Eine Publikation der Binkert Medien AG
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Industrie 4.0 – Eine Vision der Lean Sm@rt Factory: Ausgabe 02/2016, 05.10.2016

Cyber Physical Production Systems

Zur Industrie 4.0 gehören Maschinen und Komponenten, die nicht mehr – im Vergleich zur Industrie 3.0 – bloss vernetzt sind und zentral gesteuert, sondern darüber hinaus dezentral eigenständige Entscheidungen treffen, auf Grundlage digitaler Informationen, und ihre «Überlegungen» in das Gesamtsystem Produktion einbringen. Perspektivisch werden diese intelligenten Komponenten zu lernfähigen Systemen heranwachsen.

Bilder: Alfred Imhof

Die Industrie 4.0 umfasst alle Möglichkeiten der digital vernetzten Fertigung, einschliesslich Montage, Wartung, Reparatur, Vermarktung und Entsorgung. Im Rahmen der Digitalisierung in der Produktion muss man sich Gedanken darüber machen, wie man für die Kunden zukünftig schneller, individueller und wertschöpfender tätig sein kann.

Die intelligente Fabrik könnte modular aufgebaut sein. Als segmentierte Fabrik besteht sie aus lose verknüpften, nach Lean optimierten, Small Factory Units (Fabriken in der Fabrik). Die einzelnen Arbeitsstationen sind Prozessmodule, welche intelligent durch Assistenten (CPS-Systeme) miteinander verbunden werden. Menschen, Dinge, Prozesse, Dienste und Daten – alles wird vernetzt. So entstehen sich selbst organisierende Produktionseinheiten, in denen verschiedenste Geräte selbstständig untereinander kommunizieren und Maschinen autonom Entscheidungen treffen. Anlagen können innerhalb kürzester Zeit an wechselnde Produkt- oder Produktionswünsche angepasst werden.

Mensch und Maschine: Wer ist der Chef?

Ziel ist es, eine höhere Effizienz zwischen Mensch und Technik zu erreichen. Intelligente Produkte und Objekte mit eingebetteten Systemen, QR-Codes und RFID-Chips steuern sich selbst durch die smarte Fabrik. Mit standardisierten Schnittstellen und moderner Informationstechnologie ermöglicht sie eine flexible, automatisierte Produktion nach dem Motto «Plug & Play» in Losgrösse 1.

Mit der Industrie 4.0 verändert sich die Rolle des Menschen. Es entstehen neue Arbeitsfelder, in denen die Produktionsprozesse zusammenfliessen. Dabei arbeiten Mensch und Roboter künftig Hand in Hand. Ihre Zusammenarbeit wird kooperativer, immer stärker verschmelzen beide zu einem Team. Durch Gestensteuerung ergeben sich bei der Mensch-Roboter-Kollaboration völlig neue Möglichkeiten der intuitiven Bedienerführung. Dabei kann der Mensch durch Berührung, Druck oder einfache Gesten den Programm­ablauf des Roboters beeinflussen. Der Bediener kann verschiedene Teile anfordern, die ihm der Roboter aus mehreren Werkstücklagern holt und verbaut. So lassen sich im Sinne der Kollaboration Aufgaben sinnvoll aufteilen, indem der Mensch die Aufgaben übernimmt, bei denen kognitive Fähigkeiten gefragt sind. Der Roboter im Gegenzug entlastet den Menschen bei repetitiven oder stark ermüdenden Arbeiten. 

Infoservice

Alfred Imhof AG
Jurastrasse 10, 4142 Münchenstein
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Technik ist nicht Selbstzweck, sondern die Basis für die Industrie 4.0 und für neue Formen der Produktion und Zusammenarbeit

Bedeutung von Industrie 4.0

Industrie-4.0-Szenarien, die den Menschen in den Mittelpunkt stellen, bedeuten für den Mitarbeiter eine qualitative Verbesserung:

  • der mobile Montageassistent wird zum Cyber Physical System CPS und übernimmt alle Auftragsinformationen
  • der Mitarbeiter wird bei der Ausführung seiner Tätigkeiten unterstützt, bzw. es werden ihm wichtige Informationen übermittelt (Augmented Reality)
  • der Mitarbeiter entwickelt sich vom reinen Montierer hin zum Steuernden und Regulierenden von miteinander vernetzten Produktionselementen
  • neuartige IT-basierte Assistenzsysteme fördern Kreativität und Lernfähigkeit
  • es gibt neue Arbeitsabläufe, welche die Akzeptanz, Leistungs- und Entwicklungsfähigkeit, das Wohlbefinden und die Gesundheit der arbeitenden Menschen unterstützen