Themen: Definitionen

Kurzbeschreibung von Industrie 4.0

Der Begriff «Industrie 4.0» wurde 2012 durch die gleichnamige deutsche Zukunftsinitiative geprägt. Er drückt aus, dass nach der Mechanisierung, Elektrifizierung und Automatisierung nun die vierte industrielle Revolution im Gange ist: die Digitalisierung und Vernetzung entlang der Wertschöpfungsketten mit dem Ziel der Optimierung von Organisation und Steuerung der Prozesse.

Grundlage dieses Wandels sind neue Technologien aus der Informations- und Kommunikationstechnik, die zunehmend in der produzierenden Industrie zum Einsatz kommen. «Industrie 4.0» ist aber mehr als die Anwendung von Technologie - es ist ein Konzept und ein Denkmodell für Veränderungen in der Industrie auf der Basis von verfügbaren und künftigen Technologien. Mit der Initiative «Industrie 4.0» wird die Vision einer intelligenten Fabrik innerhalb eines Wertschöpfungsnetzwerks verfolgt.

Konkrete Implementierungen werden in den nächsten Jahren punktuell in den Produktions- und Beschaffungsprozessen erfolgen. Die Vielzahl von Ansatzpunkten im Konzept «Industrie 4.0» erlaubt es jeder Firma, sinnvolle Umsetzungsprojekte zu finden. Es gilt aber stets, das Verhältnis zwischen zu erwartenden Marktvorteilen und Risiken im Zusammenhang mit der steigenden Systemkomplexität zu klären.

Definition des Begriffes „Industrie 4.0“ der Deutschen Plattform Industrie 4.0, 2013 (www.plattform-i40.ch)

Der Begriff Industrie 4.0 steht für die vierte industrielle Revolution, einer neuen Stufe der Organisation und Steuerung der gesamten Wertschöpfungskette über den Lebenszyklus von Produkten. Dieser Zyklus orientiert sich an den zunehmend individualisierten Kundenwünschen und erstreckt sich von der Idee, dem Auftrag über die Entwicklung und Fertigung, die Auslieferung eines Produkts an den Endkunden bis hin zum Recycling, einschließlich der damit verbundenen Dienstleistungen.

Basis ist die Verfügbarkeit aller relevanten Informationen in Echtzeit durch Vernetzung aller an der Wertschöpfung beteiligten Instanzen sowie die Fähigkeit aus den Daten den zu jedem Zeitpunkt optimalen Wertschöpfungsfluss abzuleiten.

Durch die Verbindung von Menschen, Objekten und Systemen entstehen dynamische, echtzeitoptimierte und selbst organisierende, unternehmensübergreifende Wertschöpfungsnetzwerke, die sich nach unterschiedlichen Kriterien wie bspw. Kosten, Verfügbarkeit und Ressourcenverbrauch optimieren lassen.

Relevante Begriffe im Zusammenhang mit Industrie 4.0

Begriff

Abkürzung

Definition/ Erklärung

Internet of Things

IoT

Internet der Dinge

Dinge (Objekte, Werkzeuge, Werkstücke, Bauteile usw.) haben eine eigene eindeutige Internet- Adresse (IP) und können via Internet kommunizieren

Industrial Internet of Things

IIoT

IoT im Umfeld der Produktion

Smart Factory

 

 „Intelligente“ Produktion: Produktionsumgebung, in der Produkte und Produktionsanlagen miteinander kommunizieren und damit den Fertigungsablauf optimal steuern (Vernetzte, selbstorganisierende Produktionsumgebung)

CPS

Cyber Physical Systems

Verknüpfung realer Objekte mit eingebetteter Informationsverarbeitung. Basis dazu sind Embedded Systems.

Embedded System

 

Geräte mit eingebautem (Mikro-)Prozessor für Signalverarbeitung für vorgegebene Aufgaben

Additive Manufacturing

AM

Additive Fertigung oder Generative Fertigung (auch allgemein bekannt unter dem Begriff 3D-Druck).

Advanced Manufacturing

 

„Fortgeschrittene“ Fertigung. Nicht zu verwechseln mit Additiver Fertigung. Bezeichnet die Verwendung moderner Technologien zur Optimierung von Prozessen und Produkten in der Fertigung

Security

 

Sicherheit

Schutz vor unerlaubtem Zugriff auf ein System bzw. Daten

Safety

 

Sicherheit

System funktioniert zuverlässig und stellt für die Umgebung keine unzulässige Gefahr dar

Sicherheit

 

Der deutsche Begriff beinhaltet sowohl Safety als auch Security

Big Data

 

Grosse, automatisch erfasste Datenmenge, die nicht mehr problemlos mit klassischen Methoden analysiert bzw. strukturiert werden kann.

Cloud Computing

 

Verarbeitung und Speicherung (grosser) Datenmengen auf einem entfernten Rechensystem

Ethernet

 

Nach IEEE802.3 normierte Datenübertragung in einem digitalen Netzwerk. Kollisionen auf dem Netzwerk können zu nicht voraussagbaren Verzögerungen führen.

Industrial Ethernet

IE

Ethernet-Netzwerk, bei dem durch geeignete Massnahmen Kollisionen beim Datenaustausch vermieden werden, so dass die Datenübertragung innerhalb eines vorgegebenen Zeitrahmens garantiert ist („harte Echtzeit“).

Radio Frequency Identification

RFID

Funk-Frequenz-Identifikation

Einsatz von kleinen passiven oder aktiven Chips mit Antennen zur eindeutigen Identifikation von Objekten in kurzer Entfernung.

Preventive maintenance

PM

Vorausschauende Wartung

Planung von Wartungsarbeiten an einer Anlage aufgrund von Betriebsdauer und –bedingungen sowie aktuellem Anlagenzustand. Dazu werden ggf. zusätzliche Mess- und Überwachungseinrichtungen eingesetzt.

Micro-Electro-Mechanical System

MEMS

Mikro-Elektromechanisches System

Elektronische integrierte Schaltung mit zusätzlichen mikromechanischen Elementen auf derselben Baugruppe (z.B. Beschleunigungssensor)

Nano-Electro-Mechanical System

NEMS

Nano-Elektromechanisches System

Eine Grössenordnung kleiner als MEMS

Wireless LAN

WLAN

Drahtloses LAN

Datenübertragung erfolgt über Funk

Local Area Network

LAN

Lokales Netzwerk

Netzwerk zur Übertragung digitaler Daten über kürzere Distanzen, z.B. innerhalb eines Gebäudes

Energy Harvesting

 

Erzeugen der Energie für den Betrieb von Sensoren bzw. Datenübertragung aus der Umgebung (z.B. Temperaturdifferenz, Betätigungskräfte, Bewegung usw.)

Augmented Reality

AR

Erweiterte Realität.

Anreicherung von Informationen (i.a. Bildern) aus der realen Welt mit digitalen Zusatzinformationen

Internet Protocol Version 4

IPv4

Internet mit 32bit-Adressen

Erlaubt einen Adressbereich von 4.3*10^9

Internet Protocol Version 6

IPv6

Internet mit 128bit-Adressen

Erlaubt einen Adressbereich von 3.4*10^38

Total Cost of Ownership

TCO

Gesamter Aufwand für ein Produktionssystem (Anfangsinvestition plus Aufwand für den Betrieb während einer vorgegebenen Anzahl Jahre)

Enterprise Ressource Planning

ERP

Planung und Steuerung aller für die Produktion erforderlichen Ressourcen

Product Data Management

PDM

Verwaltung der Produktdaten über den gesamten Lebenszyklus

Product Lifecycle Management

PLM

Verwaltung und Nutzung sämtlicher Informationen, die im gesamten Lebenszyklus eines Produktes anfallen

Fail Safe System

FSS

System, das im Fehlerfall in einen sicheren Zustand übergeht

Fault Tolerant System

FTS

Fehlertolerantes System

System kann seine Aufgabe weiterhin erfüllen beim Auftreten gewisser Fehler

Manufacturing Execution System

MES

Produktionsleitsystem mit Echtzeitverarbeitung

Statistic Process Control

SPC

Statistische Produktionssteuerung

Set Point Control

SPC

Prozessregelung durch Sollwertvorgabe