Die Industrie im Wandel

Interview

Prof. Dr. Albert Heuberger, Leiter des Fraunhofer IIS, zum Thema Industrie 4.0.

© Fraunhofer IIS/Karoline Glasow
© Fraunhofer IIS/Karoline Glasow
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Eine Revolution steht an – und zwar in den Fabrik- und Montagehallen. Ihr Name: Industrie 4.0. Nachdem die Betriebe zunächst mechanisiert, elektrifiziert und die Geschäftsprozesse mit informationstechnischen Systemen unterstützt wurden, steht mit Industrie 4.0 nun die vierte Generation der Produktion ins Haus. Was sich hinter diesem Begriff verbirgt – und was das Fraunhofer IIS in diesem Kontext leisten kann, erläutert Prof.Dr.-Ing. Albert Heuberger im Gespräch mit der Redaktion.

 

Herr Professor Heuberger, man liest und hört allenthalben von Industrie 4.0, der Industrie der Zukunft. Wie lässt sich dieser abstrakte Begriff in den Alltag holen? Was bedeutet er für Fabrikbetreiber wie für Kunden?
Albert Heuberger: Der Kernpunkt von Industrie 4.0 liegt sicherlich in der Intelligenz – statt von Industrie 4.0 könnte man also auch von der intelligenten Fabrik sprechen. Schaut man in heutige Fabriken, so ist eine große Zahl von Produktionsanlagen noch »dumm«, sprich sie arbeiten stoisch ihre Vorgaben ab. Gänzlich anders sieht das in der Zukunft aus. Die Produktionsmaschinen vernetzen und unterhalten sich, tauschen gegenseitig Informationen aus, treffen eigene Entscheidungen und steuern sich selbst. Auch die Produkte haben »Köpfchen«. Sie wissen jederzeit, wo sie sind, und kennen ihre Historie, ihren aktuellen Zustand sowie den Weg zu ihrem Zielzustand. Dies hat weitreichende Auswirkungen. Es lässt die Produktion flexibler werden – bis hin zu einer Losgröße eins. Das kann heißen: Jeder Kunde kann sein Produkt nach den eigenen Vorstellungen gestalten, beispielsweise über eine entsprechende App.

 

Wie steht das Fraunhofer IIS zum Thema Industrie 4.0?
Albert Heuberger: Das Thema Industrie 4.0 ist noch sehr jung, es ist erst vor ein paar Jahren aufgekommen. Die Ansätze, die dahinterstehen, existieren jedoch schon deutlich länger. Wir am Fraunhofer IIS setzen uns bereits seit über fünfzehn Jahren damit auseinander. Dabei haben wir uns mit intelligenten Objekten befasst, insbesondere in der  Logistik. Diese Pionierarbeit wurde auch durch Projekte des Freistaats Bayern unterstützt. Das Thema Industrie 4.0 hat am Fraunhofer IIS also eine lange Historie, im Kern stehen dabei immer die sogenannten cyberphysischen Systeme: Der Verbund von Software und Informatik mit mechanischen und elektronischen Teilen, die etwa über das Internet miteinander kommunizieren.

 

»DAS FRAUNHOFER IIS BEARBEITET DIE GANZE KETTE: HARDWARE, SENSORIK, SOFTWARE UND BERATUNG.«

Nun geht das Ganze weiter: Im Rahmen des Programms »Bayern Digital«, das die Bayerische Staatsregierung ausgeschrieben hat, haben wir ein Leitprojekt zur Digitalen Produktion gewonnen. Genauer gesagt das Projekt »Technologien und Lösungen für die digitalisierte Wertschöpfung«, das auf fünf Jahre ausgelegt ist. In diesem Projekt treiben wir die Entwicklung der nötigen Basistechnologien für die Industrie 4.0 gemeinsam mit unseren Kunden weiter voran, realisieren neue Anwendungsbeispiele und verankern das Thema in der Metropolregion Nürnberg noch tiefer. Dazu kommt eine große Zahl weiterer kleinerer und größerer Projekte mit der Wirtschaft, beispielsweise um Lokalisierungstechnologien in Anwendungen im industriellen Umfeld einzusetzen.

 

Herr Professor Heuberger, welche Fragestellungen gehen Sie und Ihre Mitarbeiter dabei an?
Albert Heuberger: Die Industrie 4.0 hat zwei Seiten: Zum einen die technologieorientierte, zum anderen die betriebswirtschaftliche. Das Fraunhofer IIS deckt beide Fragestellungen und – mehr noch – die gesamte Kette der Industrie 4.0 ab. Wir bieten Beratung zu neuen vertikalen Anwendungen und Geschäftsmodellen und entwickeln dafür auch notwendige Kernkomponenten in Hardware und Software.

So haben wir Basistechnologien zur drahtlosen Identifikation (RFID), zu drahtlosen Sensorsystemen sowie zu eingebetteten und cyberphysischen Systemen entwickelt. Schließlich sind Lokalisierung, Identifizierung, Navigation und Kommunikation unsere Kerntechnologien.

Viele reden darüber und mögen auch entsprechende Ideen haben – wir am Fraunhofer IIS haben das Know-how, dies auch umzusetzen. Sprich wir arbeiten an der Realisierung der Industrie 4.0. Unser Netzwerk aus Zulieferern, Geräteherstellern und Anwendern aus dem Industrienetzwerk hilft uns dabei: Welche Partner braucht es, um neue cyberphysische Systeme zu entwickeln, samt den entsprechenden Services? Wir haben 20 verschiedene Rollen ausgemacht, anhand derer wir unser Netzwerk aufstellen. Während der eine die eingebetteten Systeme realisiert, kümmert der andere sich um die Daten- und Serviceplattform, wieder ein anderer zertifiziert die Software. Mit dieser Plattform können wir sehr schnell und gezielt neue Technologien und Lösungen aufbauen, realisieren, demonstrieren und in die Praxis überführen. Cyberphysische Systeme allein können jedoch keinen Mehrwert für Unternehmer schaffen. Vielmehr müssen sie in Dienstleistungen eingebettet werden. Anders gesagt: Es gilt auch die betriebswirtschaftlichen Fragestellungen zu berücksichtigen.

 

Nun ist das Fraunhofer IIS ja in erster Linie ein ingenieurwissenschaftlich geprägtes Institut. Auf welche Weise können Sie dennoch die betriebswirtschaftlichen Fragestellungen rund um Industrie 4.0 berücksichtigen?
Albert Heuberger: Wir haben gemeinsam mit der Otto-Friedrich-Universität Bamberg ein Kompetenzzentrum für Geschäftsmodelle in der digitalen Welt gegründet. Die Professoren, die seitens der Universität daran beteiligt sind, kommen allesamt aus dem Bereich der Betriebswirtschaft.Hand in Hand helfen wir Unternehmern auf diese Weise bei der Geschäftsmodelltransformation, entwerfen Dienstleistungen und beraten in puncto Industrie 4.0: Welche Technologien gibt es in diesem Bereich? Wie kann ich sie einsetzen? Und wie wende ich sie ganz konkret auf meine Produktpalette an?

 

»WIR HABEN DAS KNOW-HOW, INDUSTRIE 4.0 UMZUSETZEN.«

Das Thema hat in der Tat Brisanz: Nur vier Prozent der Unternehmer haben sich schon näher mit Industrie 4.0 auseinandergesetzt. Verschlafen die Firmen diese Entwicklung, könnte darin eine große Gefahr für sie und ihre Produkte liegen: Durch die Digitalisierung kommen ganz neue Technologien und Dienstleistungen auf, die Branchengrenzen und den Wettbewerb signifikant verändern und bisherige Produkte und Geschäftsmodelle obsolet machen können. Es gilt also nicht nur die eigene Technologie weiterzudenken, sondern sich die Alternativen ganz genau anzuschauen. Dabei greifen wir den Unternehmern mit unserer Expertise gerne unter die Arme. Welchen Nutzen Unternehmer durch unsere Entwicklungen haben, lässt sich allerdings schlecht im Elektroniklabor nachvollziehen. Aus diesem Grund haben wir an unserem Standort im Nürnberger Nordostpark das Test- und Anwendungszentrum L.I.N.K. aufgebaut, kurz für Lokalisierung, Identifikation, Navigation, Kommunikation. Auf 1400 Quadratmetern können wir hier Industrie-Szenarien nachstellen: Die Halle ist ausgestattet mit Verladetoren, Lagertechnik, einem abgesenkten Außenbereich – wir haben sogar eigens einen Lkw gekauft, mit dem wir an der Halle andocken können. Kurzum: Hier können wir den Anwendern unsere Entwicklungen in einer praxisnahen Umgebung demonstrieren.

 

Welche Anwendungen können Unternehmer dort testen? Und welche Anwendungen der Industrie 4.0 sind generell denkbar?
Albert Heuberger: Ein weites Feld ist z. B. das Internet der Dinge. Intelligente Sensoren nehmen dabei Informationen aus Maschinen, Anlagen und Infrastruktur sowie Produkten auf, verarbeiten sie vor und erkennen somit verschiedene Zustände. Diese Daten werden drahtgebunden oder per Funk an einen Computer oder eine Cloud weitergeleitet, wo sie dann mit entsprechenden Algorithmen auf Abweichungen hin analysiert werden. In der Fabrikhalle funken die Sensoren ihre Informationen bis zu einigen zehn Metern weit, im Außenbereich schaffen wir deutlich größere Entfernungen. Unser Ziel liegt bei 30 bis 40 Kilometern, sodass wir
ein ganzes Stadtgebiet erfassen können.

Es sind auch Anwendungen außerhalb der Industrie denkbar, die Möglichkeiten sind endlos. Industrie 4.0 ist sicherlich ein interessanter Bereich, aber man kann die dafür entwickelten Technologien auch für ganz andere Dinge nutzen – so etwa für Navigationssysteme, die die Fahrer staufrei zum Ziel bringen, für Straßenlaternen, die sich bei Problemen selbst melden, oder für die Heimautomatisierung, um beispielsweise die Heizung und die Rollläden zu steuern. Auch im Bereich der Logistik finden sich viele Einsatzgebiete.

 

Durch das kürzlich gestartete Leitprojekt wollen Sie das Thema Industrie 4.0 noch tiefer in der Region verankern. Welche Rolle spielt Industrie 4.0 schon heute für die Region Nürnberg?
Albert Heuberger: Die Metropolregion Nürnberg ist bayern- und bundesweit ein Schwerpunkt in der Automatisierungstechnik. Hier spielt Industrie 4.0 bereits eine wichtige Rolle. Einen großen Beitrag dazu liefert das leistungsfähige Forschungsumfeld, das u. a. durch die Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, die Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm und außeruniversitäre Einrichtungen wie Fraunhofer gegeben ist. Das Fraunhofer IIS vernetzt sich in einer Reihe von Projekten mit diesem Umfeld. So beispielsweise in einem Anwendungszentrum für eingebettete Systeme, das wir gemeinsam mit der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg gegründet haben. Hier entwickeln wir Basistechnologien für cyberphysische Systeme, die ja der Kern von Industrie 4.0 sind. In diesem Zusammenhang richtet das Fraunhofer IIS gemeinsam mit der Universität eine neue Professur ein. Sie dreht sich um die technologischen Informationssysteme, die cyberphysische Systeme schaffen – in technologischer, wirtschaftlicher und informatischer Hinsicht.

 

Vielen Dank für das Gespräch.

Weitere Informationen zum Thema Industrie 4.0 und zum Internet der Dinge finden Sie online unter www.iis.fraunhofer.de/intelligentegegenstaende.

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