Wären die Menschen auf dem Mond gelandet, wenn es den Wettstreit zwischen den Supermächten in den 1960er Jahren nicht gegeben hätte? Wenn J. F. Kennedy nicht die Vision gehabt hätte, zum Ende des Jahrzehnts den Mond für die USA erobert zu haben? Unsere Bundesregierung in Form von Angela Merkel hat zu Beginn unseres Jahrzehntes auch eine solche Vision ins Leben gerufen, die von der Wirtschaft aufgenommen und vorangetrieben wird: Industrie 4.0. Diese sogenannte vierte industrielle Revolution hat weltweit zunächst nur Lächeln hervorgerufen und wurde als Marketing Promotion abgetan. Nachdem sich aber Bitkom, VDMA und ZVEI als führende Automatisierungsverbände Deutschlands zusammengeschlossen haben und kontinuierlich an der Vision arbeiten, ist das Interesse der anderen führenden Industrieländer geweckt worden. Die Organisationen haben sich zur Plattform Industrie 4.0 zusammengefunden und gemeinsame Arbeitsgruppen definiert, um den Herausforderungen der nächsten Jahre gewachsen zu sein. Die einzelnen Gruppen sind:
- AG 1 Strategie und Framework
- AG 2 Referenzarchitektur, Standardisierung und Normung
- AG 3 Forschung & Innovation
- AG 4 Sicherheit vernetzter Systeme
Unterstützt werden diese Arbeitsgruppen durch die Bundesministerien für Bildung und Forschung (BMBF) und für Wirtschaft und Technologie (BMWi). In Sachen Normung ist die DKE (Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik) mit beratender Funktion im Team. Durch diesen ganzheitlichen Ansatz und die Zusammenarbeit der Organisationen ist die Plattform Industrie 4.0 auf eine breite Basis gestellt worden. Dies gilt für die technische Kompetenz, aber auch für die gesellschaftliche Akzeptanz. Dieser deutsche Ansatz ist längst zum europäischen geworden.
Auch Amerika denkt um
In Amerika ist nun auch ein Umdenken zu erkennen. Die Wertschöpfung eines Landes kann nicht nur auf Dienstleistungen aufbauen, sie muss auch produziert werden. Deshalb muss in den Hochlohnländern die industrielle Fertigung optimiert werden. Personalisierte Produkte, wie ein iPhone mit individuellem Wunsch-Design oder spezielle Sonderausstattung im Auto, also die Losgröße Eins, versprechen die größten Margen und Wachstumsraten. Deshalb sind in den Vereinigten Staaten Industrie 4.0 nachempfundene oder eigene Ansätze ins Leben gerufen worden. Ein Vorteil für Deutschland ist, dass es in Amerika noch diverse Lösungsansätze gibt und man noch nicht gemeinsam an einem Strang zieht. Der bedeutendste von der US-Regierung gestützte Ansatz dürfte der Advanced Manufacturing Partnership (AMP) sein. Es handelt sich dabei um eine übergreifende Partnerschaft zwischen Industrie, Wissenschaft und der sponsernden Regierung. Hierbei sollen neue Herausforderungen zur Verbesserung von Technologien, Prozessen und Produkten über die verschieden produzierenden Unternehmen gemeistert werden. Ähnlich wie in Deutschland werden hier diverse \’Working Teams\‘ unter der Führung des Massachusetts Institute of Technology (MIT) etabliert. Auch namhafte Automatisierungsanbieter aus Deutschland arbeiten mit. Ein weiterer Zusammenschluss ist das Industrial Internet Consortium (IIC), gegründet von den Firmen AT&T, Cisco, General Electric, IBM und Intel. Diese Partnerschaft hat sich zum Ziel gesetzt, Abläufe und Daten einfacher zu verknüpfen und zu optimieren, um Geschäftsprozesse quer durch alle Industriezweige zu verbessern. Industrie 4.0 ist im Wesentlichen ein Software-Ansatz und in den USA sitzen die umsatzstärksten und erfolgreichsten Software-Unternehmen der Welt. Wenn diese Kompetenz gebündelt würde, könnte der europäische Ansatz, der viele Ähnlichkeiten mit den amerikanischen Ideen hat, ins Hintertreffen geraten.
China im Auge behalten
China mit seinem Fünfjahresplan \’High End Manufacturing Equipment\‘ und den finanziellen Möglichkeiten sollte man ebenfalls nicht aus dem Auge verlieren. Auch hier werden die amerikanischen und europäischen Ideen Einzug finden. Japan und die anderen globalen Märkte verhalten sich noch abwartend. Man betrachtet die jeweiligen Ansätze mit großem Interesse. Deshalb ist es so wichtig, in Deutschland die Entwicklung von Industrie 4.0 vom theoretischen Marketing und Powerpoint-Status in Richtung praktischer, realer Lösungen sowie Richtlinien und Normen zu treiben. Falls uns dies nicht in Kürze gelingt, werden der deutsche und der europäische Markt nachhaltig an Glaubwürdigkeit und Einfluss verlieren. Das würde letztendlich unserem Status als Exportweltmeister schaden.
Standardbeschreibung für Industrie 4.0
Technisch gesehen ist die größte Aufgabe der Verbandsplattform einen Industrie-4.0-Komponentenstandard zu definieren. Diese Beschreibung muss von der Prozessindustrie bis zur Automobilproduktion, von der Automatisierungslösung bis hin zur IT-Komponente anwendbar sein. Wenn man die Anforderungen an eine Shop-Floor-Industrie 4.0-Komponente, z.B. eine Werkzeugmaschine, betrachtet, so reden wir hier von Eigenschaften wie maximale Werkstückgröße, Schneidegeschwindigkeit oder Genauigkeit. Die Eigenschaften einer IT-Komponente, bei einem Management Execution System (MES) zum Beispiel Anzahl der Tasks oder Planungstiefe, sind sehr unterschiedlich. In diversen Standards, beispielsweise AutomationML, haben sich diese Probleme auch ergeben. Durch Erfahrungen bei der Normierung wird es den Arbeitsgruppen sicherlich bald gelingen, dieses Problem zu lösen und ihre Ergebnisse in eine Norm umzusetzen. Damit wäre der Weg für Industrie 4.0 bereit. Die Kommunikation zwischen solchen Industrie-4.0-Komponenten sollte auf den bestehenden Standards in Industrie und IT basieren. Profinet, DeviceNet, Ethercat oder CC Link haben sich in der Shop-Floor-Welt gut bewährt, sind in der Enterprise-Welt aber sicher nicht sehr effektiv. Ebenso sind die Ethernet-Netzwerke aus dem Office-Bereich mit ihrem nicht-deterministischen Ansatz nicht in der Produktion zu gebrauchen. IT-Echtzeit ist nicht unbedingt gleich Produktionsechtzeit.
