Digital Transformation in M... / 3.1 Cyber-physische Systeme

Schnittstelle zwischen digitaler und physischer Welt

Cyber-physische Systeme (CPS) sind, vereinfacht ausgedrückt, Systeme, die eine Schnittstelle zwischen der digitalen (cyber) und realen (physisch) Welt besitzen. Ein einfaches Beispiel sind Sensoren mit eigener IP-Adresse. Es handelt sich aber oft um verteilte, miteinander vernetzte ("intelligente") Systemelemente mit eingebetteter Software, die mithilfe von Sensoren und Aktoren Daten erfassen, auswerten und speichern. Die CPS sind in drahtgebundene oder drahtlose Kommunikationsnetze eingebunden, wodurch die Kommunikation zwischen technischen Einrichtungen (bspw. Produktionsanlagen) und/oder deren Steuerungseinrichtungen erfolgt. Damit stellen CPS eine wesentliche Grundlage der Vernetzung bei I4.0 dar.

Oftmals stellen CPS in einer vernetzten Produktionssystemumgebung mithilfe von Mensch-Maschinen-Schnittstellen die Kommunikation zwischen den Bedienern und den Produktionsanlagen sicher. So kann Condition Monitoring durch die Analyse von Maschinendaten als Anwendungsbeispiel für die Nutzung von CPS dienen. Unter Condition Monitoring werden Methoden zur Überwachung von Maschinen, basierend auf aktuellen Zustands- und Metainformationen sowie der Ferndiagnose und -wartung, bspw. zur Bestimmung der optimalen Wartungsintervalle, verstanden.

Die intelligente Steuerung der Produktionsabläufe durch vernetzte Anlagen und Automatisierungslösungen, basierend auf intelligenten Sensoren und deren Datenübermittlung, ist die Kerninnovation der I4.0. Die flexible Just-in-Time-Produktion bei optimaler Auslastung ist das Ziel der so genannten "resilienten Fabrik". Diese Initiative von Festo AG & Co. KG zielt darauf ab, die Fabrik widerstandsfähig gegen saisonale und dem breiten Produktspektrum geschuldeter Auslastungsschwankungen zu machen. An der Technologieinitiative SmartFactoryKL nehmen rund 35 Unternehmen und Forschungsinstitute unterschiedlicher Industrien und Wertschöpfungsfunktionen teil. Hierbei sollen herstellerunabhängig unterschiedliche I4.0-Konzepte im Bereich der Fabriksysteme untersucht und weiterentwickelt werden.

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