Glossar

Welche Begriffe Sie rund um das Thema Wirtschaft 4.0 kennen sollte, erfahren Sie hier. Dieses Glossar hat keinen Anspruch auf Vollständigkeit, falls Ihnen ein Begriff fehlt, werden wir diesen hier gerne einfügen.

An dieser Stelle vielen Dank an unsere Münchener Kollegen (https://ihk-industrie40.de), die das Glossar begonnen haben.

Augmented Reality

Bei Augmented Reality werden dem Nutzer im Sinne einer „erweiterten Realität“ zusätzliche Informationen in sein Blickfeld eingeblendet, die die „normale Realität“ überlagern. Durch die augmentierte Realität können u.a. Wartung und Bedienung von Maschinen benutzerfreundlicher werden. Große Konzerne forschen derzeit an Datenbrillen, die dem Benutzer individuell anpassbare Informationen zu seiner Tätigkeit einblenden können. So besteht die Möglichkeit, beispielsweise einem Wartungsmitarbeiter zukünftig die Baupläne des zu reparierenden Produkts direkt in das Blickfeld zu schicken. Möglich sind auch Video-Tutorials für Mitarbeiter, die sich – bevor der Kundendienst kontaktiert wird – selbst an der Reparatur versuchen.

 Cloud

„Cloud Computing“ bedeutet, Daten und Prozesse statt auf unternehmenseigenen Servern oder Rechenzentren zu speichern, bedarfsorientiert und flexibel externe Ressourcen über das Internet zu mieten. Während bisher zur Datenspeicherung häufig lokale Server oder persönliche Festplatten genügten, explodieren die Datenmengen mit zunehmender Vernetzung der einzelnen Bereiche eines Unternehmens. Verteilte Geräte und Standorte machen eine unabhängige und stets verfügbare Speicherung der Daten unerlässlich. Die Cloud bedient sich dezentraler Serverparks auf dem ganzen Globus und speichert die Dokumente darauf ab. Der Zugriff auf die Daten erfolgt über eine Internetverbindung und persönlichen Zugangsdaten. Durch die Anbindung an das Internet müssen die Unternehmen besonders auf die IT-Sicherheit achten. Die Cloud wird zunehmend zu einer entscheidenden Komponente bei der Realisierung einer vollständigen Welt von CPS.

CPPS

Abkürzung für Cyber Physical Production System – CPPS stellt die Anwendung von CPS in der Produktion dar. Das Produkt, alle Produktionsmittel und -systeme (Maschinen, Anlagen) werden dabei transparent dargestellt, kommunizieren miteinander und ergeben so einen flexiblen Produktionsprozess. CPPS erfassen Daten über Sensoren, interagieren aktiv über Aktoren mit Maschinen, Dingen (z.B. Produktionsmittel, Halbprodukte) und Menschen. Für die Steuerung einer CPPS wird eine übergeordnete Produktionsplanungs-Software (PPSW) benötigt.

CPS

Abkürzung für Cyber Physical Systems – Objekte in der Industrie 4.0 Umgebung werden i.d.R. dadurch intelligent oder smart, dass sie sich zu cyber-physischen Systemen weiterentwickeln. Ein CPS verbindet alle benötigten mechanischen und elektronischen Komponenten über Software miteinander. Die einzelnen CPS kommunizieren miteinander, z.B. über das Internet. Da innerhalb eines Unternehmens viele unterschiedliche physische und virtuelle Objekte zusammengefasst werden, entsteht so oft ein komplexes Konstrukt. Da aber jedes CPS Informationen autonom verarbeitet und Abläufe autonom steuert, ist diese Komplexität gut beherrschbar. Dies kann aber nur funktionieren, wenn alle Objekte über intelligente Schnittstellen kommunizieren können.

Industrie 4.0

Der Begriff „Industrie 4.0“ – die so genannte vierte industrielle Revolution – steht für das Zusammenwachsen von Maschinenbau und Elektrotechnik mit der Informationstechnologie zu einer intelligent vernetzten Produktion. Allerdings ist Industrie 4.0 nach der Mechanisierung der Industrie von der Dampfturbine über Fließfertigung und Automatisierung eher eine Evolution als eine Revolution, denn viele Technologien beim erweiterten Einsatz von IT und Elektronik sind bereits viele Jahre bekannt. Im Unterschied zu den bisherigen industriellen Revolutionen ist Industrie 4.0 kein klar umrissener Begriff, der einen eindeutigen SOLL-Zustand definiert. In der ersten industriellen Revolution war beispielsweise der SOLL-Zustand die maximale Mechanisierung, d.h. der Wechsel von der menschlichen zur maschinellen Arbeitskraft. Der Wechsel von Industrie 3.0 auf 4.0 ist eine schrittweise Einführung immer weiterer Komponenten und Prozesse der Digitalisierung – und diese Entwicklung endet nicht abrupt.

Internet of Things

Im „Industrie 4.0-Zeitalter“ sind auch Maschinen und Produkte – also „Dinge“ – mit dem Internet verbunden. Kommunizierten bisher nur Menschen z.B. in E-Mails oder den sozialen Netzwerken über das Internet, tun dies künftig auch Objekte, zum Beispiel Werkstücke, Behälter und Maschinen in Wertschöpfungsnetzwerken. Die Dinge / Objekte tauschen sich untereinander aus und können mit mobilen Endgeräten von nahezu überall aus der Welt gesteuert und bedient werden. Dazu erhält jedes Ding eine eigene Identität mit Informationen im Netz, z.B. über Barcodes, RFID-Transponder oder Sensorknoten.

QR-Code

Der QR-Code ist eine weiterentwickelte Variante des Barcodes (2D-Barcode) und be-steht aus einem quadratischen Feld von weißen und schwarzen Punkten. Anders als der Barcode (1D-Barcode mit Strichen) kann der QR-Code auch dann noch gelesen werden, wenn er teilweise verschmutzt oder zerstört ist, da die Informationen auf dem QR-Code aufgrund seiner größeren Speicherkapazität mehrfach vorhanden und durch eine Fehlerkorrekturmethode geschützt sind. Den Code selbst gibt es in unterschiedlichen Auflösungen. Je höher diese ist, umso besser ist die Fehlerkorrektur.

RFID-Technologie

RFID ist das Akronym für Radio Frequency Identification. Hierbei kommuniziert der an einem beliebigen Teil fixierte Sender (Transponder, RFID-Tag) mit einer Lesestation, dem Reader über ein elektromagnetisches Feld. Tag und Reader kommunizieren dabei ohne sich zu berühren oder Sichtkontakt zu haben. Zusätzlich sind die Reader in der Lage, mehrere Transponder auf einmal zu lesen (Massenerkennung). Fährt also beispielsweise eine Palette oder gleich ein ganzer LKW durch eine Leseeinheit hindurch, so werden alle Artikel durch die Verpackung hindurch erkannt und aufgelistet. Dadurch sinkt die Bearbeitungszeit am Warenein- bzw. -ausgang erheblich, ebenso die Fehleranfälligkeit.
RFID-Chips haben zudem Vorteile in der Verwendung: Ein Tag kann vorab mit relevanten Daten programmiert werden, z.B. welche Ausstattungsmerkmale ein Teil erhalten soll. Die Maschinen vor Ort lesen die Information aus und führen die passenden Fertigungsschritte durch. Eine andere Möglichkeit ist, den Kunden bereits im Chip einzuspeichern, sodass die Ware automatisch von der Fertigung direkt in den richtigen LKW verladen wird. Bei Fehlern in der Fertigung kann der Tag zum Beispiel Aufschluss über die Bearbeitungsmaschinen geben und so bei der Fehleranalyse helfen.
Bei der Kommunikation über elektromagnetische Felder ist allerdings zu bedenken, dass diese ggf. (abhängig von Frequenz, Bautyp etc.) durch andere Objekte oder Um-welteinflüsse (z.B. metallische Umgebungen, Feuchtigkeit etc.) beeinflusst werden kann – daher ist der Einsatz von RFID in jeweiligen Einzelfall zu prüfen.

Sensoren

Die automatisierte Produktion ist ohne eine ausgereifte Sensorik – einschließlich Bilderkennung – nicht denkbar. Sensoren messen und kontrollieren Zustände und Veränderungen der Umgebung oder von technischen Systemen.

Sensorknoten

Sensorknoten sind auf das Wesentliche reduzierte Rechenmaschinen: In der Regel bestehen sie aus mindestens einem Mikrocontroller, einer Programmierschnittstelle, einer (Funk- )Netzwerkeinheit und der Möglichkeit, Sensoren für Messungen anzubringen. Sie benötigen meist eine mobile Energiequelle, eine Batterie oder Photovoltaikzelle. Mehrere Sensorknoten können zu Sensornetzen ausgebaut werden.

Smarte Fabrik

Smart Factory – In der intelligenten Fabrik kommunizieren die einzelnen Werkstücke, Maschinen und Transportfahrzeuge zukünftig selbständig untereinander und mit dem Personal. Zum Beispiel wissen die Stapler im Lager bei neuen Transportaufträgen selbst, welches Fahrzeug gerade frei ist und am nächsten an der zu transportierenden Kiste steht, und bewerben sich um die anstehenden Aufträge. Maschinen erkennen mögliche Fehlfunktionen und fordern autonom Hilfe an der richtigen Stelle an. Festgelegte, starre Produktionsstrecken gehören der Vergangenheit an. Die Maschinen kommunizieren untereinander, welche bzw. welcher Zusammenschluss von Einzelmaschinen den anstehenden Auftrag übernimmt und verhindern so Leerlauf- und Wartezeiten. Der Mensch steuert die Anlagen vom Tablet aus oder erhält Informationen, z.B. für die Wartung, mittels Augmented Reality in Echtzeit.

Smarte Logistik

Smart Logistics – Die Anwendung „intelligenter“ Produkte und Maschinen in der Logistik kennzeichnet den Begriff „Smart Logistics“. Beispielsweise sorgen entsprechende Tags für eine opti-male Verladung von Paletten in den LKW und eine direkte Erstellung der Ladepapiere. Das Ortungssystem des LKWs übermittelt die Position in Echtzeit und ermöglicht so eine intelligente Streckenführung und „smarte“ Be- und Entladung.

Smarte Produkte

Smart Product – Das Produkt ist „intelligent“. Es weiß, welche Spezifikationen es erhalten soll, welche Produktionsschritte es bereits durchlaufen hat und welche noch zu erledigen sind. Besonders nützlich für Logistik und Produktion ist es, wenn das intelligente Produkt auch weiß, wann es fertig bearbeitet ist und wohin es verschickt werden muss. Damit werden Wartezeiten vermieden und Kapazitäten effektiv genutzt. Um „intelligent“ zu werden, nutzt das Produkt dabei verschiedene Technologien, z.B. RFID-Tag, Barcode, QR-Code oder Sensorknoten in Kombination mit Software, die das Produkt auf seinem Weg begleiten.