BaSys für Industrie 4.0
Die erste industrielle Revolution ist jedem bekannt: Statt Menschenkraft wurde nun Wasser- und Dampfkraft genutzt. Das prominenteste Beispiel ist wohl der mit Wasserkraft betriebene mechanische Webstuhl. Aber wussten Sie, dass es noch zwei weitere industrielle Revolutionen gab und wir uns mitten in der vierten befinden? Die zweite industrielle Revolution brachte die elektrische Energie und somit Fließbänder und mehr Arbeitsteilung. Die dritte wird auch als die digitale Revolution bezeichnet, da hier die Digitalisierung in die Industrie Einzug hielt. Mit speicherprogrammierbarer Steuerung konnte eine Teilautomatisierung erreicht und die Effizienz weiter verbessert werden. Jetzt bleibt die Frage: Was ist dann die vierte industrielle Revolution?
Die vierte industrielle Revolution ist auch unter dem Schlagwort Industrie 4.0 bekannt. Sie impliziert eine umfassende Digitalisierung der gesamten industriellen Produktion. Hiermit einher geht die digitale Abbildung von Produkten über ihren gesamten Lebenszyklus hinweg. Von der Entwicklung, über die Fertigung und Nutzung bis hin zum Recycling soll ein Produkt zurückverfolgbar sein. So kann die Wertschöpfungskette optimiert werden. Erreicht werden soll das alles über die Verzahnung der Produktion und der IT.
Referenzforschungsprojekt BaSys
Um diese Kombination möglich zu machen, wurde das nationale Referenzforschungsprojekt BaSys 4.0 und dessen Nachfolger BaSys 4.2 ins Leben gerufen. Dieses Projekt definiert eine Referenzarchitektur für Produktionssysteme und soll die bisher vorherrschenden eingebetteten Systeme ersetzen. Die entsprechende Open Source Implementierung der Middleware BaSyx (u. a. Java & C#) kann dann mit Hilfe dieser Middleware die gesamte Produktion steuern. Das ist zumindest das Ziel der Vorhaben. Ein zentraler Baustein von BaSyx sind die sog. Verwaltungsschalen. Hierbei handelt es sich um generische Schnittstellen zwischen den Komponenten einer Produktionslinie (Assets). Diese Schnittstellen sind eine digitale Abbildung des physischen Assets (auch ' Digitaler Zwilling' oder 'Digital Twin' genannt) und sollen die Lücke zwischen digitaler und physischer Welt schließen. Die Verwaltungsschalen bestehen aus Teilmodellen, die bestimmte Eigenschaften oder Operationen eines Assets digital abbilden. Dort sollen zusammengehörige Aspekte eines Assets zusammengefasst sein. Ein solches Teilmodell kann z. B. die digitale Repräsentation der technischen Daten sein. Teilmodellelemente sind dann beispielsweise die maximale Drehzahl, das maximale Drehmoment oder die Art der Kühlung des Assets. Außer den technischen Daten kann aber auch das Typenschild oder die Dokumentation digital vorliegen. In unserem demnächst erscheinenden Artikel über die Verwaltungsschale tauchen wir noch tiefer in diese Materie ein.
Zurück zur durchgängigen Wertschöpfungskette: Durch die vollständige digitale Abbildung des Prozesses kann auch problemlos durchgängig dokumentiert werden. Für jedes produzierte Teil ist dann zu jedem Zeitpunkt klar, welche Prozesse es durchlaufen hat, welche Prozesse evtl. Schwierigkeiten hatten oder ob Fehler aufgetreten sind. So kann auch verhindert werden, dass wegen fehlerhafter Produkte eine ganze Fertigungslinie stillgelegt werden muss, um den Fehler zu finden. Wenn klar ist, wo der Fehler entstanden ist, kann dieser Teil repariert werden und der Rest der Anlage unter Umständen einfach weiterlaufen. Erklärtes Ziel von Industrie 4.0 ist die uneingeschränkte Flexibilisierung der Produktion. Zur Zeit sind die meisten Fertigungen auf die Massenproduktion identischer Waren ausgelegt. Das kommt unter anderem daher, dass die Umrüstung von Fertigungsstraßen meistens sehr langwierig und damit auch sehr teuer ist. Durch die Verkürzung von Umrüstzeiten verbessert sich die Rekonfigurierbarkeit von Fertigungen, was eine neue Form von ökonomischer Optimierung möglich machen würde, die nicht rein über die Masse läuft.
BaSys über Prod
Bei „BaSys über Prod“ (Basissystem für die unternehmensübergreifende Produktionsunterstützung) handelt es sich um ein nationales Forschungsprojekt im Umfeld der BaSy4.x Projekte, welches ebenfalls vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert wird. Insgesamt sind 21 Projektpartner aus Industrie und Forschung beteiligt. Neben ZF und Siemens sind auch verschiednene Fraunhofer Institute als Partner involviert. Meta-Level arbeitet in diesem Projekt des BaSys Forschungsprogramms mit und kümmert sich um die Entwicklung eines Verwaltungsschalen-Generators für die Industrie. Mit diesem Werkzeug soll die Erstellung der Verwaltungsschalen über eine intelligente Assistenz deutlich vereinfacht werden, was für eine große Verbreitung der Technologie wichtig ist. Wenn sie sich dafür interessieren, melden Sie sich bei uns!
1) © Plattform Industrie 4.0/Anna Salari, designed by freepik, Quelle: Präsentation Plattform Industrie 4.0 - Die Verwaltungsschale im Detail