig einstellen. Damit das im Zusammenspiel funktioniert, werden wirklich intelligente Werkstücke verlangt, sehr abstrakt auch manchmal als „cyberphysische Systeme“ bezeichnet.
In Firmen, die derzeit im „3.0-Betrieb“ arbeiten, gibt es mitunter eine Produktionsdatenbank, welche vielleicht sogar mit Daten aus Maschinen-Logs direkt gefüttert wird. Und ein ERP-System, was unter Umständen automatisierte Einträge, meistens jedoch nur manuelle Einträge, in längeren Abständen bekommt. Auf Basis der Daten, welche in diesen Systemen anfallen, werden dann diverse Parameter in der Produktion justiert. In Erweiterung dazu, kann im Sinne von Industrie 4.0 das Werkstück selbst in den Prozess eingreifen. Nicht nur seine ID bzw. Aufenthaltsort melden, sondern auch seinen Status.
In einem konkreten Fall zum Beispiel, dass es nicht vollständig lackiert wurde, und dann soll es sich bei Bedarf selbst zur Nachproduktion anmelden. Die verantwortliche Lackierstation registriert das, wertet letzte Statistiken und Vorschläge zur Problemlösung aus und modifiziert sich daraufhin selbst. Gibt aber gleichzeitig auch eine Information an die Zuführstrecke und den Trockner, welcher daraufhin auch seine Parameter wie Zuführgeschwindigkeit und Temperatur aufgrund von Erfahrungswerten ändert. Per M2M werden die nächsten Werkstücke daraufhin offensiv befragt und es tritt eine virtuelle Diskussion der an der Produktion beteiligten Automaten ein, so dass andere Produktionslinien die ausgehandelte Vorgehensweise übernehmen. Sind Grenzmuster erreicht oder sollte das im Sinne der geplanten Ressourcen einen Engpass darstellen, wird der Vorfall automatisch zum Eskalationsverfahren angemeldet. Erst bei Bedarf erfolgt eine Meldung an den Operator, der dann manuelle Eingriffe unterstützend vornimmt…
In Europa waren Firmen wie Siemens, IBM, Bosch, Triumph, Festo oder Pilz die ersten, welche seit Beginn der 2000er Jahre verschiedene Dinge in diese Richtung vorangetrieben haben. Wie mit neuer Schnittstellen-Technologie mit „Open-Core-Interface“ oder Automatisierungsplattformen wie CPX. Aber es braucht in der Zukunft wohl noch mehr gemeinsames Vorgehen und neue modulare Fertigungssysteme mit echtzeitfähigen Protokollen zur Vernetzung. Denn meist schauen Firmen derzeit vor allem auf Energieeffizienz und Kosten und unternehmen diverse Einzelmaßnahmen. Und auch die mittelständigen Firmen braucht es dazu. Aber es entwickelt sich.
Im Grunde müssen eigentlich „nur“ Automatisierungstechnik, Informationstechnik und smarte Objekte im Internet der Dinge miteinander verschmolzen werden. In einer Vorausschau werden wir mindestens in 2030 mit einer solchen „neuen“ Produktion in Breite und damit spürbar zu tun haben. Schritt fuer Schritt binden wir aber schon heute bestehende Technologie mit ganz neuen Ideen. Genau deshalb ist das in diesen Tagen interessant…
Allgegenwärtig ist hingegen alles, was mit Auto-ID zu tun hat. In der Industrie werden heute schon vielmals Behälter sowie zunehmend direkt Halbzeuge zur intelligenten Materialflusssteuerung gekennzeichnet. Gleiches gilt für die entsprechenden Stellplätze, so dass Lagerhaltung und Betriebsdatenerfassung ins System integriert werden können.
Für fertige Produkte im Einzelhandel geschieht dies auch immer häufiger auf Umverpackungsebene, einzelne Produkte im Ladengeschäft müssen nachziehen. Hier ergeben wertige und individuelle Waren wie in der Bekleidungssparte einen guten Ansatzpunkt und sind Vorreiter. Standard für das Produkt im Regal ist derzeit der EAN-Code, große Ausgaben für die Kennzeichnung fallen damit nicht an. Will man aber den Warenfluss mit seinem ERP-System kombinieren und mehr möglich machen, dann werden heutzutage RFID-Lösungen eingesetzt. Manche sind nicht mal offensichtlich, schauen Sie aber nur einmal an den Boden von den Gitterwagen, die mit Pflanzen bestückt in den heimischen Baumarkt eingefahren werden…
Die Autoindustrie nutzt so jene Kennzeichnung schon länger, hier kommen diverse Metaltags, welche man auch auf abschirmenden Untergrund aufbringen kann, zum Einsatz. Diese müssen besonders widerstandsfaehig sein. In der Lagerwirtschaft werden zunehmend Geräte mit RFID genutzt werden, um z.B. im Hochregal den richtigen Standplatz zu finden und den Staplerfahrer zu unterstützen, den richtigen Bigpack anzufahren und somit Sicherheit in die Ablaeufe im Industriebetrieb zu bringen. Genauso wie in Wäschereien z.B., wo man Kleidungsstücke unterscheiden muss. „Washtags“ haben dann auch eine entsprechende Umhüllung aus einem Polymer, was biegsam und gleichzeitig temperaturbestaendig ist. In Kartonagenfabriken ist man ueberdies dazu übergegangen, die in Kartons befindlichen Tags zur Warenkennzeichnung auch für die eigene Betriebsdatenerfassung zu nutzen. Ausschnittweise, also entwicklungsfähig.
Wirklich intelligente Waren und deren flächendeckender Einsatz werden dann aber auch noch ein Stück dauern, aber wir sind auf dem Weg dahin. Preisauszeichnung und Diebstahlsicherung können über das gleiche System realisiert werden, effektiver Plagiatsschutz wird möglich. Und darüber hinaus sind einige Sonderanwendungen wie in der Medizin und im Behindertenbereich erfolgreich gestartet …
Und, um der Vision zu folgen, werden dann diverse Waren in die Lage versetzt, mit ihrem Gegenüber ihre gespeicherten Merkmale auszutauschen, welche zur Interaktion mit dem Verkaufspersonal oder dem Käufer genutzt werden können…