IIoT: Wo stehen wir?     

Die Vereinigten Staaten und Deutschland: zwei hoch entwickelte Produktionsstandorte, die das Industrial Internet of Things (IIoT) großflächig eingeführt haben. Welchen Einfluss hatte das IIoT bereits und was sind die aktuellen Trends? Wir haben mit zwei Engineering-Experten auf beiden Seiten des Atlantiks gesprochen, um Antworten auf diese Fragen zu erhalten: Dr. Dagmar Dirzus, Mitglied des Technologie- und Wissenschaftsrats des Vereins Deutscher Ingenieure (VDI), und Dr. Dean L. Bartles, Präsident des North American Manufacturing Research Institute.

IIoT: Wo stehen wir? Was finden Sie spannend daran?

 

Dirzus: Modulare Designs. Lassen Sie mich das  erklären: Die verschiedenen Technologien haben auch unterschiedliche Innovationszyklen. Denken wir an mechanische Bauteile, wie etwa eine Pumpe in einer Anlage in der Prozessindustrie, die darauf ausgelegt ist, 30 Jahre oder länger zu laufen. In derselben Anlage  haben wir IIoT-Technologien, die sich sehr viel schneller verändern, vielleicht alle ein, zwei Jahre. Die Herausforderung besteht darin, diese verschiedenen Innovationszyklen miteinander zu verknüpfen. Ich denke, modulare Designs werden hierbei eine wichtige Rolle spielen.

 

Bartles: Ein klarer Vorteil des IIoT ist eine kürzere Produkteinführungszeit. Unternehmen profitieren schneller davon, wenn ihre neuen Produkte auf dem Markt eingeführt werden. Ein weiterer Bereich sind digitale Zwillinge. Ein digitaler Zwilling ist im Grunde ein digitales Abbild des fertigen Produkts, das jede Schraube und alle Abweichungen von den ursprünglichen Plänen sichtbar macht. Die Vorteile werden  besonders bei komplexen Produkten wie einem Flugzeug deutlich. Wenn es irgendwann ein Qualitätsproblem gibt, ist es einfacher, die Ursache zu finden.

Verschiedene Komitees arbeiten derzeit an Konnektivitätsnormen. Was haben Sie da aktuell auf dem Schirm?

 

Dirzus: In Deutschland geht die Arbeit mit dem Reference Architecture Model Industrie 4.0 (RAMI 4.0) voran. Das große Ziel ist eine internationale Norm. Um dies zu erreichen, bedarf es mehr als einer rein deutschen Lösung. Deshalb wenden sich die Organisatoren auch an Ingenieure in anderen Ländern, vor allem in den USA, dicht gefolgt von China.

 

Bartles: Eine Open-Source-Lösung namens MTConnect, die von der Association for Manufacturing Technology entwickelt wird. MTConnect wird auf dem Markt immer mehr nachgefragt und macht große Fortschritte. Es gibt so viele Initiativen, die parallel laufen. Es ist nur eine Frage der Zeit, bis wir wissen, was sich letztendlich durchsetzt.

 

Cyber-Security ist überall ein Thema. Ist die Angst begründet?

 

Dirzus: Ja und nein. Deutsche Hersteller sind sehr  sensibel, was das Thema Cyber-Security angeht. Es gab  gewisse Fortschritte, aber man muss bedenken, dass es für nichts eine 100%ige Garantie gibt. Ich würde sogar so weit gehen zu sagen, dass die Angst im Bereich Cyber-Security dazu führen könnte, dass Deutschland bei einigen IIoT-Technologien den Anschluss verliert.

Bartles: Natürlich. Hacker können großen Schaden anrichten, der nicht immer sofort offensichtlich ist. Ein Beispiel: Ein Professor der Virginia Tech hat  Programmieraufgaben zu einem 3D-Druckprojekt von seinen Studenten eingesammelt. Bei deren Überprüfung hat er absichtlich einen Fehler in die Druck-daten eingebaut. Der einzige Student, der diesen bemerkt hat, war derjenige, der direkt am 3D-Drucker stand und zugesehen hat, wie das Werkstück gedruckt wurde. Stellen Sie sich vor, das wäre ein heikles Maschinenteil gewesen und die falsche Stelle wäre nicht bemerkt worden, bevor es zu spät ist?

Die Herausforderung ist, die verschiedenen Innovationszyklen mitteinander zu verknüpfen. Ich denke modulare Designs werden hierbei eine wichtige Rolle spielen.
Dagmar Dirzus

Was muss Ihrer Meinung nach jetzt für eine bessere Cyber-Sicherheit getan werden?

 

Dirzus: Der Fokus muss auf einer sicheren cloudbasierten IT-Infrastruktur liegen. Das Fraunhofer Institut für Produktionstechnik und Automatisierung hat ein virtuelles Fort Knox entwickelt, eine sichere, cloud-basierte IT-Infrastruktur. Im ganzen Land wurden verschiedene Zentren gegründet, in denen produzierende Unternehmen verschiedene Möglichkeiten für Cyber-Security-Lösungen testen können.
 

Bartles: Die National Defense Industrial Association (NDIA) arbeitet mit Hochdruck am Thema Cyber-Security. Ich denke, wenn die hochsicheren Verschlüsselungstechnologien aus dem Verteidigungssektor verfügbar wären, könnte auch die produzierende Industrie schnellere Fortschritte im Bereich Cyber- Security machen und ihre innovative Produktionstechnik besser schützen.

Mit dem IIoT verändern sich die notwendigen Fertigkeiten und Kompetenzen im Engineering. Wie können sich junge Ingenieure auf die Zukunft vorbereiten?

 

Dirzus: Teams arbeiten heute stärker als jemals zuvor interdisziplinär. Das erfordert gute Kommunikationsfähigkeit und die Fähigkeit, über den Tellerrand hinausschauen zu können. Natürlich ist Kompetenz im Bereich Software absolut notwendig. Ich möchte nicht so weit gehen, dass Ingenieure neben Ingenieurwesen zusätzlich noch Informatik studieren sollten, aber sie müssen auf jeden Fall Grundkenntnisse im Programmieren haben.
 

Bartles: Ingenieure müssen lernen, Codes zu schreiben, und diese auch verstehen. Denn jedes neue Produkt, das entwickelt wird, enthält bis zu einem gewissen Grad IIoT. Ein weiteres damit einhergehendes  Problem ist, dass die Menschen Angst haben, Jobs an Roboter und IIoT-Lösungen zu verlieren. Ich sehe das nicht so! Natürlich werden einige weniger qualifizierte Arbeitsplätze verloren gehen. Aber meiner Überzeugung nach wird es für jeden verloren gegangenen, weniger qualifizierteren Arbeitsplatz einen Netto-Anstieg bei den höher qualifizierten Jobs geben.

 

 

Ähnlich wie China vor etwa 30 Jahren sind weltweit gerade viele Schwellenländer dabei, eine eigene industrielle Basis aufzubauen. Welche Rolle wird das IIoT Ihrer Meinung nach für diese Länder spielen?

 

Dirzus: Ich denke, wir werden eine sehr steile Lernkurve sehen. In mancher Hinsicht wird es für diese Länder einfacher sein, weil sie von vornherein auf das IIoT eingestellt sind. Sie müssen nicht versuchen, die bestehende industrielle Infrastruktur anzupassen.

 

Bartles: Wenn diese neuen Industriestandorte mit den Herstellern in den Vereinigten Staaten, Europa und vielen Teilen Asiens Schritt halten wollen, müssen sie von Anfang an das IIoT einführen.

Smarte Werkstoffe. Es ist erstaunlich, was manche dieser Materialien können. Ich denke, sie werden in Zukunft einen großen Einfluss haben.
Dean L. Bartles

Blicken wir in die Zukunft: Worauf sollten Produktionsexperten ein Auge haben?

 

Dirzus: Smartere Dienstleistungen. Produzierende Unternehmen werden in Zukunft immer weniger besitzen und stattdessen eine monatliche Gebühr für die Anlagen zahlen, die sie benötigen. Nehmen wir die Luftfahrtindustrie als Beispiel: Fluglinien zahlen dafür, dass ihnen Turbinen zur Verwendung überlassen werden. Aber sie besitzen diese Turbinen nicht mehr selbst.

 

Bartles: Smarte Werkstoffe. Es ist erstaunlich, was einige dieser Materialien können. Manche können ihre Eigenschaften entsprechend äußerer Einflüsse, wie Temperatur, Feuchtigkeit oder Magnetfelder, ändern. Ich denke, dies wird in Zukunft einen großen Einfluss haben.

2017-04-09

Picture credits: getty images/BeeBright (1) / VDI/Dr. Dagmar Dirzus (2) / Dean L. Bartles (3)

Dr. Dagmar Dirzus  ist Mitglied des Ausschusses für Technologie und Wissenschaft beim Verein Deutscher Ingenieure (VDI), verantwortlich unter anderem für die Freiwilligenarbeit der VDI-Abteilung Mess- und Automatisierungstechnik. Sie hat einen Doktortitel in Ingenieurwesen der RWTH Aachen und hat in verschiedenen Ingenieurverbänden gearbeitet. Ihre Fachgebiete umfassen smarte Automatisierung, Robotik, Industrie 4.0 und die Entwicklung neuer Geschäftsmodelle für die digitale Transformation.

 

Dr. Dean L. Bartles ist eine führende Persönlichkeit der US-Fertigungsindustrie. Er war bereits Mitglied in zahlreichen Beratungsgremien – z. B. 2016 als Präsident der Society of Manufacturing Engineers und dieses Jahr als Präsident des North Ame­rican Manufacturing Research Institute. Er hat über 40 Jahre Managementerfahrung in verschiedenen Unternehmen, einen Doktortitel in Technologiemanagement der Indiana State University und einen Doktortitel in Wirtschaft von der Nova Southeastern University.

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