Kuhn Thomas - BaSys 4

Thomas Kuhn

Peter Liggesmeyer

Frank Schnicke

BaSys 4

Die dienstbasierte Produktion

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Das Projekt „Basissystem Industrie 4.0“ (BaSys 4.0) wurde mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert und vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., DLR Projektträger, Gesellschaft, Innovation, Technologie (Berlin) betreut. Die Verantwortung für den Inhalt dieser Veröffentlichung liegt bei den Autoren.

Förderkennzeichen: 01 IS 16 022

Bibliografische Angaben und Impressum

Die Deutsche Bibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie. Detaillierte bibliografische Daten sind im Internet abrufbar unter https://portal.dnb.de.

E-Book ISBN 978-3-932298-78-3

Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung ist ohne Zustimmung des Verlages unzulässig. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen.

© 2019 LOG_X Verlag GmbH, Ludwigsburg

Inhalt

Vorwort

1. Die Vorgeschichte

Im Zeitraffer

Eine Software-Revolution

2. Mitten hinein: Anwendungen

Der Nutzen für Betriebe

Perspektiven und Potenziale

Dimensionen der Transparenz

3. Der Lösungsraum entsteht

Jetzt wird’s technisch

Ende-zu-Ende-Kommunikation

Die Verwaltungsschale

Die Teilmodelle

Der Weg in die Praxis

4. Die dienstbasierte Produktion

Die wandelbare Produktion

Herausforderungen

… und Lösungsansatz

Ein offenes Betriebssystem

5. Bausteine, Lösungen, Module

Mehr als ein Schlagwort: Der Digitale Zwilling

Big Data möglich machen

Durchgehend dokumentieren

In Container verpackt

Live und in Farbe

6. Ein Blick in die Praxis – und in die Zukunft

Leistung für den Kunden

Von der Praxis zur Vision

Security first: Das Thema Sicherheit

Die nächsten Schritte

Literatur

Autorenporträts

Vorwort

Visionen brauchen eine inhaltliche Basis, sonst bleiben sie Utopie.

Industrie 4.0 ist für die deutsche Wirtschaft – und für die angewandte Forschung – nicht nur eine Vision, sondern ein erstrebenswertes Ziel. Mit einer Basis: „BaSys 4.0“. So hieß das Vorhaben, dessen Ergebnisse in dem vorliegenden eBook präsentiert werden, ursprünglich. Mittlerweile hat man sich auf die Lesart „BaSys 4“ geeinigt, ohne den damit verbundenen Anspruch aufzugeben. Dieser lautet: Die Grundlagen für ein Informationsmodell zu schaffen, in dem so genannte „Digitale Zwillinge“ dargestellt werden können. Bei diesen Modellen und Teilmodellen handelt es sich um wichtige Meilensteine auf dem Weg zur Digitalisierung, zu Industrie 4.0 und letztlich zur schnellen Wandelbarkeit industrieller Prozesse.

Damit schließt sich für uns als Verlag ein inhaltlicher Kreis – und ein neuer Zyklus beginnt. 1996 sind wir mit dem ersten Buch der „DYNAPRO-Trilogie“ gestartet, in der es um die Wandlungsfähigkeit der Produktion ging. Unser Auftrag war damals wie heute, die Inhalte aus der Forschung aufzubereiten, in die industrielle Praxis zu übertragen und für deren Verbreitung zu sorgen. Das Schlagwort heißt Wissenstransfer.

Diesem Auftrag fühlen wir uns nach wie vor verpflichtet und freuen uns deshalb über die Gelegenheit, die sich mit dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekt „Basys 4.0“ bot. Die zu den Inhalten passende digitale Form war schnell gefunden. Mit unseren kompakten eBooks verfügen wir über ein zeitgemäßes und ausbaufähiges Medium, das sich in der Praxis bereits bestens bewährt.

Ziel muss es sein, die Grundlagen der digitalen Transformation von Produktionsbetrieben aufzuzeigen und umsetzbare Lösungsansätze zu vermitteln.

Genau daran orientiert sich das vorliegende eBook zu „BaSys 4“. Die Kernbotschaft: Industrie 4.0 ist auch für mittelständische Betriebe machbar und bietet Perspektiven für eine erfolgreiche Zukunft. Mittel zum Zweck ist ein auf Software basierendes „Betriebssystem für Fabriken“, das hier in seinen Grundzügen dargestellt wird.

Die digitale Transformation der Industrie, ja der gesamten Wirtschaft und Gesellschaft, hält weitere Herausforderungen für einen gezielten Wissenstransfer bereit. Das steht außer Frage. Wir werden uns diesen Aufgaben stellen, gemeinsam mit unseren Partnern aus der Forschung und für unsere Leser in den Unternehmen.

Dass wir dabei nach Kräften bemüht sind, auch komplexe wissenschaftliche Sachverhalte so verständlich wie möglich darzustellen, führt zwangsläufig zu der einen oder anderen Diskussion mit den beteiligten Forschern.

Dr. Thomas Kuhn und Frank Schnicke vom Fraunhofer IESE waren bereit, diese Diskussion auf konstruktive Weise mit uns zu führen, wofür ich ihnen an dieser Stelle herzlich danke. Die Mühe hat sich gelohnt, wie Sie, liebe Leser, bei der Lektüre des vorliegenden eBooks feststellen können.

Viel Spaß beim Lesen.

Ludwigsburg, im November 2019

Gerhard Spengler

Verleger

1. Die Vorgeschichte

Im Zeitraffer

Über die Geschichte der industriellen Revolutionen sind ganze Bibliotheken vollgeschrieben worden. Wir können und wollen uns hier also auf wenige Stichworte beschränken.

Der Beginn des Industriezeitalters wird allgemein mit der Nutzung von Wasser- und Dampfkraft für Herstellungsprozesse gleichgesetzt. Diese Entwicklung setzte am Ende des 18. Jahrhunderts ein und markiert mit zunehmender Mechanisierung die erste industrielle Revolution (siehe Bild 1).

Die zweite Revolution beginnt mit Arbeitsteilung und Massenproduktion in elektrisch angetriebenen, starr verketteten Systemen. Die zugehörigen Technologien wie das Fließband werden meist Henry Ford und der schnell wachsenden Automobilindustrie zugeschrieben, haben ihre Ursprünge jedoch in den Schlachthöfen des amerikanischen Mittelwestens in den 1870er Jahren.

Die Abkehr von starren Systemen hin zu Anlagen mit größerer Flexibilität wurde ermöglicht durch die Entwicklung der ersten programmierbaren Steuerungsgeräte (1969). Konsequenterweise basiert die dritte industrielle Revolution auf der Nutzung von Elektronik und Informationstechnik. Namentlich, um die Automatisierung von Produktionsprozessen weiter voranzutreiben. Einer der wichtigsten Treiber war hier die speicherprogrammierbare Steuerung (SPS).

Die vierte industrielle Revolution schließlich, die derzeit in vollem Gang ist, basiert auf so genannten cyber-physikalischen Systemen, bei denen digitale und mechanische Technologien in vernetzten Produktionssystemen zusammenwirken. Das prägende Schlagwort dieser Ära heißt „Industrie 4.0“.

Bild 1: Industrielle Revolutionen im Überblick