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Interview: Industrie 4.0 - wie lässt sie sich umsetzen?

In der Region Ostwestfalen-Lippe haben sich 174 Unternehmen, Hochschulen und Forschungszentren zu einem Technologie-Netzwerk namens „it’s OWL“ zusammengeschlossen. Gemeinsam wollen sie unter anderem den Weg für die Industrie 4.0 bereiten. Computer & AUTOMATION sprach hierüber mit dem Geschäftsführer des Clusters, Dr. Roman Dumitrescu, sowie mit Roland Bent, Mitglied im Clusterboard und Geschäfts­führer von Phoenix Contact.

its OWL Clustermanagement, Industrie  0, Dr  Roman Dumitrescu Bildquelle: © it's OWL Clustermanagement

Dr. Roman Dumitrescu, Geschäftsführer Strategie, Forschung und Entwicklung der it´s OWL Clustermanagement GmbH: „Ein Technologie-Netzwerk wie it’s OWL ist bundesweit einzigartig.“

Der Spitzencluster „it’s OWL“ hat vom Bundesministerium für Bildung und Forschung in 2012 den Zuschlag für 40 Mio. Euro Fördergelder erhalten. Was prädestiniert den Spitzencluster für diesen Geldsegen?

Dr. Dumitrescu: In unserem Technologie-Netzwerk haben wir ideale Voraussetzungen, den Innovationssprung von der Mechatronik zu Intelligenten Tech­nischen Systemen anzugehen und die Produktion am Standort Deutschland zukunftsfähig zu machen. Unsere Unternehmen aus dem Maschinenbau, der Elektro- und Elektronikindustrie und der Automobilzuliefer-Industrie sind Technologie- und Weltmarkt­führer. Mit Beckhoff, Harting, Lenze, KEB, Phoenix Contact, Weidmüller und Wago sitzt beispielsweise die geballte Automatisierungskompetenz in Ostwestfalen-Lippe. Und auch unsere Forschungseinrichtungen sind international führend auf den Gebieten Mecha­tronik, Selbstoptimie­rung, Robotik und Industrieautomatisierung sowie interdisziplinär ausgerichtet. Diese Kombination ist bundesweit einzigartig.

Sie legen auf die 40 Mio. Euro nochmals 60 Mio. Euro aus eigenen Mitteln drauf. Was werden Sie mit diesen 100 Mio. Euro konkret bewegen?

Dr. Dumitrescu: Mit den Mitteln werden wir 45 Projekte umsetzen, um Marktpotenziale auf dem Gebiet Intelligente Technische Systeme nutzbar zu machen. In 33 Innovationsprojekten bringen Unternehmen in Kooperation mit Forschungseinrichtungen neue Produkte, Technologien und Dienstleistungen zur Marktreife. Das Spektrum reicht von intelligenten Automatisierungs- und Antriebslösungen über Maschinen, Fahrzeuge, Automaten und Haushaltsgeräte bis zu vernetzten Produktionsanlagen.

Die Firma Kannegiesser [1] entwickelt beispielsweise eine ressourceneffiziente und selbstoptimierende Großwäscherei. Selbstbedienungs-Terminals werden von Wincor Nixdorf mit intelligenten Bedienschnittstellen ausgestattet, Claas treibt die Vernetzung und Umfeld-Erkennung von Landmaschinen voran. Für diese Projekte stellen unsere Forschungseinrichtungen in fünf Querschnittsprojekten anwendungsorientierte Forschungsergebnisse in den Bereichen Selbstoptimierung, Mensch-Maschine-Interaktion, Intelligente Vernetzung, Energie-Effizienz und Systems Engineering bereit.

Weiterhin geht es in sieben Nachhaltigkeitsmaßnahmen um den Transfer der Technologien in die Breite und um Lösungen zur Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen, wie beispielsweise zur Marktorientierung und zum Schutz vor Produktpiraterie.

Den Zuschlag für die 40 Mio. Euro haben Sie ja schon im Januar 2012 erhalten. Was hat sich seither getan, wie sehen die weiteren Schritte der Roadmap aus?

Dr. Dumitrescu: 30 Projekte sind bereits gestartet, zwei beginnen in den nächsten Monaten. Weitere 13 sind ab 2015 geplant. Die ersten Ergebnisse erwarten wir spätestens Mitte 2014. Dann wird das BMBF den Fortschritt von it`s OWL überprüfen.

Das Zusammenspiel und die Vernetzung von Unternehmen und Forschungsein­richtungen funktioniert schon jetzt gut. So haben sich über die Projekte hinaus bereits Synergien und neue Kooperationsansätze ergeben. Weitere Unternehmen wie GEA Mechanical Equipment wollen im Cluster mitarbeiten und eigene Projekte unabhängig von der Förderung umsetzen. Durch Erfahrungsaustauschgruppen, Veranstaltungen und Workshops informieren wir Unternehmen, wie sie die relevanten Technologien nutzen können, und definieren gemeinsam Projektansätze.

Wie sieht der Return on Invest für die staatlichen Gelder aus?

Dr. Dumitrescu: Insgesamt erwarten wir durch it´s OWL einen großen Impuls für Wachstum und Beschäf­tigung in Ostwestfalen-Lippe. Wir wollen 80.000 Arbeitsplätze in den relevanten Branchen sichern und 10.000 neue schaffen. Darüber hinaus wollen wir 500 neue Wissenschaftler für unsere Forschungseinrichtungen begeistern und fünf neue Forschungsin-stitute gründen. Und wir sehen in der Technologie-Plattform ein großes Potenzial für neue Geschäftsideen. Unser Ziel ist es, 50 Unternehmensgründungen auf den Weg zu bringen. Nicht zuletzt soll das Projekt die Attraktivität der Unternehmen und Forschungseinrichtungen für Fach- und Führungskräfte steigern. Denn hier ist Zukunft mitgestaltbar.

Ein zentrales Thema des Spitzenclusters ist die ‚Industrie 4.0‘. Während derzeit alle davon reden, nimmt das Cluster für sich in Anspruch, konkrete Lösungen dafür zu entwickeln. Welche Lösungen sind dies im Detail?

Dr. Dumitrescu: Phoenix Contact verbessert etwa durch intelligente Automatisierungs-Komponenten die Wandlungsfähigkeit von Maschinen und Anlagen. Dadurch werden die Planung, Inbetriebnahme und Anpassung von Maschinen vereinfacht und die Betriebskosten gesenkt. Beckhoff integriert modernste ingenieurwissenschaftliche Methoden in die Standardautomatisierung. So lassen sich Energieverbrauch, Ausschuss, Durchlaufzeiten und Schadstoffaustritt in der Produktion deutlich reduzieren. Weidmüller entwickelt mit dem Möbelzulieferer Hettich selbstkorrigierende Umformprozesse für das Stanz-Biegen und Walzprofilieren. Durch diese intelligente Fertigung wird die Prozesssicherheit bei der Herstellung von Massenprodukten erheblich gesteigert sowie Einrichte- und Rüstzeiten reduziert.

Wir haben aber nicht nur reine technische Lösungen im Blick. Gildemeister etwa sorgt für eine optimale Arbeitsvorbereitung auf Basis virtueller Werkzeug­maschinen. Das Ergebnis wird eine vollständige virtuelle Produktion sein, die teilweise unternehmensübergreifend mit der realen Produktion vernetzbar ist.

its OWL Clustermanagement, Industrie  0, Dr  Roman Dumitrescu Bildquelle: © Phoenix Contact

Roland Bent, Geschäftsführer Marketing & Entwicklung bei Phoenix Contact: „Der Weg zur Vision einer Industrie 4.0 erfordert einen langen Atem sowie Nachhaltigkeit bei allen Beteiligten.“

Wo sehen Sie die größten Hürden auf dem Weg zur „Industrie‚4.0“?

Bent: Mit Industrie 4.0 werden die Grenzen zwischen Informations- und Kommunikationstechnik, Elektrotechnik und Automation sowie Ma­schinenbau fließend, wenn nicht sogar aufgehoben. Dies ist eine große Chance, sofern sämtliche Beteiligten gemeinsam im Sinne des übergeordneten Ziels agieren. Gleich­zeitig erweist es sich als Herausforderung, Alleingänge einzelner Disziplinen, Konkurrenzdenken und Überprofilierungen zu vermeiden. Mit anderen Worten: Das Thema Industrie 4.0 kann keine der drei großen Stakeholder-Gruppen allein bewegen. Ich würde sogar noch einen Schritt weiter gehen: Schnittstellen-Definitionen oder gar Standardisierungen, die lediglich aus der Interessenslage einer einzelnen Gruppe heraus betrieben werden, ohne die Anforderungen der anderen Parteien zu berücksichtigen, gefährden die Umsetzung der Ziele!

Mit der gemeinsamen Plattform Industrie 4.0 [2], die die Verbände BITKOM, ZVEI und VDMA aktuell aufbauen, ist ein wichtiger Schritt zur Vermeidung eines solchen Auseinanderdriftens sowie nicht zielführender Einzelaktivitäten getan. Wichtig ist jetzt, dass Einzelinteressen im Sinne der gemeinsamen zurückgestellt werden und die interdisziplinäre Zusammenarbeit gefördert wird.

Es wird ja immer wieder betont, dass wir auf dem Weg zur Industrie 4.0 unbedingt zunächst Standardisierung bräuchten, um proprietäre Lösungen zu vermeiden. Was kann der Cluster hierzu beitragen?

Bent: Auf Basis der bestehenden Automations- und Produktionstechnik werden sich die für Industrie 4.0 notwendigen Basistechnologien evolutionär weiterentwickeln, was folglich auch für die vorhandenen Standards sowie die im industriellen Umfeld verwendeten Definitionen gilt. Mit dem Zusammenwachsen von IT und Automation konsolidieren sich einige dieser Standards und werden unter der gemein­samen Ausrichtung hin zu Industrie 4.0 vorangetrieben. Der Spitzencluster it´s OWL wird hierzu wesentliche Verfahren systematisieren, die im Umfeld vom Internet der Dinge, semantischer Konnektivität sowie der Interaktion der Dienste und der dafür erforderlichen Vernetzung mit spezifischen Anforderungen an die Security genutzt werden, sowie sie in ersten Pilotprojekten umsetzen. Diese Erkenntnisse müssen dann im Sinne einer innovationsbegleitenden Normung in die nationalen und internationalen Normungsgremien einfließen. Viele der involvierten Unternehmen sind in den entsprechenden nationalen und internationalen Normungsgremien tätig und speisen die Erkenntnisse aus den Cluster-Aktivitäten dort ein.

Wie sehen Sie die Aktivitäten, die in den USA von Firmen wie Microsoft und Intel unter dem Banner „Internet of Things“ und „Intelligent Systems“ vorangetrieben werden? Ist es nicht so, dass derzeit dort die Basis einer zukünftigen Industrie 4.0 gelegt wird?

Bent: Der Trend zu immer intelligenteren Produkten und Systemen ist offensichtlich und wird daher von allen Unternehmen, die in diesem Bereich tätig sind, aufgegriffen und interpretiert. Dazu ge­hören natürlich auch Microsoft und Intel mit Lösungen wie StreamInsight oder der Intel-Strategie, entsprechende Aktivitäten unter dem Dach „Intelligent Systems“ zu bündeln. Richtig und nicht unkritisch ist, dass wesentliche Rohstoffe für ein­gebettete Systeme wie Mikroprozessoren oder Echtzeit-Betriebssysteme heute fast nur noch aus den USA oder Asien kommen. Doch ein neues Tool zur Datenanalyse oder neue Prozessoren machen Industrie 4.0 allein noch nicht aus.

Als ausgewiesene Stärke der deutschen Industrie erweist es sich, Rohstoffe wie diese in erfolgreiche industrielle Anwendungen zu überführen. In weltweit einmaliger Kombination trifft am Standort Deutschland eine kompetente Automatisierungs­industrie auf weltmarktführende Anwenderbranchen wie Maschinen- und Fahrzeugbau, die besonders hohe Anforderungen an die Innovationsfähigkeit ihrer Lieferanten stellen. Der hierdurch entstehende Innovationsdruck wird durch ein ausgeprägtes wissenschaftliches Umfeld der anwendungsbezogenen Forschung unterstützt, wie es beispielsweise die Fraun­hofer-Gesellschaft mit ihren Einrichtungen in Lemgo und Paderborn darstellt.

Kurzum: Wir haben beste Chancen, eine Vorreiterrolle beim Thema Industrie 4.0 einzunehmen, auch wenn notwendige Rohstoffe nicht in Deutschland entstehen.

Alle reden derzeit über „Industrie 4.0“, ja man hat den Eindruck, dass dieser Begriff über alles gestülpt wird, was irgendwie mit Automation und Kommunikation zu tun hat. Besteht hier nicht die Gefahr, dass das Thema „totgeredet“ wird?

Bent: Wir müssen in der Tat aufpassen, dass dieses Zukunftsthema nicht durch eine inflationäre und vielfach oberflächliche Nutzung verbrannt wird. Häufig wird das Thema in Diskussionen mit dem Hinweis relativiert, dass Teillösungen und Technologien, die Industrie 4.0 ausmachen, schon lange vorhanden sind. Es wird argumentiert, dass hier ein bekanntes Thema im Sinne von „Alter Wein in neuen Schläuchen“ neu verpackt wird. Ferner ist sogar von einem Hype der Industrie 4.0 die Rede.

Doch das ist viel zu kurz gesprungen und wird der Dramatik und Relevanz von Industrie 4.0 nicht gerecht. In der momentanen Präsenz des Begriffs in der öffentlichen Diskussion sehe ich vielmehr die Chancen als eine Gefahr. Dazu muss man sich aber auf die inhaltliche Ebene der Ziele von Industrie 4.0 begeben. Die Vision umfasst ein weites Feld an aktuellen und zukünftigen Technologien und Kompetenzen. Sie lässt sich nur systemisch und interdisziplinär umsetzen. Hierzu muss man Akteure und Aktivitäten aus unterschiedlichen Fachgebieten zusammenbringen und gemeinsame Zielvorstellungen entwickeln.

Industrie 4.0 ist diesbezüglich wie ein Schirm zu sehen, unter den viele heutige Aktivitäten hinsichtlich der Verwendung der Informationstechnologie im Automatisierungsumfeld ebenso fallen wie die zukünf-tige Realisierung von Cyber Physical Systems oder des Internets der Dinge im Produktionsumfeld. Damit das in der Frage adressierte „Totreden“ nicht passiert, erweist es sich als absolute Notwendigkeit, das Thema immer wieder durch die konkrete Umsetzung von Teilschritten aus dem Bereich der abstrakten Vision auf eine Realitätsebene zu führen. Die Innovationsprojekte des Spitzenclusters it´s OWL werden dazu einen wichtigen Beitrag leisten.