Kurzfassung
Wollen Unternehmen auch in Zukunft erfolgreich sein, müssen sie sich mit dem Thema Industrie 4.0 auseinandersetzen und eine Strategie für sich entwickeln. Die Gründe hierfür und die daraus resultierenden Potenziale wurden bereits im ersten Teil dieser Artikelreihe „Weckruf für Unternehmen“ [1], welche auf dem WGP-Standpunkt Industrie 4.0 basiert, detailliert und diskutiert. Es können vier unterschiedliche Handlungsfelder „Cyber-Physische Systeme“, „Cloud- und dienstebasierte Produktionsplattformen“, „Digitaler Schatten“ und „Analytik“ im Rahmen von Industrie 4.0 identifiziert werden. Eine erfolgreiche Strategie für die Digitalisierung der Produktion eines Unternehmens hängt entscheidend von der Beachtung und Umsetzung eben dieser Handlungsfelder ab. In diesem Beitrag wird das erste Handlungsfeld, Cyber-Physische Systeme (CPS), ausführlich analysiert. CPS sind als zentrales Element der vierten industriellen Revolution anzusehen. Sie sind gewissermaßen Befähiger für die durch Industrie 4.0 entstehenden Potenziale für Unternehmen, wie etwa Flexibilisierung der Produktion, Produktivitätssteigerung oder auch die Entwicklung neuer Geschäftsmodelle.
Abstract
The reasons and potentials that arise with Industrie 4.0 have already been analyzed and discussed in the first article “wake-up call for enterprises” of this series based on the „WGP-Standpunkt Industrie 4.0“. In the context of Industrie 4.0, four different fields of action are identified: “cyber physical systems, “cloud-and service-based production platforms”, “digital shadow” and “analytics”. A successful strategy for digitalization within production largely depends on the consideration and implementation of these four fields of action. In this article, cyber-physical systems (CPS) are analyzed in detail. CPS can be seen as the central elements of Industrie 4.0. They are key-enablers facilitating the potentials that arise with Industrie 4.0, e. g. increased flexibility and productivity or the development of new business models.
References
1. Bauernhansl, T.: Weckruf für Unternehmen – Warum wie ein einheitliches Veständnis für Industrie 4.0 brauchen. ZWF111 (2016) 7–8, S. 453–45710.3139/104.111553Search in Google Scholar
2. Monostori, L.; Kadar, B.; Bauernhansl, T.; Kondoh, S.; Kumara, S.; Reinhart, G.; Sauer, O.; Schuh, G.; Sihn, W.; Ueda, K.: Cyber-physical Systems in Manufacturing. In: CIRP Annals Manufacturing Technology2016, 10.1016/j.cirp.2016.06.005Search in Google Scholar
3. Lee, E.: Cyber Physical Systems: Design Challenges. In: Proceedings of the 11th IEEE International Symposium on Object and Component-Oriented Real-Time Distributed Computing (ISORC), IEEE Computer Society, Orlando, 200810.1109/isorc.2008.25Search in Google Scholar
4. National Institute of Standards and Technology: Strategic R & D Opportunities for 21st Century Cyber-Physical Systems – Connecting Computer and Information Systems with the Physical WorldSearch in Google Scholar
5. Rajkumar, R.; Lee, I.; Sha, L.; Stankovic, J.: Cyber-Physical Systems: The Next Computing Revolution. In: Proceedings of the Design Automation Conference 2010, DAC, Anaheim, 2010Search in Google Scholar
6. Geisberger, E.; Broy, M.: Agenda CPS: Integrierte Forschungsagenda CPS. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg2012, S. 19–28Search in Google Scholar
7. Berger, C.; Hees, A.; Braunreuther, S.; ReinhartG.: Characterization of Cyber-Physical Sensor Systems. In: Proceedings of the 48th CIRP Conference on Manufacturing Systems, 2016, S. 638–64310.1016/j.procir.2015.12.019Search in Google Scholar
8. Reinhart, G.; Scholz-Reiter, B.; WahlsterW.; WittensteinM.; ZühlkeD.: Intelligente Vernetzung in der Fabrik. Fraunhofer-Verlag, Stuttgart2015, S. 638–643Search in Google Scholar
9. Vogel-Heuser, B.; Diedrich, C.; Broy, M.: Anforderungen an CPS aus Sicht der Automatisierungstechnik. at – Automatisierungstechnik61 (2013) 10, S. 669–67610.1515/auto.2013.0061Search in Google Scholar
10. Broy, M. (Hrsg.): Cyber Physical Systems – Innovation durch softwareintensive eingebettete Systeme. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg2010Search in Google Scholar
11. Wissenschaftliche Gesellschaft für Produktionstechnik (Hrsg.): WGP-Standpunkt Industrie 4.0. WGP, Darmstadt2016Search in Google Scholar
12. Monostori, L.: Cyber-physical Production Systems: Roots, Expectations and R&D Challenges. In: Proceedings of the 47th CIRP Conference on Manufacturing Systems 2014. CIRP, Windsor, 2014, S. 9–13Search in Google Scholar
13. VDI/VDE-Gesellschaft für Mess- und Automatisierungstechnik (Hrsg.): Cyber-Physical Systems: Chancen und Nutzen aus Sicht der Automation. VDI/VDE-Verlag, Düsseldorf2013Search in Google Scholar
14. Reinhart, G. et al.: Cyber-Physische Produktionssysteme. wt Werkstattstechnik online103 (2013) 5, S. 84–89Search in Google Scholar
15. Lanza, G.; Haefner, B.; Kraemer, A.: Optimization of Selective Assembly and Adaptive Manufacturing by Means of Cyber-physical System Based Matching. CIRP Annals – Manufacturing Technology64 (2015) 1, S. 399–40210.1016/j.cirp.2015.04.123Search in Google Scholar
16. Kagermann, H.; Wahlster, W.; Helbig, J.: Umsetzungsempfehlungen für das Zukunftsprojekt Industrie 4.0. acatech, Frankfurt am Main 2013, S. 22–29Search in Google Scholar
17. Verl, A.; Lechler, A.; Schlechtendahl, J.: Glocalized Cyber Physical Production Systems. Production Engineering – Research and Development6 (2012) 6, S. 643–64910.1007/s11740-012-0418-2Search in Google Scholar
18. Spath, D.; Ganschar, O.; Gerlach, S.; HämmerleM.; Krause, T.; Schlund, Sebastian: Produktionsarbeit der Zukunft – Industrie 4.0. Fraunhofer-Verlag, Stuttgart, 2013Search in Google Scholar
19. Bundesministerium für Bildung und Forschung (Hrsg.): Zukunftsbild „Industrie 4.0“. Bundesministerium für Bildung und Forschung, Berlin2012Search in Google Scholar
20. Bauernhansl, T.; ten Hompel, M.; Vogelheuser, B. (Hrsg.): Industrie 4.0 in Produktion, Automatisierung und Logistik. Springer-Vieweg-Verlag, Wiesbaden201410.1007/978-3-658-04682-8Search in Google Scholar
21. Schmid, M.; Berger, S.; Rinck, P.; Fischbach, C.: Smarter statt schneller. ZWF109 (2014) 7–8, S. 546–54810.3139/104.111184Search in Google Scholar
22. Reinhart, G.; Geiger, F.: Knowledge Based Machine Scheduling under Consideration of Uncertainties in Master Data. Production Engineering Research and Development10 (2016) 2, S. 197–20710.1007/s11740-015-0652-5Search in Google Scholar
23. acatech (Hrsg.): Cyber-Physical Systems – Innovationsmotor für Mobilität, Gesundheit, Energie und Produktion. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg2011, S. 13–19Search in Google Scholar
24. BauernhanslT: From the Fractal Factory to the Cyber-physical Production system. http://download.steinbeis-europa.de/2013-10-29-30_CPS/30102013-cps-bauernhansl.pdf [Stand: 01.08.2016]Search in Google Scholar
25. Kowalewski, S.; Rumpe, B.; Stollenwerk, A.: Cyber-Physical Systems – eine Herausforderung für die Automatisierungstechnik?2014Search in Google Scholar
26. Fraunhofer-Gesellschaft (Hrsg.:) Industrial Data SpaceSearch in Google Scholar
27. Schiemenz, B.; SchönertO.: Entscheidung und Produktion. Oldenbourg-Verlag, München2005, S. 1110.1524/9783486700244Search in Google Scholar
28. Gausemeier, J.; Plass, C.: Zukunftsorientierte Unternehmensgestaltung: Strategien, Geschäftsprozesse und IT-Systeme für die Produktion von morgen. Carl Hanser Verlag, München, Wien2014, S. 7–1010.3139/9783446438422Search in Google Scholar
29. Botthoff, A.; HartmannE. (Hrsg.): Zukunft der Arbeit in Industrie 4.0. Springer-Vieweg Verlag, Wiesbaden201510.1007/978-3-662-45915-7Search in Google Scholar
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