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Herausforderung und Mission: Die Zukunft greifbar machen

Industrie 4.0 steht für einen beständigen Wandel. Technologien und Themenfelder entwickeln sich weiter, neue Trends entstehen. Wer eine neue Entwicklung verschläft, hinkt schnell hinterher. Deswegen müssen Veränderungen stets beobachtet und bewertet werden.

Die Arbeitsgruppe „Technologie- und Anwendungsszenarien“ blickt für die Plattform Industrie 4.0 in die Zukunft. Sie entwirft Szenarien und macht damit abstrakte Begriffe und große Ideen greifbar. Sie erkundet neue Themen im Dialog mit externen Communities und bewertet sie im Hinblick auf die Relevanz für die Arbeit der Plattform.

Ergebnis 1: Anwendungsszenarien erwecken I4.0-Vision zum Leben

Die Arbeitsgruppe hat zehn Anwendungsszenarien entwickelt. Die Anwendungsszenarien beschreiben die Vision der deutschen Industrie von ihrer digitalen Zukunft. Jedes Szenario zeigt einen Weg, wie digitale Vernetzung zukünftig in der Industrie nutzbringend eingesetzt werden kann. Gleichzeitig zeigt die Arbeitsgruppe mit den Szenarien auch auf, wo zentrale Herausforderungen für Standards, Forschung, Sicherheit, Recht und Arbeit liegen. Sie sind damit eine wichtige Inspirationsquelle für Unternehmen, die eigene Digitalisierungsprojekte umsetzen möchten. Zudem setzten die Szenarien einen gemeinsamen Rahmen für die Arbeitsgruppen der Plattform Industrie 4.0. Zwei Beispiele für Anwendungsszenarien sind:

• Value Based Services (VBS): Im Kern dieses Anwendungsszenarios stehen IT-Plattformen, die Daten aus der Produktion und der Nutzung von Produkten sammeln und analysieren. Mit Hilfe der Daten können neuartige Services angeboten werden – wie die optimierte Wartung einer Anlage auf der Basis von Sensordaten.
  
• Auftragsgesteuerte Produktion (AGP): Das Szenario beschreibt eine Fertigung, in der flexible Anlagen individualisierte Produkte herstellen können und über Fabrikgrenzen hinaus miteinander vernetzt sind. Der Konsument kann sich so beispielsweise Schuhe anfertigen lassen, die ergonomisch angepasst sind und die Lieblingsfarbe haben. Der Produzent kann in Zeiten geringer Aufträge seine Produktionskapazitäten an andere Produzenten vermieten.

Ergebnis 2: Von Mosaiksteinen zum Gesamtbild

In der Publikation „Anwendungsszenario trifft Praxis“ verbindet die Plattform Industrie 4.0 erstmals die von den Arbeitsgruppen behandelten Teilaspekte von Industrie 4.0 zu einem umfassenden Gesamtbild. Sie zeigt auf der Basis des Szenarios „Auftragsgesteuerte Produktion (AGP)“, wie die unterschiedlichen Bereiche Standards, Forschung, Recht, Sicherheit sowie Arbeit und Qualifikation zusammenspielen. Gleichzeitig veranschaulicht sie, welche Auswirkungen die Aspekte auf die Praxis für Unternehmen – insbesondere für KMU – haben. Die Hauptrolle dabei spielt ein Fahrradlenker, der individuell und automatisiert für ein E-Bike hergestellt wird.

Ergebnis 3: KI greifbar gemacht

KI ist ein sehr komplexes Thema, welches sich auf nahezu alle Bereiche der Industrie auswirken wird. Daher zeigt die Arbeitsgruppe mit ihrem Wegweiser „KI in der Industrie 4.0: Orientierung, Anwendungsbeispiele, Handlungsempfehlungen“ ganz konkret, in welchen Bereichen KI-Lösungen zur Anwendung kommen. Angefangen bei der Smarten Produktentwicklung und der Auslegung einer Anlage bis hin zur Selbstorganisierenden adaptiven Logistik und Pick-and-Place Robotik finden sich in diesem Papier diverse Beispiele und auch Empfehlungen für die gelungene Implementierung von KI in die Wertschöpfungskette.

Ziele: Themen vordenken und verknüpfen

Die Arbeitsgruppe ist für die Plattform auf der Suche: im Dialog mit externen Communities erkundet sie neue Themen und identifiziert relevante technologische sowie ökonomische Trends. Neue Technologie- und Anwendungsszenarien werden erstellt. Die Expertinnen und Experten geben mit diesen Ergebnissen und stetigen Austausch neue Impulse an die übrigen Arbeitsgruppen und sorgen für deren horizontale Vernetzung. Querschnittsthemen werden von der Arbeitsgruppe koordiniert.

Ein Querschnittsthema ist Künstliche Intelligenz. Die Arbeitsgruppe koordiniert die Projektgruppe KI. Diese stellt den Einfluss von KI auf die Anwendungsszenarien der Plattform Industrie 4.0 dar. Wichtige Publikationen beschreiben das Technologieszenario "Künstliche Intelligenz in der Industrie 4.0" sowie Künstliche Intelligenz in Sicherheitsaspekten der Industrie 4.0. Des Weiteren entwickelt die Arbeitsgruppe derzeit ein neues Anwendungsbeispiel, welches sich mit den Einflüssen von KI auf unterschiedliche Bestandteile von Wertschöpfungsketten befasst. Angefangen beim Besteller, über Verträge, Fertigung, Logistik und Auslieferung, bis hin zur Lieferung zum Kunden werden somit neue Einsichten gewährt.

Die Initiative Digitale Standards (IDiS) stellt eine Netzwerkgruppe für die digitale Transformation der Normung und Normen dar. Sie wurde von DKE und DIN gestartet. Die Initiative eröffnet der deutschen Industrie, KMUs und Normenanwendern die Möglichkeit, aktiv an den aktuellen internationalen Entwicklungen zur Digitalen Norm teilzunehmen. Das Ziel: Durchgängig automatisierbare Nutzung von Normungsinhalten (z.B. Anforderungen aus Standards) in die Entwicklung und den Betrieb von Produkten und Produktionssystemen (z.B. Requirement Management Systeme des Engineerings) zu überführen. Es sollen zudem Ergebnisse aus der Verwendung zurückgespielt werden. Die IDiS Arbeitsgruppe "Vision und Roadmap" hat zum Ziel die Herausforderungen und Möglichkeiten von Digitalen Standards herauszuarbeiten und mit einer breiten Öffentlichkeit zu teilen.

In Zusammenarbeit mit der AG „Technologie- und Anwendungsszenarien“ der Plattform Industrie 4.0 werden Anwendungsszenarien erstellt. Diese beschreiben den Nutzen von digital erstellten und verfügbaren Standards im industriellen Engineering und der Verwendung in Produktionssystemen und Wertschöpfungsketten mit Mechanismen von Industrie 4.0.

Arbeitsstrukturen: Ein Team mit Außenposten

Die Arbeitsgruppe setzt sich aus 30 Teilnehmenden zusammen, die sich in der Regel vier Mal im Jahr treffen. Zwischen den Treffen strukturieren Telefon- und Webkonferenzen den Austausch.