Digitaler Umbruch durch die Industrie 4.0. Grundlagen, Konzepte und deren Auswirkungen

Masterarbeit aus dem Jahr 2014 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Wirtschaftsingenieurwesen, Note: 2,3, Karlsruher Institut für Technologie (KIT) (Institut für Industriebetriebslehre und Industrielle Produktion (IIP)), Sprache: Deutsch, Abstract: Diese Masterarbeit behandelt die Vision der vierten industriellen - informationstechnologischen - Revolution, für die es keine einheitliche, branchenübergreifende Definition gibt. Industrie 4.0 ist das Zukunftsthema auf Messen, Kongressen, in Zeitungsartikeln und in der deutschen Wirtschaft. Als Hightech-Strategie 2020 der Bundesregierung steht das Thema stellvertretend für die Chance, die Wettbewerbsfähigkeit und die Produktivität des produktionsintensiven Standorts Deutschlands, dem 'führenden Fabrikausrüster weltweit', zu erhöhen. Liegt das Projekt Industrie 4.0 in einer noch entfernten Zukunft oder befinden wir uns bereits mitten im Wandel? Dieser Frage nachzugehen soll u.a. das Ziel dieser Masterarbeit sein. Im Mittelpunkt steht die intelligente, vernetzte und wandelbare Fabrik, die Smart Factory. Sie ist modular, in Fraktalen aufgebaut. Steuerung und Organisation erfolgen durch die intelligenten Produkte, die nun einen digitalen Lebenslauf mitführen, dezentral wie in einem 'Ameisenstaat'. Diese kommunizieren miteinander, mit den Maschinen und Ressourcen und entscheiden über ihren Produktionsablauf. Der Arbeiter wird durch Assistenzsysteme geleitet, wie zum Beispiel Pick-by-Vision, Gestensteuerung und industrielle Tablets. Damit Maschinen, Rohlinge, Ladungsträger, etc. als CPS hierarchielos in Verbindung treten können, bekommen diese eine IP-Fähigkeit im Internet der Dinge und benutzen zum Datenaustausch zwischen ERP-Ebene und MES-Ebene den herstellerunabhängigen OPC-UA-Standard. Der Anschluss neuer Produktionsmodule erfolgt über eine Plug-and- Produce-Schnittstelle. Maschinen sollen sich somit selbst konfigurieren und optimieren. Durch die IT-Anbindung steigen die Anforderungen an Safety (Betriebssicherheit) und Security (Angriffssicherheit). Gerade die Datensicherheit wird zur 'Gretchenfrage' stilisiert. Die zahlreichen Daten der Produktionsressourcen werden zukünftig in Echtzeit analysiert, um Maschinenausfälle vorzeitig zu verhindern (Condition Monitoring) und Trends und Prognosen zu erstellen (Big Data).