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Ein Meilenstein auf dem Weg der Umsetzung?

20. Juli 2021, 09:10 Uhr   |  Meinrad Happacher

Ein Meilenstein auf dem  Weg der Umsetzung?
© XiStock/onurdongel/Fraunhofer IESE

Die Umsetzung der Vision einer Industrie 4.0 läuft noch schleppend an! Der 1.0 Release der Open-Source-Referenzimplementierung Eclipse BaSyx soll der Transformation ab sofort Flügel verleihen – ein Anwendungsbericht.

Zehn Jahre, nachdem deutsche IT-Fachleute erstmals den Begriff ‚Industrie 4.0‘ im Rahmen der Hannover Messe 2011 geprägt haben, wird die Bezeichnung inzwischen zwar weltweit mit der Bundesrepublik in Verbindung gebracht. Von der digitalen Zielgeraden ist Deutschland allerdings noch weit entfernt. Laut dem aktuellen ‚Digitalisierungsindex Mittelstand 2020/21‘ kommen die hiesigen Industrieunternehmen derzeit nur auf 62 von 100 möglichen Punkten hinsichtlich ihres Digitalisierungsgrades
Berücksichtigt man zudem die Tatsache, dass Industrie 4.0 weit über die bloße digitale Transformation von Produktionsprozessen hinausgeht, würde das Ergebnis sicherlich noch erschreckender ausfallen. Irrtümlicherweise wird die vierte industrielle Revolution nämlich häufig mit dem Sammeln von Daten gleichgesetzt. Dabei geht es beim Wandel vielmehr darum, eine durchgängige Vernetzung aller Maschinen zu erzielen. Nur, wenn alle Maschinen systemübergreifend miteinander kommunizieren können, ist eine entsprechend flexible – und somit wandelbare – Produktion überhaupt möglich. Zunächst stellt sich jedoch die Frage: Woran liegt es, dass wir in puncto industrieller Transformation derzeit maximal von 3.5 sprechen können? Vom angestrebten Status 4.0 sind wir noch weit entfernt. 

Das Damoklesschwert für KMU

Die Gründe dafür sind vielseitig: Über vielen insbesondere kleinen und mittleren Unternehmen schwebt die Digitalisierung wie ein Damoklesschwert – es ist klar, dass der digitale Wandel unausweichlich ist. Wie er jedoch praktisch und möglichst effizient angegangen werden kann, scheint vielen Industriellen noch immer ein großes Rätsel zu sein. 

Zudem erschweren die oftmals mangelnden finanziellen und personellen Ressourcen den Fortschritt zusätzlich. Und: Insbesondere die bislang fehlende Umsetzung der relevanten Konzepte und Standardisierung als Software-Lösungen hat bei den Firmeninhaberinnen und -inhabern zusätzlich die Sorge geschürt, mit dem Beginn der Transformation ein großes Risiko einzugehen. 

Die Angst war sicherlich in Teilen berechtigt; seit Mitte März 2021 ist jedoch ein Produkt auf dem Markt, das den digitalen Wandel beflügeln und deutlich sicherer machen könnte. Die Rede ist vom 1.0 Release der Eclipse BaSyx Middleware. Zugegeben – der Name klingt abstrakt und lässt sich keineswegs in nur einem Satz erklären. Eines sei an dieser Stelle jedoch schon vorweggenommen: Der Release markiert einen bedeutenden Meilenstein in der Umsetzbarkeit von Industrie 4.0 und könnte die digitale Transformation ab sofort in die Breite tragen. Die Sachlage nun aber Schritt für Schritt:

Was ist die Middleware BaSys 4?

Mitte 2016 war es so weit: Das Bundesministerium für Bildung und Forschung hat gemeinsam mit 14 weiteren Partnern aus Wirtschaft und Forschung das Projekt ‚Basissystem Industrie 4.0‘ (kurz: BaSys 4.0) ins Leben gerufen. Die Konsortialleitung hat seitdem das Fraunhofer-Institut für Experimentelles Software Engineering IESE in Kaiserslautern inne.
Ziel des Forschungsprogramms war es, ein Technologiesystem für Produktionsanlagen zu entwickeln, das die effiziente Wandelbarkeit eines Herstellungsprozesses als zentrale Herausforderung der vierteln industriellen Revolution realisiert. 

Der Plan wurde inzwischen in die Tat umgesetzt: Mit der ‚BaSys 4‘-Middleware hat das Konsortium eine Referenzarchitektur entwickelt, die die Umstellung der Unternehmen auf eine wandelbare Produktion breitenwirksam ermöglicht. Dafür ist es zunächst notwendig, die Datenmodelle und Protokolle so aufzubereiten, dass sie interoperabel sind – also miteinander ‚kommunizieren‘ können. Damit dies möglich wird, enthält die Middleware eine Sammlung wohldefinierter Building-Blocks, die zu einer zentralen oder dezentralen beziehungsweise verteilten Systemarchitektur verknüpft und miteinander integriert werden können. Kurzum: Der Aufbau der Middleware gleicht also einem Baukasten-Prinzip. Jedes Unternehmen kann dabei selbst auswählen, welche Komponenten es jeweils für seine Anwendungsfälle benötigt und diese dann individuell zum Einsatz bringen. 

Angenommen eine Firma steht bei der Transformation noch gänzlich am Anfang, so muss beispielsweise zuerst der Shopfloor mit dem Officefloor verknüpft werden. Mit Hilfe des im Rahmen des Forschungsprojekts entwickelten Virtual Automation Bus (VAB) wurde eben dafür ein Konzept entwickelt, das eine netzwerk- und protokoll-übergreifende Peer-to-Peer-Kommunikation zwischen den Produktionsmaschinen und der IT Wirklichkeit werden lässt. 
Liegen auf diese Weise sämtliche Daten einer Maschine digital vor, geht es anschließend darum, diese in eine gemeinsame Form ‚zu gießen‘. Denn: Eine einheitliche Sprache ist die Grundvoraussetzung, um die Produktionsanlagen vernetzen zu können.
 

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2. Wie gelingt die Losgröße-1-Fertigung?

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