Ein Ziel von Industrie 4.0 ist, mit Hilfe von Internet-Technologien verschiedener Systeme, Techniken oder Organisationen in ihren Funktionen zusammenzuführen. Dabei werden auch die Zuverlässigkeit und Sicherheit ihrer Anwendung sowie die Nachhaltigkeit nicht außer Acht gelassen. Es geht dabei um Standards und Integration, ein Konzept, mit dem Produkte sowie Maschinen und ihre Komponenten mit Hilfe digitaler Werkzeuge modelliert werden. Dabei entstehen sogenannte Digitale Zwillinge als Abbilder physischer Objekte in der digitalen Welt. Digitale Zwillinge werden in den kommenden Jahren in Forschung und Entwicklung weiter ausgestaltet; schon heute ist klar, dass es sich dabei nicht um ein festes, unteilbares Datenmodell handelt, sondern um unterschiedliche Aspekte digitaler Repräsentationen, Funktionalitäten, Modelle und Schnittstellen. Künftig soll jede industrielle Komponente eine digitale Verwaltung erhalten, die sogenannte Verwaltungsschale, die wie ein Druckertreiber die Schnittstelle zwischen der Komponente und dem Industrie 4.0 Netzwerk bildet und zugleich alle relevanten Informationen zu einem bestimmten Objekt verwaltet. Mit ihrer Hilfe können diese Informationen via Software leicht gesucht, gefunden oder abgelegt werden.

Doch was ist Industrie 4.0 eigentlich genau? Was bedeutet es für unsere Zukunft? Und was ist eine Verwaltungsschale und wie kann man sie praktisch umsetzen? Die Antworten auf diese Fragen gaben die Referenten in ihren Beiträgen am 01. Dezember 2022, innerhalb der Vortragsreihe „Industrie trifft Hochschule“, einem interessierten Publikum.

Professor Dr.-Ing. Rainer Drath (HS Pforzheim) gab eine Einführung in Industrie 4.0 und die Verwaltungsschale und erklärte anschaulich, warum Industrie 4.0 bis heute oft missverstanden wird was Industrie 4.0 im Kern ist und was sie für unsere Zukunft bedeutet. „Es handelt sich um ein digitales Kommunikationssystem, in dem die Geräte oder Assets sich kennen, ihr Wissen teilen und aktiv miteinander verhandeln“, so Professor Drath. „Die Verwaltungsschale macht vorhandene Komponenten nachträglich smart, als würde man ein wenig digitales Großhirn über sie stülpen.“

„Die Verwaltungsschale ist kein Strohfeuer!“, ließ Prof. Dr. Michael Hoffmeister (HS Karlsruhe), Architekt der Verwaltungsschale, gleich zu Beginn seines Überblicks über die industriegetriebene Entwicklung der I4.0 Verwaltungsschale hören. Er ordnete die Bedeutung der Digitalen Zwillinge als übergreifendes Element in die Lebenszyklussicht von Produkt und Produktion ein und zeigte auf, welche inhaltlichen Standardisierungen jeweils getätigt werden. Die wesentlichen Konzepte wurden anschaulich dargestellt. Ein Blick in die Arbeit der Nutzerorganisation IDTA und die Standardisierung von IEC zeigte Wege zum Mitmachen auf. „Bei den Herstellern ist ein Prozess nötig, denn das Ziel ist es nicht mehr für jedes Produkt die Maschinen extra zu konfigurieren, sondern wie aus einem Baukasten nur noch die passenden Module zusammenzustellen. Auf diese Weise können auch z. B. kostengünstig kleine Stückzahlen produziert werden“, erklärte Dr. Hoffmeister.

Dr. Thomas Kuhn (Fraunhofer IESE Kaiserslautern), Projektleiter des BaSyx Projektes, beleuchtete die Umsetzung von Industrie 4.0 – Anwendungen mit Verwaltungsschalen mithilfe der offenen Eclipse BaSyx Middleware. Nach einem Überblick über diese Softwareplattform lag der Fokus auf den bereits mit BaSyx umgesetzten Anwendungsfällen. “Industrie 4.0 ist eine Software-Revolution und daraus ist unser Produkt Eclipse BaSyx entstanden“, stimmte Dr. Kuhn die Gäste ein. Die Software steigert die Variabilität in der Produktion. Sie macht Sonderanfertigungen zu akzeptablen Kosten möglich, wo von vor allem die kleineren und mittleren Unternehmen (KMU) profitieren können. „Wir brauchen für die Zukunft ein „Ökosystem“, um die Software am Markt verfügbar machen zu können“, so Kuhn.

Die anschließende Diskussion gab Raum für unternehmensspezifischen Fragen und Bedarfe.