Industrie 4.0 – Glossar

Industrie 4.0 – Glossar

Die Welt um Industrie 4.0 besteht auch aus vielen Fachbegriffen. Hier erklären wir die wichtigsten.

Industrie 4.0-Begriffe einfach erklärt

Rund um die Themen Industrie 4.0 und dem Internet of Things tauchen Fachbegriffe auf, deren Definition für das Verständnis der komplexen Sachverhalte wichtig ist. Im Folgenden sind die häufig verwendeten kurz und einfach erklärt.

Modell, um virtuelle und reale Daten computergestützt miteinander zu verbinden. Der Nutzer erhält zusätzliche Informationen, zum Beispiel Planungsdaten, die er mit dem realen Produkt abgleicht.

Kombination von Elementen eines Modells aufbauend auf Prinzipien und Regeln zum Zweck seiner Konstruktion, Weiterentwicklung und Nutzung.

Eine Industrie 4.0-Komponente ist ein weltweit eindeutig identifizierbarer, kommunikationsfähiger Teilnehmer bestehend aus Verwaltungsschale und dem physikalischen Gegenstand (Asset).

Automation Markup Language ist ein XML-basiertes Datenaustauschformat. AutomationML™ steht als offener und kostenloser Standard zur Verfügung. Es bietet viele Möglichkeiten, um Durchgängigkeit bei Programmierung, Bedienung und Datenaustausch der digitalen Werkzeuge zu erreichen.

Große Mengen an Daten, z. B. Kundendaten, Maschinendaten, Energiedaten etc. Deren intelligente Auswertung verspricht nutzerorientierte Dienste, beispielsweise die Erstellung individueller Kundenprofile oder eine permanente Optimierung von Produktion und vorausschauender Wartung. Auf dieser Basis können neue Geschäftsmodelle entstehen.

System aus intelligenten informationstechnischen (virtuellen), mechanischen und elektronischen (physischen) Komponenten, die über eine Dateninfrastruktur (z. B. das Internet) kommunizieren. Reale und virtuelle Welt verbinden sich hier.

Cyber-physisches System , das in der Produktion eingesetzt wird.

Abgegrenzter Funktionsumfang, der von einer Entität oder Organisation über Schnittstellen angeboten wird.

Durch den Einsatz digitaler Technologien und Techniken ergeben sich große Veränderungen unseres täglichen Lebens, der Wirtschaft und der gesamten Gesellschaft. Der Begriff taucht häufig auf, wenn Firmen digitale Technologien einsetzen und sich die organisatorischen und ökonomischen Gegebenheiten ändern bzw. neuartige Produkte und Dienstleistungen entstehen. Dabei wird unterschieden zwischen Leistungserstellung, Leistungsangebot und Kundeninteraktion.

Analoge Werte werden in digitale Formate gewandelt, digital kommuniziert und verarbeitet.

Treten die Veränderungen der digitalen Transformation plötzlich ein, wird häufig der Begriff Disruption verwendet. Während eine Innovation den Markt weiterentwickelt, bezeichnet die disruptive Innovation eine komplette Neustrukturierung bis hin zur Beendigung bestehender Geschäftsmodelle.

Branchenübergreifender Produktdatenstandard für die Klassifizierung und eindeutige Beschreibung von Produkten und Dienstleistungen. Ab dem Release 10.0 eignet sich eCl@ss über die Anwendungen in Beschaffung, Controlling und Vertrieb hinaus auch für den Einsatz für das unternehmensübergreifende Prozessdatenmanagement und Engineering.

Eindeutig identifizierbarer Gegenstand, der aufgrund seiner Bedeutung in der Informationswelt verwaltet wird.

Anwendung oder eine Vielzahl miteinander kommunizierender Anwendungssoftware- bzw. IT-Systeme, die zur Unterstützung der Ressourcenplanung des gesamten Unternehmens eingesetzt werden.

Netzwerk aus Dingen (Objekte, Maschinen und Anlagen) und gegebenenfalls Menschen. In diesem Netzwerk kennt jede Komponente ihren Platz, ihre Funktion, ihre Bedürfnisse. In der Kommunikation mit den anderen Komponenten stellt sie ihre Funktion zur Verfügung und fordert umgekehrt ihre Bedürfnisse ein. Ziel ist eine selbstständige Lösung von Aufgaben.

Internet der Dinge bezogen auf industrielle Anwendungen.

Ideen, Algorithmen, Modelle sowie die Gesamtheit der Abbildungen der realen Gegenstände und Menschen in virtueller Umgebung.

Für die Betrachtung des Lebenszyklus einer Industrie 4.0-Komponente wird zwischen Typ und Instanz unterschieden.

Auf Basis des Typs werden Serien-Produkte hergestellt. Jedes gefertigte Produkt stellt dann eine Instanz dieses Typs dar und erhält eine eindeutige Zuordnung, z. B. Seriennummer. Für den Kunden sind die Produkte zunächst wieder nur Typen. Zur Instanz werden sie, wenn sie in eine konkrete Anlage eingebaut werden.

Bezeichnung für das Zukunftsprojekt der Bundesregierung. Industrie 4.0 zeigt Lösungen auf, wie komplexe Fertigungsprozesse mit neuen Technologien optimiert werden können. Industrielle Fertigung und IT wachsen immer stärker zusammen.  Das übergeordnete Ziel ist es, die internationale Spitzenposition Deutschlands in der produzierenden Industrie zu sichern und auszubauen.

Die Industrie 4.0-Komponente ist ein Modell, das Eigenschaften von cyber-physischen Systemen genauer beschreibt. Hard- und Softwarekomponenten in der Produktion werden Industrie 4.0-fähig, indem sie diese Eigenschaften erfüllen. Dabei kann es sich um Produktionssysteme, Maschinen oder Schaltschrankkomponenten handeln.

Industrie 4.0-Komponenten sammeln über ihren gesamten Lebenszyklus von Entwicklung bis zur Entsorgung alle relevanten Daten in einem elektronischen, abgesicherten Container, der Verwaltungsschale. Diese Daten stehen allen am Wertschöpfungsprozess beteiligten Unternehmen zur Verfügung.

Zusammen mit dem RAMI 4.0 dient die Industrie 4.0-Komponente als Basis zur Entwicklung zukünftiger Produkte und Geschäftsmodelle im Rahmen von Industrie 4.0.

System aus Industrie 4.0-Komponenten und Modulen geringerer Kommunikations- und Identifikationsfähigkeit, das einem bestimmten Zweck dient, definierte Eigenschaften aufweist und standardisierte Dienste und Zustände unterstützt.

Lernende Systeme, die nicht nur vorgegebene Algorithmen ausführen. So besteht die Methode des Deep Learning von Computersystemen darin, ihnen beizubringen, in Informationen Muster zu erkennen. Der Rechner klassifiziert diese und entscheidet selbständig, welche Bedeutung diese Daten im jeweiligen Kontext haben.

Durch künstliche Intelligenz können die großen Datenmengen, z. B. aus dem Internet der Dinge, sinnvoll ausgewertet werden.

Schlüssige, ausreichend detaillierte Abstraktion von Aspekten in einem Anwendungsbereich.

Die 2008 veröffentlichte OPC Unified Architecture (UA) ist eine plattformunabhängige serviceorientierte Architektur, die alle Funktionalitäten der einzelnen OPC Classic-Spezifikationen in ein erweiterbares Framework integriert. OPC UA ist ein industrielles Kommunikationsprotokoll für die Datenübertragung zwischen Maschinen. Es bietet die Möglichkeit, Maschinendaten wie Regelgrößen oder Messwerte zu transportieren und maschinenlesbar zu beschreiben.

Mit dem Projekt openAAS soll eine Brücke zwischen der konzeptionellen Arbeit des ZVEI an Architekturmodellen (RAMI 4.0, Industrie 4.0-Komponente) und der praktischen Implementierung von Industrie 4.0 in den Entwicklungsabteilungen der Unternehmen geschlagen werden.

Das RAMI 4.0 führt alle wesentlichen Elemente von Industrie 4.0 in einem dreidimensionalen Schichtenmodell zusammen, in das Produkte oder Systeme eingeordnet werden können. Es ermöglicht die schrittweise Umstellung aus der heutigen in die Industrie 4.0-Welt.

Anhand der drei Achsen „Hierarchy Levels“, „Lifecycle & Value Stream“ und „Layers“ entsteht eine 3D-Landkarte für Industrie 4.0-Lösungen.

Zusammen mit der Industrie 4.0-Komponente dient RAMI 4.0 als Basis zur Entwicklung zukünftiger Produkte und Geschäftsmodelle im Rahmen von Industrie 4.0.

Modell für eine Architekturbeschreibung, die allgemein genutzt wird und als zweckmäßig anerkannt ist. Dabei werden die Elemente eines Modells aufbauend auf Prinzipien und Regeln kombiniert.

Modell, das allgemein genutzt wird und als zweckmäßig anerkannt ist (mit Empfehlungscharakter), um spezifische Modelle abzuleiten.

Diese beschreibt eine effiziente und anpassungsfähige Produktion, die zu jedem Zeitpunkt die optimale Wertschöpfung erzielt. Die sich selbst organisierenden Wertschöpfungsnetzwerke lassen sich nach unterschiedlichen Kriterien optimieren, zum Beispiel hinsichtlich Kosten, Verfügbarkeit oder Ressourcenverbrauch.

Für die Betrachtung des Lebenszyklus einer Industrie 4.0-Komponente wird zwischen Typ und Instanz unterschieden.

Mit der ersten Idee eines Produkts, Maschine oder Anlage entsteht der Typ. Dieser wird nach Abschluss aller Entwicklungsschritte für die Serienproduktion frei gegeben.

Virtuelle digitale und aktive Repräsentanz einer Industrie 4.0-Komponente im Industrie 4.0-System. Alle relevanten Daten einer Hard- oder Softwarekomponente ergeben ihr virtuelles Abbild, das in der Verwaltungsschale gespeichert ist.

Der beständige Wandel der Produktionswelt zeigt sich in den ersten drei industriellen Revolutionen: der Dampfmaschine, der arbeitsteiligen Massenproduktion und der Automatisierung durch Steuerungstechnik. Wir erleben derzeit die vierte industrielle Revolution. Dabei verbinden sich IT- und Produktionswelt zu Wertschöpfungsnetzwerken.

Der Anwender taucht vollständig in eine virtuelle 360°-Welt ein, üblicherweise mittels einer VR-Brille. Im Vergleich zur AR, Augmented Reality, nimmt der Nutzer die echte Umgebung nicht mehr wahr.

Quellenangaben

  • "Plattform Industrie 4.0",
    http://www.plattform-i40.de/I40/Navigation/DE/Service/Glossar/glossar.html, 17.Juli 2017
  • "<AutomationML/>", https://www.automationml.org/o.red.c/organisation.html, 17. Juli 2017
  • "Begriffe", http://i40.iosb.fraunhofer.de/FA7.21%20Begriffe, 17. Juli 2017"
  • "ecl@ss", https://www.eclass.eu/eclasscontent/standard/overview.html.de, 17. Juli 2017
  • "Das Referenzarchitekturmodell RAMI 4.0 und die Industrie 4.0-Komponente",
    https://www.zvei.org/themen/industrie-40/das-referenzarchitekturmodell-rami-40-und-die-industrie-40-komponente/, 17. Juli 2017
  • "Unified Architecture", https://opcfoundation.org/about/opc-technologies/opc-ua/, 17. Juli 2017
  • "openAAS",
    http://www.openautomation.de/detailseite/openaas-erster-meilenstein-gesetzt.html, 26.9.2016
  • "Lexikon", https://www.gruenderszene.de/lexikon/begriffe, 17. Juli 2017

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