Smart Factory über Cyber Physical Systems

Das Zukunftsbild von Industrie 4.0 soll die Smart Factory sein, welche sich dadurch auszeichnet, dass minimale bis keine menschlichen Zugriffe notwendig sind, um die Fertigung, Auslieferung und den Service von Produkten zu gewährleisten. Um diese Vision zu realisieren, müssen unterschiedliche Stationen und Prozesse im Unternehmen automatisiert werden und auch das Produkt selbst muss intelligent sein. In den folgenden Minuten möchte ich Ihnen den Pfad der Automatisierung vorstellen, der für die Realisierung der Vision umgesetzt werden müsste. Smart Building ein Fachbegriff für die Gebäudeautomatisierung, bei der man dafür Sorge trägt, dass das Fabrikgebäude sich autark organisiert. Von der Klimatisierung über die Lüftung und Heizung bishin zur Selbstüberwachung und Kommunikation ist das Gebäude autonom. Mit unterschiedlichsten Sensoren und Aktoren ist das Gebäude dabei auf der Automatisierungsebene vernetzt und über die Managementebene kann auf die Steuerung Einfluss genommen werden. Ein weiterer Teil der Smart-Factory-Automatisierung ist intelligente Mobilität oder auch Smart Mobility. Heutzutage wird dieser Begriff fast immer nur auf Basis von autonomen Fahren betrachtet. In Zukunft ist es aber durchaus so, dass nicht nur Autos autonom sein können, sondern auch Transportsystem innerhalb eines Produktionsprozesses, damit Produkte zum Beispiel von einer Fertigungshalle in die andere bewegt werden. Intelligente Logistik oder auch Smart Logistics ist Bestandteil der Smart Factory und optimiert die Lieferkette. Damit sollen auf Basis modernster Informations- und Kommunikationstechnologien der immer höher werdende Anspruch von Logistikprozessen geplant werden. Die Überwachung der Verkehrsdichte soll zum Beispeil mit den Konsumverhalten von immer anspruchsvoller werdenden Verbrauchern kombiniert werden. So ist es zum Beispiel heute schon möglich, dass die Ware eines Verbrauchers schon im Lieferwagen ist, noch bevor er selbst die Bestellung ausgeführt hat. Über die Analyse des Konsumverhaltens und mithilfe künstlicher Intelligenz sind solche Prozesse abbildbar. Smart Grids, zu Deutsch intelligente Stromnetzwerke, sind wichtiger Bestandteil einer Smart Factory. Bislang ist der Regelfall der, dass die Stromversorgung der Unternehmen über zentrale Stromerzeuger realisiert wird. Aktuell entwickelt sich aber der Trend, mit dezentralen Erzeugungsanlagen autonom zu sein und eigene Stromversorgungen zu etablieren. Dies kann in Form von Photovoltaik, Wind und Wärmeanlagen realisiert werden. Was aber dazu führt, dass die Infrastrukturen der Stromversorgung komplexer werden und Lasten geregelt werden müssen, andernfalls würden wir Gefahr laufen, dass die Netzstabilität innerhalb unseres Unternehmens schwanken könnte. Daher muss ein System implementiert werden, wo intelligente Energiegewinnung kombiniert wird mit intelligenter Einspeisung, Verbrauchern und Speichern. Eines der wichtigsten Eckpfeiler von Smart Factory werden Cyber-physical Systems sein, die eine Kommunikation entfernter IoT-Gateways ermöglichen. Diese technische Grundlage führt in Kombination mit dem Internet der Dinge zu einem Smart Product, also dem intelligenten Produkt. Dieses Produkt kommuniziert auch dann noch mit der Fertigungsanlage, also der Smart Factory, wenn es schon längst das Unternehmen verlassen hat. Auf diese Weise ist ein perfektes Product-Lifecycle-Management möglich, denn das intelligente Produkt von morgen wird nicht nur in der Lage sein, Informationen zu empfangen, die beispielsweise für Fernwartung genutzt werden kann, sondern ist auch in der Lage, Informationen zu senden, die auf Basis von Messungen und Berechnungen vor Ort durchgeführt wurden. Damit kann das Unternehmen permanent Daten des Produktes sammeln, die es wiederum mithilfe künstlicher Intelligenzen auswertet.