Industrie 4.0 wird die Produktionswelt mindestens ebenso stark verändern wie die drei vorangegangenen industriellen Revolutionen, die durch Dampfmaschine, Fließband und Computer gekennzeichnet waren. Allerdings, da sind sich fast alle Experten einig, handelt es sich eher um einen evolutionären Prozess. Den Schlüssel für den prognostizierten Quantensprung bei der Produktivität bildet die Konvergenz zwischen Automatisierung, Elektronik und IT. Denn künftig werden sich die Produktionsprozesse umkehren, das heißt von einem zentralen hin zu einem dezentralen Ansatz. Dann suchen sich die Werkstücke die für ihre Bearbeitung erforderlichen Stationen sozusagen selbst, wodurch die Prozesse deutlich an Dynamik gewinnen.
Cyber-physische Systeme
Dazu sind allerdings hoch spezialisierte cyber-physische Systeme, die Computertechnologie mit Mechanik und Elektronik kombinieren, erforderlich sowie Datenautobahnen, über die diese Systeme kommunizieren können – vielleicht hat in nicht allzu ferner Zukunft jedes Werkstück sogar eine eigene IP-Adresse. Somit kommt Industrial Ethernet eine zentrale Rolle zu. Darüber hinaus werden die heute meist noch getrennten Bereiche der Wertschöpfungskette, das heißt von der Beschaffung über die Produktion und Logistik bis hin zum Service, immer stärker zusammenwachsen. Dadurch können die Unternehmen flexibel auf die Anforderungen der Kunden reagieren.
Massenfertigung oder Losgröße 1
In diesen Kontext gehören auch kundenspezifische Produkte in Massenfertigung oder Losgröße 1, was bereits heute etwa bei Anbietern von Sportschuhen Gang und Gäbe ist. Auch im Business-to-Business-Bereich zeichnet sich dieser Trend mehr und mehr ab. Denn so lassen sich individuelle Kundenbedürfnisse erfüllen. Deshalb hat Belden mit dem Maschinenbauer Otto Bihler Maschinenfabrik am Standort Neckartenzlingen ein Pilotprojekt gestartet, mit dem die neuste Generation der Ventilsteckverbinder der GDM-Serie sowohl in kundenspezifischer Massenfertigung als auch mit Losgröße 1 hergestellt werden können, also beispielsweise in unterschiedlichen Bauformen, Farben, oder speziellem Zubehör in individueller Verpackung.
Produzieren statt rüsten
Dieser Spagat erfordert eine sehr hohe Flexibilität. Daher wurde eine Maschinenstrategie entworfen, mit der sich die Werkzeuge ebenso schnell rüsten wie wechseln lassen. Denn nur durch einen kontinuierlichen Produktionsprozess können die Kosten beherrscht werden, da Rentabilitätsprüfungen je Auftrag passé sind. Um trotz schneller Fertigungsgeschwindigkeit einen hohen Qualitätsstandard zu gewährleisten, werden zudem ständig umfangreiche Messwerte und Produktionsdaten erfasst. Ferner sorgt ein modernes Zustands-Monitoring dafür, dass Verbesserungspotentiale schnell erkannt werden können.
Möglich wurde dies durch das Industria-Ethernet-Portfolio von Belden, das mit Verdrahtungslösungen von Lumberg-Automation und Hirschmann-Netzwerktechnik eine durchgängige Datenkommunikation von der Maschine bis in das Backbone des Unternehmensnetzes ermöglicht. Dazu gehören M8- und M12-Daten- und Verbindungsleitungen sowie I/O-Boxen in Schutzart IP67, die Profinet und Ethernet/IP unterstützen. Mit diesen feldtauglichen Verdrahtungslösungen lassen sich nicht nur Ethernet-fähige Sensoren anbinden, sondern auch binäre Signale und diese dann über einen Ethernet-Bus an die intelligente Welt ankoppeln. Zugleich bilden diese Lösungen auch die Basis für den künftigen Einsatz cyber-physischer Systeme.
Schutz vor Cyber-Attacken
Darüber hinaus können mit Switches aus dem Hirschmann-Produktprogramm Speicherprogrammierbare Steuerungen angebunden und via Netzwerk-Management-Software Industrial HiVision visualisiert werden – auch die I/O-Boxen werden sich demnächst in diese Software integrieren lassen. Industriegerechte Firewall-Systeme aus der Eagle-Familie machen den Schutz vor sogenannten Cyber-Attacken zum integralen Bestandteil jeder Netzwerkinfrastruktur, was eine unabdingbare Voraussetzung für Industrie 4.0 ist.
