Industrie 4.0

Aktuell werden neue Konzepte, Strategien und Technologien entwickelt, die unter dem Begriff Internet der Dinge (IoT), Digitalisierung oder Industrie 4.0 fallen.

Im Wesentlichen geht es dabei um die Vernetzung von Wertschöpfungsketten verbunden mit einer höheren Kundenbindung. Ausgehend von den Erkenntnissen, die man im Bereich des E-Commerce und dessen Auswirkungen auf den stationären Handel gesehen hat, geht man davon aus, dass sich auch die Produktion den neuen Anforderungen stellen muss. Betroffen wären hauptsächlich die Produzenten von hochwertigen Konsum- und Industriegütern und die Industrienationen die diese Güter exportieren.

Zielsetzung ist es in Echtzeit auf interne und externe Ereignisse, z.B. Kundenwünsche- bzw. Änderungen aber auch auf Kapazitäts- und Lieferprobleme, ohne menschliches Eingreifen zu reagieren. Die technische Grundlage hierfür sollen zwei konvergierende Technologieentwicklungen bilden:

Internet der Daten und Dienste, Big Data, Cloud Computing und Smart Devices mit Smart Embedded Systems, Cyber-Physical-Systems und Smart Factories. 

Lösungsansätze 

Durch eine erweiterte intelligente Vernetzung von Maschinen, Fabriken und Produkten bis auf Werkstückebene und einer kombinierten Auswertung der gelieferten Information mit analytischen und stochastischen Methoden verbunden mit domänenspezifischem Expertenwissen erhofft man sich fürdiesen Wandel gewappnet zu sein und um das Ziel zu erreichen. Dabei soll das bestehende Internet weiterhin als Kommunikationsplattform dienen. 

Die angedachten Lösungsansätze werden aber unmittelbar Auswirkungen auf die bestehenden Produktionsprozesse und Systeme haben. In Einigen Branchen, kann es dazu führen, dass statt einer Großserienproduktion nur noch Kleinserien gefertigt werden müssen, welche sehr kurze Umrüstzeiten der Maschinen nach sich ziehen. Beispielsweise gibt es in den USA bereits die Möglichkeit, auf individuelle Maße zugeschnittene Jeans zu bestellen. Dabei werden freie Kapazitäten von Produzenten die Großserien fertigen genutzt, um diese Kleinserien zu fertigen. Für alle Beteiligten ergibt sich eine Win-Win Situation. Es ist absehbar, dass eine höhere Vernetzung von Cyber-Physischen-Systemen dazu führen wird, schneller und optimaler auf Aufträge zu reagieren, insbesondere dann, wenn dies automatisch erfolgt, weil die Aufträge bereits Informationen enthalten, die die Maschinen in der Fertigung befähigen, selbständig neue Aufträge umzusetzen. 

Obwohl die bestehenden Technologien und Lösungen bereits vieles ermöglichen, bleiben jedoch noch etliche technische Lücken die geschlossen werden müssen. Standardisierung der Prozesse und Services 

• Standardisierung des Datenaustauschs

• End-to-End Process Monitoring

• Echtzeitverarbeitung der Informationen

• Automatisierte Entscheidungsfindung

Auswirkungen auf die IT Infrastruktur und Software

Selbstverständlich haben diese neuen Anforderungen auch Auswirkungen auf die bestehende Infrastruktur und die zukünftige Softwareentwicklung.

• Bestehende Datawarehouse Lösungen müssen auf Big Data migriert werden

• Enterprise Application Integration Lösungen müssen erweitert und angepasst  werden um die neuen Datenfluten zu bewältigen.

• Aus den übertragenen Daten müssen Informationen durch semantische Metainformationen und Micro-Ontologien abgeleitet werden.

Die Systeme müssen gegen Manipulation und Fremdzugriffe abgesichert werden.In allen Bereichen kommen neue, für diese Anforderungen optimierte Softwarelösungen, wie z.B. neue Betriebssysteme optimiert für Microservices, Clouds für Big Data und Netzwerke eine Application Centric Infrastucture erst ermöglichen. Unternehmen wie Siemens und Samsung bieten bereits HW Komponenten an, mit denen man neue Cyber-Physische Systeme aufbauen kann.Im Bereich der Softwareentwicklung werden neue Architekturen benötigt, bei denen die maschinelle Verarbeitung und Entscheidungsfindung im Vordergrund tritt. Es werden neue Konzepte zur Sicherstellung der Datenintegrität und Abwehr von Manipulationen gebraucht.

Einsatz von Polymorphen Agenten

Polymorphe Agenten können diese Komplexität deutlich senken. Sie sind in der Lage über ihre domänenspezifische Wissensbasis geeignete Microservices aufzurufen und damit die Daten weiter zu verarbeiten. Weitere Informationen unter Visional PMA.