• Virtuelle Fabrik

    Die virtuelle Fabrik

  • Intelligente Komponenten

    Intelligente Komponenten

  • Mensch-Maschine-Interaktion

    Mensch-Maschine-Interaktion

  • Datenerfassung und -auswertung

    Datenerfassung und -auswertung

  • Ausbildung und Qualifizierung

    Ausbildung und Qualifizierung

  • Vernetzung mit externen Systemen

    Vernetzung mit externen Systemen

Industrie 4.0

Auf dem Weg zur Produktion der Zukunft 

Festo betrachtet den Wandel in der Produktion ganzheitlich aus unterschiedlichen Perspektiven und bezieht neben der Technologie auch weitere Schwerpunkte wie die Interaktion zwischen Mensch und Technik und das Thema Ausbildung und Qualifizierung ein.

Reale und virtuelle Welt wachsen immer weiter zusammen, moderne Informations- und Kommunikationstechnologien verschmelzen mit industriellen Prozessen und verändern damit zunehmend die Produktionslandschaft. Industrie 4.0 fasst vielfältige Aktivitäten unter einem Begriff zusammen und beschreibt so den Wandel, der in vielen Bereichen neue Anforderungen an Produktionssysteme, Maschinen und Mensch stellt.

Die virtuelle Fabrik

In der Produktion der Zukunft werden von Produktionsanlagen und ganzen Fabriken digitale Abbilder existieren. Aus den CAD-Daten von Fertigungsstraßen und Maschinen, den Produktionsdaten und Energieströmen entsteht am Rechner so ein Gesamtbild, das zur Planung neuer Prozesse und Arbeitsabläufe, aber auch zur virtuellen Inbetriebnahme von Anlagen genutzt werden kann.

Die Inbetriebnahme von Produktionsstraßen – ein bislang aufwändiger Prozess, der hohe Kosten verursacht – lässt sich durch die virtuelle Inbetriebnahme deutlich vereinfachen. So können unbeabsichtigte Kollisionen im Voraus vermieden, Taktzeiten, Umrüstungen und Prozesse optimiert und Steuerungsabläufe teilweise aus den vorliegenden Daten automatisch programmiert werden.

Auch Testszenarien lassen sich generieren, um zum Beispiel Fehler im Bewegungsablauf oder der Programmierung und deren Auswirkungen zu simulieren. Dadurch reduziert sich der Aufwand für die Inbetriebnahme und der Sicherheitsstandard im Betrieb erhöht sich. 

Intelligente Komponenten

Produktionssysteme bauen künftig auf autonom funktionierenden, mechatronischen Baugruppen auf. Sie werden auch als intelligente Komponenten bezeichnet. Die Datenverarbeitung findet zunehmend dezentral statt und immer mehr Funktionen werden direkt auf den Baugruppen integriert. Sie vernetzen, organisieren und konfigurieren sich selbst, um so Aufträge der übergeordneten Steuerungsebene zu übernehmen.

Industrie 4.0-fähige Komponenten zeichnen sich durch die „4-i-Eigenschaften“ aus:

  • Intuitiv zu bedienen
  • Intelligent dank Funktionsintegration – zum Beispiel mit einer speicherprogrammierbaren Steuerung oder der Fähigkeit zur Kommunikation. Einzelne Bauteile können dadurch bei der Montage selbst Auskunft über Auftragszugehörigkeit oder Anweisungen zur Verarbeitung geben.
  • Internetfähig und dezentral vernetzt, z. B. dank WLAN-Funktion oder Industrial Ethernet
  • Integrierend: Module melden sich am Leitrechner an, übermitteln ihre Fähigkeiten und werden dann in den Produktionsprozess eingeplant.

Vorkonfigurierte Controller und anpassungsfähigen Schnittstellen reduzieren den Aufwand für Montage, Konfiguration und Systemintegration auf ein Minimum. Dadurch sind intelligente  Komponenten fähig für „Plug and Produce“. Das Prinzip gleicht dem einer USB-Schnittstelle am Computer, über die sich angeschlossene Geräte direkt beim Rechner anmelden und mit diesem kommunizieren. Genauso sollen sich in der Fabrik der Zukunft auch einzelne Komponenten, Subsysteme oder Maschinenmodule eigenständig in der Produktionsanlage anmelden.

Als Innovationsführer setzt Festo seit vielen Jahren Impulse für die Fabrik- und Prozessautomation und bietet ein breites Produktportfolio für die Antriebs- und Steuerungstechnik. Daher nutzt Festo intelligente Komponenten, um das Engineering bei der Konfiguration, der Inbetriebnahme und im laufenden Betrieb von Anlagen zu erleichtern und zu beschleunigen.

Mehr zu den Industrie-4.0-fähigen Produkten von Festo

Zum ersten App-gesteuerten Ventil: Festo Motion Terminal

Zum Forschungsgebiet „Intelligente Komponenten“

Mensch-Maschine-Interaktion

Mit einem Roboter Hand in Hand arbeiten, komplexe Anlagen mit Smartphone oder Tablet-PC steuern: In der Produktion von morgen ist die direkte Interaktion zwischen Mensch und Maschine alltäglich. Neben der einfachen und intuitiven Bedienung ist vor allem die Sicherheit ein zentraler Aspekt – der Mensch darf keinesfalls von der Maschine verletzt werden.

Maschinen und Roboter mit umfassenden Sicherungssystemen und entsprechender Sensorik machen dies künftig möglich – Mensch und Maschine können sich im gleichen Arbeitsraum bewegen und ohne Schutzkäfig zusammenarbeiten.

Ein Beispiel dafür ist der in Scharnhausen eingesetzte Montageroboter, der von Festo in enger Abstimmung mit der Berufsgenossenschaft entwickelt wurde. Er ist einer der wenigen Roboter in Deutschland, der ohne Sicherheitseinhausung neben Menschen arbeiten darf, und entlastet seine menschlichen Kollegen in der Ventilmontage bei monotonen, ergonomisch einseitigen Aufgaben. Sensoren überwachen seine Bewegungen: Sobald ihm ein Mitarbeiter zu nahe kommt, hält er komplett an.

Datenerfassung und -auswertung

In der Fertigung der Zukunft wird Informationstechnologie eine große Rolle spielen – sowohl beim Betrieb und der Steuerung von Produktionsanlagen, als auch beim Zusammenführen und Auswerten von Maschinendaten oder Informationen zum Energieverbrauch. Datenerhebung und -verarbeitung sind immer häufiger in Echtzeit möglich. Es entstehen neue Analysemöglichkeiten, zum Beispiel für eine vorausschauende Wartung oder die ganzheitliche Betrachtung von Energieströmen und -verbrauch.

In der Technologiefabrik Scharnhausen wird bis Mitte 2017 ein Energietransparenzsystem umgesetzt, das Daten – wo sinnvoll – bis auf Maschinenebene dezentral erfasst und ihr Zusammenspiel systemisch betrachtet. Software-Anwendungen und Apps ermöglichen die Visualisierung der Verbrauchsdaten auf mobilen Geräten und damit den Zugriff direkt auf dem Shopfloor.

Zum Energiemanagement in der Technologiefabrik

Mehr über das Energietransparenzsystem

Ausbildung und Qualifizierung

Festo hat nicht nur die Produktion selbst im Blick – im Fokus steht auch die Qualifizierung für das Arbeiten in zukünftigen Produktionswelten. Deshalb entwirft und implementiert Festo Bildungslösungen in Unternehmen, Berufs- und Hochschulen, die Menschen systematisch auf das Arbeiten in dynamischen und komplexen Umgebungen vorbereiten.

Qualifikation für Industrie 4.0

Broschüre „Industrie 4.0: Qualifizierung für die Fabrik der Zukunft“

Vernetzung mit externen Systemen

Die Vernetzung beschränkt sich nicht auf die eigene Fabrik – zunehmend ist auch der Datenaustausch und -abgleich mit externen Systemen gefordert. Produktionsstandorte, Lieferanten und Kunden arbeiten künftig immer enger und in Echtzeit zusammen. Dafür sind standardisierte Schnittstellen und Datenformate ebenso dringend erforderlich wie leistungsfähige Netzwerke und Verbindungen.

Ein großes Arbeitsfeld ist hierbei die IT-Sicherheit. Es müssen Lösungen entwickelt werden, mit der sich eine hohe IT-Sicherheit gewährleisten lässt – sowohl bezogen auf die Zuverlässigkeit der Systeme als auch auf ihre Absicherung gegen Eingriffe von außen. Auch die Anforderungen für den Datenschutz, für den Schutz geistigen Eigentums und weitere rechtliche Rahmenbedingung müssen angepasst und weiterentwickelt werden.

Netzwerke und Kooperationen

Gemeinsam mit Partnern aus Wirtschaft und Wissenschaft forscht und entwickelt Festo in verschiedenen Projekten neue Lösungen und Technologien für die Produktion der Zukunft.

Plattform Industrie 4.0

Plattform Industrie 4.0

Labs Network Industrie 4.0

Labs Network Industrie 4.0

Automation ML e. V.

Automation ML e. V.

OPC-UA

OPC-UA

Erfahren Sie mehr über die Netzwerke und Kooperationen zu Industrie 4.0