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Kaum haben wir uns an Fließbänder und Roboter in den Fabriken gewöhnt, befinden wir uns mitten im Umbruch zur Industrie 4.0.

von Dr. Joachim Becker

Der Fortschritt ist ein langer, ruhiger Fluss – zumindest im Rückblick. Dabei hat der mechanische Webstuhl im 19. Jahrhundert eine veritable Revolution ausgelöst. Im Übergang von der Agrar- zur Industriegesellschaft veränderte sich das Leben vieler Menschen grundlegend. Heute stehen wir zum vierten Mal an der Schwelle eines neuen Technologiezeitalters. Und es geht uns wie Charlie Chaplin in seinem Film „Moderne Zeiten“: Wieder ändern sich die Produktions-, Arbeits- und Lebensformen, wieder sorgt der schnelle Wandel für Verunsicherung.

 

Grenzen verschwimmen

 

Die vierte industrielle Revolution baut auf der mikroelektronischen Revolution seit Mitte der 1970er-Jahre auf. „Ihr Merkmal ist die Verschmelzung von Technolo­gien, das heißt, die Grenzen zwischen der physikalischen, der digitalen und der biologischen Sphäre verschwimmen“, meint Klaus Schwab. Der Chef des Weltwirtschaftsforums in Davos lässt sich vom zunehmenden Transformationstempo nicht bange machen. Im Gegenteil: Technologische Innovationen werden aus seiner Sicht für steigende Effizienz und Produktivität sorgen. Klaus Schwab spricht von einem „Wunder auf der Angebotsseite“: „Die Kosten für Transport und Kommunikation werden zurückgehen, globale Logistik- und Lieferketten arbeiten effektiver und die Kosten für den Handel werden schrumpfen – die Folgen sind die Entstehung von neuen Märkten und ein beschleunigtes Wirtschaftswachstum.“

 

Beschleunigung und Vernetzung brachten schon die erste industrielle Revolution in Schwung (damals durch den Schienenverkehr, den Straßen- und Kanalbau). Heute schicken selbst kleinste Computer ihre Daten auf die Reise um die Welt: Über neun Milliarden vernetzte Geräte produzieren täglich rund 2.500 Petabyte an Daten. Wie groß der Datenraum ist, zeigt ein Vergleich – diese Maßeinheit aus der Digitaltechnik hat immerhin 15 Nullen: Alle jemals geschriebenen Bücher kommen zusammen auf 50 Petabyte. Google soll im Gesamtjahr 2009 bereits ein Datenvolumen von 24 Petabyte erreicht haben. Heute verarbeiten die Kalifornier fast dieselbe Datenmenge – täglich. Weltweit werden mehr als hundertmal so viele Daten erzeugt.

Sensoren erfassen Informationen wie Pulsfrequenz oder Blutdruck und leiten sie an entsprechende Apps oder Notdienste weiter. Manche dieser E-Health-Wearables funktionieren sogar als Tattoos

Schuhe, Werkzeuge, Modellautos: Der 3-D-Drucker gilt als Paradebeispiel für smarte Produktion

Erfahrung bleibt ein wichtiger Helfer

 

Doch ihre schiere Menge allein macht Daten noch nicht wertvoll, das zeigt die Industrie 4.0: Für die Vernetzung von Produkten mit Maschinen und von Maschinen untereinander müssen zwei Disziplinen zueinander finden, die bislang nicht viel miteinander zu tun hatten: Maschinenbau und IT. Das Ziel ist klar: Smarte Fabriken sollen die Fertigung beschleunigen, Produktionsfehler früh erkennen und dabei helfen, zukünftige Produkte effizienter zu entwickeln. Wirklich smart werden solche Fabriken aber erst auf der Grundlage eines reichen historischen Erfahrungsschatzes. Es gehört viel Wissen über die Wirkungszusammenhänge in der Produktion dazu, um aus den gewonnenen Daten verlässliche Informationen und konkrete Maßnahmen abzuleiten.

 

Beim Thema Industrie 4.0 wird gerne davon gesprochen, dass sich die Maschinen „selbst“ diagnostizieren. Doch es ist zunächst das fachspezifische Know-how von Menschen, das aus tiefen Datenseen nützliche Informationen zutage fördern. Die Kunst besteht darin, die Daten nicht nur deskriptiv auszuwerten und Fehler zu eliminieren, sondern prädiktiv künftige Ereignisse vorherzusagen. Entsprechend wird die Maschine punktgenau gewartet, bevor sie ausfällt oder Ausschuss produziert. Dieses prädiktive Vorgehen wird umso wichtiger, je mehr Quellen (auch mit unstrukturierten Daten aus dem Internet) zusammenfließen. Dann spricht der Fachmann von Big Data und denkt meist an die großen Internet-Plattform-Anbieter aus den USA und China. Klar ist: Um den Kunden mit immer kürzeren Innovationszyklen in den Mittelpunkt stellen zu können, muss die Trennung zwischen bisher separaten Datensilos in der Produktion, der Entwicklung und dem Vertrieb aufgehoben werden.

Schon heute lassen sich Smart Cars per App öffnen, Assistenzsysteme übernehmen in schwierigen Situationen das Kommando (Foto oben). Im Smart Home lassen sich per App Heizungen und Lichtanlagen bedienen. Das optimiert das Energiemanagement

Nahtlose Kommunikation

 

Industrie 4.0 will das scheinbar Unmögliche: die Effizienz der Massenfertigung mit der Flexibilität einer Manufaktur verbinden. Das maßgeschneiderte, kundenindividuelle Produkt soll künftig zu niedrigeren Produktionskosten entstehen als die bisherigen Großserienartikel. Um dieses hohe Ziel zu erreichen, muss sich die Produktion tatsächlich „selbst organisieren“: Die Produkte müssen jederzeit wissen, wo sie sich im Produktionsdurchlauf befinden, und die Maschinen selbstständig ansteuern können. Voraussetzung ist die nahtlose Kommunikation aller beteiligten Systeme im Internet der Dinge. Die Maschinen brauchen also nicht unbedingt mehr Computer-Power, sondern die Anbindung an eine Cloud, die unzählige Daten in Echtzeit analysieren kann.

 

Vom Umschlaghafen bis zum Lieferwagen Ihres Paketboten: Mittels RFID (Identifizierung mittels elektromagnetischer Wellen) lassen sich Pakete lokalisieren – auch ein Teilbereich im Internet der Dinge

Schneller, besser, effizienter

 

 

Treiber bei allen industriellen Revolutionen war und ist der Wunsch, Produkte schneller, besser und effi­zienter auf den Markt zu bringen. Durch Big Data ändern sich aber auch die Produkte und werden zum Teil von Dienstleistungen ersetzt. „Mobility on demand“ ist nur ein Beispiel aus der Autoindustrie. Nötig sind dazu firmenübergreifende Standards, die Daten aus den Silos der jeweiligen Hersteller kompatibel machen.

 

IT-Kon­zer­ne aus den USA haben bereits De-facto-Standards bei vielen digitalen Komponenten, Vernetzungstechnologien sowie Big-Data-Geschäftsmodellen geschaffen. Eine der spannendsten Fragen bei der Industrie 4.0 ist momentan, wer hier die Standards prägen wird. Noch gibt es keine Plattform, die das besondere Know-how der deutschen Maschinenbauer bündelt. Ein solcher Datenmarktplatz wird die Spielregeln in der Branche verändern. Ähnlich wie es der erste mechanische Webstuhl vor mehr als 200 Jahren getan hat.

Innovationsprojekt „Werkzeugmaschine 4.0“

Aufbauend auf ein konkretes Investitionsprojekt entwickeln Experten von Schaeffler zusammen mit Partner DMG MORI ein Maschinenkonzept „Werkzeugmaschine 4.0“, das vom Sensor bis in die Cloud bestehende Technik mit neuen digitalisierten Komponenten vernetzt und einen konkreten Schritt in Richtung digitalisierte Produktion darstellt. Die Möglichkeiten der Digitalisierung sind nicht auf die Fertigungsmaschine begrenzt. Auch das Produktionsumfeld profitiert von einem durchgängigen Datenfluss in der Wertstromkette. Mit der Maschine 4.0 beschreitet man einen konsequenten Weg in Richtung einer digitalisierten Produktion. Die erhobenen Daten werden sowohl lokal als auch in einer Schaeffler-Cloud ausgewertet, um die Ergebnisse wieder zurück an die verschiedensten Stellen vor Ort zu leiten. Auf der Fachmesse JIMTOF in Japan besiegelten Schaeffler und DMG MORI im November 2016 die Fortsetzung der Zusammenarbeit in diesem und weiteren innovativen Projekten, wie der Entwicklung additiver Fertigungsverfahren für Wälz­lagerkomponenten.

Werkzeugmaschine 4.0

Produkte und Komponenten, die in Echtzeit Auskunft über ihren aktuellen und zukünftigen Zustand geben – das ist das Hauptthema von Schaeffler auf der diesjährigen EMO in Mailand. Unter dem Schlagwort „Industrie 4.0“ werden die Digitalisierung und die Kommunikation von Maschinenteilen in den Mittelpunkt gerückt. Ein erlebbares Beispiel für die Digitalisierungsstrategie von Schaeffler ist das Innovationsprojekt „Werkzeugmaschine 4.0“.

Der Autor

4.0 ist kein Fußballergebnis: So viel wusste Dr. Joachim Becker (Jahrgang 1963) schon, bevor er jüngst seine erste Konferenz „Big Data und Industrial Analytics“ moderierte. Als Technik-Redakteur der „Süddeutschen Zeitung“ begleitet er die Fabrik schon länger auf dem Weg in die Wolke.

Fotos da-kuk/Getty, Guido Mieth/Getty, Maciej Frolow/Getty, Schaeffler, nullplus, Christian Petersen-Clausen, Martin Dimitrov, Hero Images/alle Getty

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Straße muss sein

Die Digitalisierung hilft der energieintensiven Industrie, Ressourcen effizienter zu nutzen

Fahrbahnen werden multifunktional und damit wichtige Bausteine für die Mobilität für morgen

Reisen werden im Internet gebucht, Musik gestreamt und Taxis per App bestellt – die Digitalisierung hat viele Branchen umgekrempelt

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Moderne Zeiten

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von Dr. Joachim Becker

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Grenzen verschwimmen

 

Die vierte industrielle Revolution baut auf der mikroelektronischen Revolution seit Mitte der 1970er-Jahre auf. „Ihr Merkmal ist die Verschmelzung von Technolo­gien, das heißt, die Grenzen zwischen der physikalischen, der digitalen und der biologischen Sphäre verschwimmen“, meint Klaus Schwab. Der Chef des Weltwirtschaftsforums in Davos lässt sich vom zunehmenden Transformationstempo nicht bange machen. Im Gegenteil: Technologische Innovationen werden aus seiner Sicht für steigende Effizienz und Produktivität sorgen. Klaus Schwab spricht von einem „Wunder auf der Angebotsseite“: „Die Kosten für Transport und Kommunikation werden zurückgehen, globale Logistik- und Lieferketten arbeiten effektiver und die Kosten für den Handel werden schrumpfen – die Folgen sind die Entstehung von neuen Märkten und ein beschleunigtes Wirtschaftswachstum.“

 

Beschleunigung und Vernetzung brachten schon die erste industrielle Revolution in Schwung (damals durch den Schienenverkehr, den Straßen- und Kanalbau). Heute schicken selbst kleinste Computer ihre Daten auf die Reise um die Welt: Über neun Milliarden vernetzte Geräte produzieren täglich rund 2.500 Petabyte an Daten. Wie groß der Datenraum ist, zeigt ein Vergleich – diese Maßeinheit aus der Digitaltechnik hat immerhin 15 Nullen: Alle jemals geschriebenen Bücher kommen zusammen auf 50 Petabyte. Google soll im Gesamtjahr 2009 bereits ein Datenvolumen von 24 Petabyte erreicht haben. Heute verarbeiten die Kalifornier fast dieselbe Datenmenge – täglich. Weltweit werden mehr als hundertmal so viele Daten erzeugt.

Sensoren erfassen Informationen wie Pulsfrequenz oder Blutdruck und leiten sie an entsprechende Apps oder Notdienste weiter. Manche dieser E-Health-Wearables funktionieren sogar als Tattoos

Schuhe, Werkzeuge, Modellautos: Der 3-D-Drucker gilt als Paradebeispiel für smarte Produktion

Erfahrung bleibt ein wichtiger Helfer

 

Doch ihre schiere Menge allein macht Daten noch nicht wertvoll, das zeigt die Industrie 4.0: Für die Vernetzung von Produkten mit Maschinen und von Maschinen untereinander müssen zwei Disziplinen zueinander finden, die bislang nicht viel miteinander zu tun hatten: Maschinenbau und IT. Das Ziel ist klar: Smarte Fabriken sollen die Fertigung beschleunigen, Produktionsfehler früh erkennen und dabei helfen, zukünftige Produkte effizienter zu entwickeln. Wirklich smart werden solche Fabriken aber erst auf der Grundlage eines reichen historischen Erfahrungsschatzes. Es gehört viel Wissen über die Wirkungszusammenhänge in der Produktion dazu, um aus den gewonnenen Daten verlässliche Informationen und konkrete Maßnahmen abzuleiten.

 

Beim Thema Industrie 4.0 wird gerne davon gesprochen, dass sich die Maschinen „selbst“ diagnostizieren. Doch es ist zunächst das fachspezifische Know-how von Menschen, das aus tiefen Datenseen nützliche Informationen zutage fördern. Die Kunst besteht darin, die Daten nicht nur deskriptiv auszuwerten und Fehler zu eliminieren, sondern prädiktiv künftige Ereignisse vorherzusagen. Entsprechend wird die Maschine punktgenau gewartet, bevor sie ausfällt oder Ausschuss produziert. Dieses prädiktive Vorgehen wird umso wichtiger, je mehr Quellen (auch mit unstrukturierten Daten aus dem Internet) zusammenfließen. Dann spricht der Fachmann von Big Data und denkt meist an die großen Internet-Plattform-Anbieter aus den USA und China. Klar ist: Um den Kunden mit immer kürzeren Innovationszyklen in den Mittelpunkt stellen zu können, muss die Trennung zwischen bisher separaten Datensilos in der Produktion, der Entwicklung und dem Vertrieb aufgehoben werden.

Schon heute lassen sich Smart Cars per App öffnen, Assistenzsysteme übernehmen in schwierigen Situationen das Kommando (Foto oben). Im Smart Home lassen sich per App Heizungen und Lichtanlagen bedienen. Das optimiert das Energiemanagement

Nahtlose Kommunikation

 

Industrie 4.0 will das scheinbar Unmögliche: die Effizienz der Massenfertigung mit der Flexibilität einer Manufaktur verbinden. Das maßgeschneiderte, kundenindividuelle Produkt soll künftig zu niedrigeren Produktionskosten entstehen als die bisherigen Großserienartikel. Um dieses hohe Ziel zu erreichen, muss sich die Produktion tatsächlich „selbst organisieren“: Die Produkte müssen jederzeit wissen, wo sie sich im Produktionsdurchlauf befinden, und die Maschinen selbstständig ansteuern können. Voraussetzung ist die nahtlose Kommunikation aller beteiligten Systeme im Internet der Dinge. Die Maschinen brauchen also nicht unbedingt mehr Computer-Power, sondern die Anbindung an eine Cloud, die unzählige Daten in Echtzeit analysieren kann.

 

Vom Umschlaghafen bis zum Lieferwagen Ihres Paketboten: Mittels RFID (Identifizierung mittels elektromagnetischer Wellen) lassen sich Pakete lokalisieren – auch ein Teilbereich im Internet der Dinge

Schneller, besser, effizienter

 

 

Treiber bei allen industriellen Revolutionen war und ist der Wunsch, Produkte schneller, besser und effi­zienter auf den Markt zu bringen. Durch Big Data ändern sich aber auch die Produkte und werden zum Teil von Dienstleistungen ersetzt. „Mobility on demand“ ist nur ein Beispiel aus der Autoindustrie. Nötig sind dazu firmenübergreifende Standards, die Daten aus den Silos der jeweiligen Hersteller kompatibel machen.

 

IT-Kon­zer­ne aus den USA haben bereits De-facto-Standards bei vielen digitalen Komponenten, Vernetzungstechnologien sowie Big-Data-Geschäftsmodellen geschaffen. Eine der spannendsten Fragen bei der Industrie 4.0 ist momentan, wer hier die Standards prägen wird. Noch gibt es keine Plattform, die das besondere Know-how der deutschen Maschinenbauer bündelt. Ein solcher Datenmarktplatz wird die Spielregeln in der Branche verändern. Ähnlich wie es der erste mechanische Webstuhl vor mehr als 200 Jahren getan hat.

Innovationsprojekt „Werkzeugmaschine 4.0“

Aufbauend auf ein konkretes Investitionsprojekt entwickeln Experten von Schaeffler zusammen mit Partner DMG MORI ein Maschinenkonzept „Werkzeugmaschine 4.0“, das vom Sensor bis in die Cloud bestehende Technik mit neuen digitalisierten Komponenten vernetzt und einen konkreten Schritt in Richtung digitalisierte Produktion darstellt. Die Möglichkeiten der Digitalisierung sind nicht auf die Fertigungsmaschine begrenzt. Auch das Produktionsumfeld profitiert von einem durchgängigen Datenfluss in der Wertstromkette. Mit der Maschine 4.0 beschreitet man einen konsequenten Weg in Richtung einer digitalisierten Produktion. Die erhobenen Daten werden sowohl lokal als auch in einer Schaeffler-Cloud ausgewertet, um die Ergebnisse wieder zurück an die verschiedensten Stellen vor Ort zu leiten. Auf der Fachmesse JIMTOF in Japan besiegelten Schaeffler und DMG MORI im November 2016 die Fortsetzung der Zusammenarbeit in diesem und weiteren innovativen Projekten, wie der Entwicklung additiver Fertigungsverfahren für Wälz­lagerkomponenten.

Der Autor

4.0 ist kein Fußballergebnis: So viel wusste Dr. Joachim Becker (Jahrgang 1963) schon, bevor er jüngst seine erste Konferenz „Big Data und Industrial Analytics“ moderierte. Als Technik-Redakteur der „Süddeutschen Zeitung“ begleitet er die Fabrik schon länger auf dem Weg in die Wolke.

Fotos da-kuk/Getty, Guido Mieth/Getty, Maciej Frolow/Getty, Schaeffler, nullplus, Christian Petersen-Clausen, Martin Dimitrov, Hero Images/alle Getty

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von Dr. Joachim Becker

Der Fortschritt ist ein langer, ruhiger Fluss – zumindest im Rückblick. Dabei hat der mechanische Webstuhl im 19. Jahrhundert eine veritable Revolution ausgelöst. Im Übergang von der Agrar- zur Industriegesellschaft veränderte sich das Leben vieler Menschen grundlegend. Heute stehen wir zum vierten Mal an der Schwelle eines neuen Technologiezeitalters. Und es geht uns wie Charlie Chaplin in seinem Film „Moderne Zeiten“: Wieder ändern sich die Produktions-, Arbeits- und Lebensformen, wieder sorgt der schnelle Wandel für Verunsicherung.

 

Grenzen verschwimmen

 

Die vierte industrielle Revolution baut auf der mikroelektronischen Revolution seit Mitte der 1970er-Jahre auf. „Ihr Merkmal ist die Verschmelzung von Technolo­gien, das heißt, die Grenzen zwischen der physikalischen, der digitalen und der biologischen Sphäre verschwimmen“, meint Klaus Schwab. Der Chef des Weltwirtschaftsforums in Davos lässt sich vom zunehmenden Transformationstempo nicht bange machen. Im Gegenteil: Technologische Innovationen werden aus seiner Sicht für steigende Effizienz und Produktivität sorgen. Klaus Schwab spricht von einem „Wunder auf der Angebotsseite“: „Die Kosten für Transport und Kommunikation werden zurückgehen, globale Logistik- und Lieferketten arbeiten effektiver und die Kosten für den Handel werden schrumpfen – die Folgen sind die Entstehung von neuen Märkten und ein beschleunigtes Wirtschaftswachstum.“

 

Beschleunigung und Vernetzung brachten schon die erste industrielle Revolution in Schwung (damals durch den Schienenverkehr, den Straßen- und Kanalbau). Heute schicken selbst kleinste Computer ihre Daten auf die Reise um die Welt: Über neun Milliarden vernetzte Geräte produzieren täglich rund 2.500 Petabyte an Daten. Wie groß der Datenraum ist, zeigt ein Vergleich – diese Maßeinheit aus der Digitaltechnik hat immerhin 15 Nullen: Alle jemals geschriebenen Bücher kommen zusammen auf 50 Petabyte. Google soll im Gesamtjahr 2009 bereits ein Datenvolumen von 24 Petabyte erreicht haben. Heute verarbeiten die Kalifornier fast dieselbe Datenmenge – täglich. Weltweit werden mehr als hundertmal so viele Daten erzeugt.

Sensoren erfassen Informationen wie Pulsfrequenz oder Blutdruck und leiten sie an entsprechende Apps oder Notdienste weiter. Manche dieser E-Health-Wearables funktionieren sogar als Tattoos

Schuhe, Werkzeuge, Modellautos: Der 3-D-Drucker gilt als Paradebeispiel für smarte Produktion

Erfahrung bleibt ein wichtiger Helfer

 

Doch ihre schiere Menge allein macht Daten noch nicht wertvoll, das zeigt die Industrie 4.0: Für die Vernetzung von Produkten mit Maschinen und von Maschinen untereinander müssen zwei Disziplinen zueinander finden, die bislang nicht viel miteinander zu tun hatten: Maschinenbau und IT. Das Ziel ist klar: Smarte Fabriken sollen die Fertigung beschleunigen, Produktionsfehler früh erkennen und dabei helfen, zukünftige Produkte effizienter zu entwickeln. Wirklich smart werden solche Fabriken aber erst auf der Grundlage eines reichen historischen Erfahrungsschatzes. Es gehört viel Wissen über die Wirkungszusammenhänge in der Produktion dazu, um aus den gewonnenen Daten verlässliche Informationen und konkrete Maßnahmen abzuleiten.

 

Beim Thema Industrie 4.0 wird gerne davon gesprochen, dass sich die Maschinen „selbst“ diagnostizieren. Doch es ist zunächst das fachspezifische Know-how von Menschen, das aus tiefen Datenseen nützliche Informationen zutage fördern. Die Kunst besteht darin, die Daten nicht nur deskriptiv auszuwerten und Fehler zu eliminieren, sondern prädiktiv künftige Ereignisse vorherzusagen. Entsprechend wird die Maschine punktgenau gewartet, bevor sie ausfällt oder Ausschuss produziert. Dieses prädiktive Vorgehen wird umso wichtiger, je mehr Quellen (auch mit unstrukturierten Daten aus dem Internet) zusammenfließen. Dann spricht der Fachmann von Big Data und denkt meist an die großen Internet-Plattform-Anbieter aus den USA und China. Klar ist: Um den Kunden mit immer kürzeren Innovationszyklen in den Mittelpunkt stellen zu können, muss die Trennung zwischen bisher separaten Datensilos in der Produktion, der Entwicklung und dem Vertrieb aufgehoben werden.

Schon heute lassen sich Smart Cars per App öffnen, Assistenzsysteme übernehmen in schwierigen Situationen das Kommando (Foto oben). Im Smart Home lassen sich per App Heizungen und Lichtanlagen bedienen. Das optimiert das Energiemanagement

Nahtlose Kommunikation

 

Industrie 4.0 will das scheinbar Unmögliche: die Effizienz der Massenfertigung mit der Flexibilität einer Manufaktur verbinden. Das maßgeschneiderte, kundenindividuelle Produkt soll künftig zu niedrigeren Produktionskosten entstehen als die bisherigen Großserienartikel. Um dieses hohe Ziel zu erreichen, muss sich die Produktion tatsächlich „selbst organisieren“: Die Produkte müssen jederzeit wissen, wo sie sich im Produktionsdurchlauf befinden, und die Maschinen selbstständig ansteuern können. Voraussetzung ist die nahtlose Kommunikation aller beteiligten Systeme im Internet der Dinge. Die Maschinen brauchen also nicht unbedingt mehr Computer-Power, sondern die Anbindung an eine Cloud, die unzählige Daten in Echtzeit analysieren kann.

 

Vom Umschlaghafen bis zum Lieferwagen Ihres Paketboten: Mittels RFID (Identifizierung mittels elektromagnetischer Wellen) lassen sich Pakete lokalisieren – auch ein Teilbereich im Internet der Dinge

Schneller, besser, effizienter

 

 

Treiber bei allen industriellen Revolutionen war und ist der Wunsch, Produkte schneller, besser und effi­zienter auf den Markt zu bringen. Durch Big Data ändern sich aber auch die Produkte und werden zum Teil von Dienstleistungen ersetzt. „Mobility on demand“ ist nur ein Beispiel aus der Autoindustrie. Nötig sind dazu firmenübergreifende Standards, die Daten aus den Silos der jeweiligen Hersteller kompatibel machen.

 

IT-Kon­zer­ne aus den USA haben bereits De-facto-Standards bei vielen digitalen Komponenten, Vernetzungstechnologien sowie Big-Data-Geschäftsmodellen geschaffen. Eine der spannendsten Fragen bei der Industrie 4.0 ist momentan, wer hier die Standards prägen wird. Noch gibt es keine Plattform, die das besondere Know-how der deutschen Maschinenbauer bündelt. Ein solcher Datenmarktplatz wird die Spielregeln in der Branche verändern. Ähnlich wie es der erste mechanische Webstuhl vor mehr als 200 Jahren getan hat.

Innovationsprojekt „Werkzeugmaschine 4.0“

Aufbauend auf ein konkretes Investitionsprojekt entwickeln Experten von Schaeffler zusammen mit Partner DMG MORI ein Maschinenkonzept „Werkzeugmaschine 4.0“, das vom Sensor bis in die Cloud bestehende Technik mit neuen digitalisierten Komponenten vernetzt und einen konkreten Schritt in Richtung digitalisierte Produktion darstellt. Die Möglichkeiten der Digitalisierung sind nicht auf die Fertigungsmaschine begrenzt. Auch das Produktionsumfeld profitiert von einem durchgängigen Datenfluss in der Wertstromkette. Mit der Maschine 4.0 beschreitet man einen konsequenten Weg in Richtung einer digitalisierten Produktion. Die erhobenen Daten werden sowohl lokal als auch in einer Schaeffler-Cloud ausgewertet, um die Ergebnisse wieder zurück an die verschiedensten Stellen vor Ort zu leiten. Auf der Fachmesse JIMTOF in Japan besiegelten Schaeffler und DMG MORI im November 2016 die Fortsetzung der Zusammenarbeit in diesem und weiteren innovativen Projekten, wie der Entwicklung additiver Fertigungsverfahren für Wälz­lagerkomponenten.

Der Autor

4.0 ist kein Fußballergebnis: So viel wusste Dr. Joachim Becker (Jahrgang 1963) schon, bevor er jüngst seine erste Konferenz „Big Data und Industrial Analytics“ moderierte. Als Technik-Redakteur der „Süddeutschen Zeitung“ begleitet er die Fabrik schon länger auf dem Weg in die Wolke.

Fotos da-kuk/Getty, Guido Mieth/Getty, Maciej Frolow/Getty, Schaeffler, nullplus, Christian Petersen-Clausen, Martin Dimitrov, Hero Images/alle Getty

Die Online-Version des Technologiemagazins von Schaeffler

Moderne Zeiten

Kaum haben wir uns an Fließbänder und Roboter in den Fabriken gewöhnt, befinden wir uns mitten im Umbruch zur Industrie 4.0.

von Dr. Joachim Becker

Der Fortschritt ist ein langer, ruhiger Fluss – zumindest im Rückblick. Dabei hat der mechanische Webstuhl im 19. Jahrhundert eine veritable Revolution ausgelöst. Im Übergang von der Agrar- zur Industriegesellschaft veränderte sich das Leben vieler Menschen grundlegend. Heute stehen wir zum vierten Mal an der Schwelle eines neuen Technologiezeitalters. Und es geht uns wie Charlie Chaplin in seinem Film „Moderne Zeiten“: Wieder ändern sich die Produktions-, Arbeits- und Lebensformen, wieder sorgt der schnelle Wandel für Verunsicherung.

 

Grenzen verschwimmen

 

Die vierte industrielle Revolution baut auf der mikroelektronischen Revolution seit Mitte der 1970er-Jahre auf. „Ihr Merkmal ist die Verschmelzung von Technolo­gien, das heißt, die Grenzen zwischen der physikalischen, der digitalen und der biologischen Sphäre verschwimmen“, meint Klaus Schwab. Der Chef des Weltwirtschaftsforums in Davos lässt sich vom zunehmenden Transformationstempo nicht bange machen. Im Gegenteil: Technologische Innovationen werden aus seiner Sicht für steigende Effizienz und Produktivität sorgen. Klaus Schwab spricht von einem „Wunder auf der Angebotsseite“: „Die Kosten für Transport und Kommunikation werden zurückgehen, globale Logistik- und Lieferketten arbeiten effektiver und die Kosten für den Handel werden schrumpfen – die Folgen sind die Entstehung von neuen Märkten und ein beschleunigtes Wirtschaftswachstum.“

 

Beschleunigung und Vernetzung brachten schon die erste industrielle Revolution in Schwung (damals durch den Schienenverkehr, den Straßen- und Kanalbau). Heute schicken selbst kleinste Computer ihre Daten auf die Reise um die Welt: Über neun Milliarden vernetzte Geräte produzieren täglich rund 2.500 Petabyte an Daten. Wie groß der Datenraum ist, zeigt ein Vergleich – diese Maßeinheit aus der Digitaltechnik hat immerhin 15 Nullen: Alle jemals geschriebenen Bücher kommen zusammen auf 50 Petabyte. Google soll im Gesamtjahr 2009 bereits ein Datenvolumen von 24 Petabyte erreicht haben. Heute verarbeiten die Kalifornier fast dieselbe Datenmenge – täglich. Weltweit werden mehr als hundertmal so viele Daten erzeugt.

Sensoren erfassen Informationen wie Pulsfrequenz oder Blutdruck und leiten sie an entsprechende Apps oder Notdienste weiter. Manche dieser E-Health-Wearables funktionieren sogar als Tattoos

Schuhe, Werkzeuge, Modellautos: Der 3-D-Drucker gilt als Paradebeispiel für smarte Produktion

Erfahrung bleibt ein wichtiger Helfer

 

Doch ihre schiere Menge allein macht Daten noch nicht wertvoll, das zeigt die Industrie 4.0: Für die Vernetzung von Produkten mit Maschinen und von Maschinen untereinander müssen zwei Disziplinen zueinander finden, die bislang nicht viel miteinander zu tun hatten: Maschinenbau und IT. Das Ziel ist klar: Smarte Fabriken sollen die Fertigung beschleunigen, Produktionsfehler früh erkennen und dabei helfen, zukünftige Produkte effizienter zu entwickeln. Wirklich smart werden solche Fabriken aber erst auf der Grundlage eines reichen historischen Erfahrungsschatzes. Es gehört viel Wissen über die Wirkungszusammenhänge in der Produktion dazu, um aus den gewonnenen Daten verlässliche Informationen und konkrete Maßnahmen abzuleiten.

 

Beim Thema Industrie 4.0 wird gerne davon gesprochen, dass sich die Maschinen „selbst“ diagnostizieren. Doch es ist zunächst das fachspezifische Know-how von Menschen, das aus tiefen Datenseen nützliche Informationen zutage fördern. Die Kunst besteht darin, die Daten nicht nur deskriptiv auszuwerten und Fehler zu eliminieren, sondern prädiktiv künftige Ereignisse vorherzusagen. Entsprechend wird die Maschine punktgenau gewartet, bevor sie ausfällt oder Ausschuss produziert. Dieses prädiktive Vorgehen wird umso wichtiger, je mehr Quellen (auch mit unstrukturierten Daten aus dem Internet) zusammenfließen. Dann spricht der Fachmann von Big Data und denkt meist an die großen Internet-Plattform-Anbieter aus den USA und China. Klar ist: Um den Kunden mit immer kürzeren Innovationszyklen in den Mittelpunkt stellen zu können, muss die Trennung zwischen bisher separaten Datensilos in der Produktion, der Entwicklung und dem Vertrieb aufgehoben werden.

Schon heute lassen sich Smart Cars per App öffnen, Assistenzsysteme übernehmen in schwierigen Situationen das Kommando (Foto oben). Im Smart Home lassen sich per App Heizungen und Lichtanlagen bedienen. Das optimiert das Energiemanagement

Nahtlose Kommunikation

 

Industrie 4.0 will das scheinbar Unmögliche: die Effizienz der Massenfertigung mit der Flexibilität einer Manufaktur verbinden. Das maßgeschneiderte, kundenindividuelle Produkt soll künftig zu niedrigeren Produktionskosten entstehen als die bisherigen Großserienartikel. Um dieses hohe Ziel zu erreichen, muss sich die Produktion tatsächlich „selbst organisieren“: Die Produkte müssen jederzeit wissen, wo sie sich im Produktionsdurchlauf befinden, und die Maschinen selbstständig ansteuern können. Voraussetzung ist die nahtlose Kommunikation aller beteiligten Systeme im Internet der Dinge. Die Maschinen brauchen also nicht unbedingt mehr Computer-Power, sondern die Anbindung an eine Cloud, die unzählige Daten in Echtzeit analysieren kann.

 

Vom Umschlaghafen bis zum Lieferwagen Ihres Paketboten: Mittels RFID (Identifizierung mittels elektromagnetischer Wellen) lassen sich Pakete lokalisieren – auch ein Teilbereich im Internet der Dinge

Schneller, besser, effizienter

 

 

Treiber bei allen industriellen Revolutionen war und ist der Wunsch, Produkte schneller, besser und effi­zienter auf den Markt zu bringen. Durch Big Data ändern sich aber auch die Produkte und werden zum Teil von Dienstleistungen ersetzt. „Mobility on demand“ ist nur ein Beispiel aus der Autoindustrie. Nötig sind dazu firmenübergreifende Standards, die Daten aus den Silos der jeweiligen Hersteller kompatibel machen.

 

IT-Kon­zer­ne aus den USA haben bereits De-facto-Standards bei vielen digitalen Komponenten, Vernetzungstechnologien sowie Big-Data-Geschäftsmodellen geschaffen. Eine der spannendsten Fragen bei der Industrie 4.0 ist momentan, wer hier die Standards prägen wird. Noch gibt es keine Plattform, die das besondere Know-how der deutschen Maschinenbauer bündelt. Ein solcher Datenmarktplatz wird die Spielregeln in der Branche verändern. Ähnlich wie es der erste mechanische Webstuhl vor mehr als 200 Jahren getan hat.

Innovationsprojekt „Werkzeugmaschine 4.0“

Aufbauend auf ein konkretes Investitionsprojekt entwickeln Experten von Schaeffler zusammen mit Partner DMG MORI ein Maschinenkonzept „Werkzeugmaschine 4.0“, das vom Sensor bis in die Cloud bestehende Technik mit neuen digitalisierten Komponenten vernetzt und einen konkreten Schritt in Richtung digitalisierte Produktion darstellt. Die Möglichkeiten der Digitalisierung sind nicht auf die Fertigungsmaschine begrenzt. Auch das Produktionsumfeld profitiert von einem durchgängigen Datenfluss in der Wertstromkette. Mit der Maschine 4.0 beschreitet man einen konsequenten Weg in Richtung einer digitalisierten Produktion. Die erhobenen Daten werden sowohl lokal als auch in einer Schaeffler-Cloud ausgewertet, um die Ergebnisse wieder zurück an die verschiedensten Stellen vor Ort zu leiten. Auf der Fachmesse JIMTOF in Japan besiegelten Schaeffler und DMG MORI im November 2016 die Fortsetzung der Zusammenarbeit in diesem und weiteren innovativen Projekten, wie der Entwicklung additiver Fertigungsverfahren für Wälz­lagerkomponenten.

Der Autor

4.0 ist kein Fußballergebnis: So viel wusste Dr. Joachim Becker (Jahrgang 1963) schon, bevor er jüngst seine erste Konferenz „Big Data und Industrial Analytics“ moderierte. Als Technik-Redakteur der „Süddeutschen Zeitung“ begleitet er die Fabrik schon länger auf dem Weg in die Wolke.

Fotos da-kuk/Getty, Guido Mieth/Getty, Maciej Frolow/Getty, Schaeffler, nullplus, Christian Petersen-Clausen, Martin Dimitrov, Hero Images/alle Getty

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