Industrie 4.0 | CPPS werden die Zusammenarbeit zwischen Maschine und Mensch in Montage und Produktion maßgeblich mitbestimmen. Dazu vereinen sie eingebettete Software- und mechatronische Systeme.
„Cyber Physical Production Systems“ sind ein zentrales Forschungs- und Entwicklungsthema der produktionstechnischen Zukunft, das die Zusammenarbeit zwischen Maschinen und Menschen in Montage und Produktion maßgeblich mitbestimmen wird. Neue Möglichkeiten der Zusammenarbeit werden Menschen die Arbeit erleichtern und die Flexibilität von Produktionssystemen vergrößern. Dazu werden CPPS einen maßgeblichen Beitrag leisten. Durch ihren Einsatz können Fabriken eine hohe Resilienz erreichen.
CPPS vereinen dazu eingebettete Software- und mechatronische Systeme. Diese Eigenschaften von CPPS erlauben beispielweise flexibel re-konfigurierbare Prozessketten durch eine „plug & produce“ Fähigkeit der Systeme, dezentrale Steuerungsmechanismen zur Nivellierung der Produktion oder eines durchgängigen digitalen Engineerings. Tragen Eigenschaften wie eine „plug & produce“-Fähigkeit, Dezentralisierung und autonomes Handeln von CPPS zu einer Resilienz der Fabrik gegenüber internen (zum Beispiel Maschinenausfall) und externen (zum Beispiel Einbruch der Nachfrage) Störungen bei, sind mit ihnen selbst jedoch auch potentielle Risiken verbunden. Exemplarisch zu nennen sind eine potentiell erhöhte Vulnerabilität gegenüber einem Eindringen von Unbefugten in CPPS oder Fragen zu deren Betriebssicherheit. Sämtliche Risiken zu identifizieren und mit geeigneten Maßnahmen zu begegnen, ist entscheidend für eine Realisierung der Vision einer Industrie 4.0.
Die Evolution hin zur resilienten Fabrik bedarf nicht nur der Beschaffung von Produktionsanlagen, die eine Netzwerkschnittstelle zum Datenaustausch beherbergen. Vielmehr wird eine Veränderung auf verschiedenen Ebenen eines Produktionssystems notwendig. Neben der Modularität technischer Systeme und einer Standardisierung von Schnittstellen benötigt die resiliente Fabrik der Zukunft qualifizierte Mitarbeiter auf allen Ebenen des Shopfloors. In der Planung und Steuerung werden sich Mitarbeiter vermehrt mit echtzeitfähigen, physikalischen oder probabilistischen Modellen auseinandersetzen. Der Schlüssel hin zur Industrie 4.0 ist ein zielgerichtetes, schrittweises Vorgehen. •
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