Revolution der Dinge führt zur intelligenten Fabrik

Marktforscher wie Gartner und andere Beobachter des IoT erwarten von der Technologie nicht weniger als die vierte industrielle Revolution. In Deutschland trägt die Entwicklung denn auch das griffige Etikett „Industrie 4.0“.

Es bezeichnet ein Zukunftsprojekt der Bundesregierung, das über sogenannte cyber-physische Systeme und das IoT zur intelligenten Fabrik führen soll. Fähigkeiten wie Selbstdiagnose, Selbstkonfiguration und Selbstoptimierung werden von den Fertigungsanlagen gefordert, die dadurch intelligenter und flexibler werden und extrem individualisierte Produkte bei minimalen menschlichen Eingriffen ermöglichen sollen. Dabei soll Massenproduktion ebenso ermöglicht werden wie Kleinst­serien bis hinunter zum individuell gestalteten Einzelstück.

Die Richtung, in die das geht, kann man bereits heute bei 3D-Druckservices wie Sculpteo, Shapeways und – in den USA – auch Amazon bestaunen. Der Kunde lädt eigene Entwürfe in Form von Objektdateien hoch oder wählt aus einer Anzahl vorhandener Objekte, die sich dann skalieren und mit diversen Optionen individualisieren lassen. Das Objekt wird gedruckt, falls nötig nachbearbeitet und versandt. Im Gegensatz zum Heim-3D-Drucker stehen neben Plastik auch Materialien wie Keramik, Metall und Edelmetalle zur Verfügung.

Industrie 4.0 soll dieses Prinzip nun auf Fertigungsmethoden ausweiten, für die bisher keine vollständig automatisierten Abläufe existieren. Dabei steht im Exportland Deutschland natürlich nicht (nur) die Endproduktion im Fokus. Maschinenbauer wie Bosch, Festo und VW machen sich bereit, intelligente Anlagen für den Rest der Welt zu liefern. Zur Umsetzung des Zukunftsprojekts Industrie 4.0 haben die Wirtschaftsverbände Bitkom, VDMA und ZVEI die „Plattform Industrie 4.0“ ins Leben gerufen. Hier en­gagieren sich neben zahlreichen gro­-ßen Industrieunternehmen auch Forschungseinrichtungen wie diverse deutsche Universitäten, TUs und Fraunhofer-Institute im wissenschaftlichen Beirat.

Beim Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik in Dortmund etwa kümmert man sich um das Zusammenfinden der Dinge. Neben Themen wie Schwarmintelligenz und Auto-Identifikation soll eins der aktuellen Projekte intelligente Behälter schaffen, die ihre Umgebungsbedingungen überwachen, Logistikprozesse selbst steuern, eigene Entscheidungen treffen und sowohl miteinander als auch mit Menschen und anderen Maschinen kommunizieren.

Neben diesen Anforderungen löst der „InBin“ getaufte Container auch gleich noch eins der schwierigsten Probleme mobiler intelligenter Dinge: die Energieversorgung. Ein sinnvoller Einsatz mobiler vernetzter Geräte scheitert heute noch allzu oft an der mangelnden Kapazität von integrierten Akkus. Der InBin hingegen soll energieautark sein und so auch längere Strecken bewältigen, ohne dass er eine zusätzliche Stromquelle braucht.

Dafür ist er mit besonderen Solarzellen ausgestattet, die bereits bei relativ geringem Umgebungslicht von nur 400 Lux ausreichend Strom erzeugen. Alternativ kann der InBin so ausgestattet werden, dass er Energie aus externen Quellen wie Beschleunigung, Vibration oder starken Temperaturschwankungen gewinnt. Daneben hat er eine Backup-Batterie, die mit einer Selbstentladung von weniger als zwei Prozent dafür sorgt, dass sich der Behälter auch nach langen Phasen des Stillstands im Dunkeln noch melden kann, falls er ein Pro­blem erkennt.

Logistik, Transport und Produktion werden von den meisten Experten neben Energieversorgung und Gesundheitswesen als die Hauptsäulen des künftigen IoT erachtet. Hier spricht also alles dafür, dass der Industrie­standort Deutschland den Anschluss halten und womöglich sogar eine Führungsposition im indus­triellen Internet der Dinge einnehmen kann, das laut den Gartner-Analysten in den nächsten fünf Jahren weltweit ein Investitionsvolumen von mehr als 250 Milliarden Dollar erreichen soll.