Industrielle Zukunft Der Digitale Zwilling ist das Symbol für die IT-OT-Konvergenz

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Es ist selten, dass sich zwei so hochkarätige Personen des öffentlichen Lebens eine Stunde Zeit nehmen, um über die industrielle Zukunft zu sprechen: Unternehmenslenker Philip Harting und Fabrikvordenker Prof. Martin Ruskowski. Beim Gespräch destillierte sich der Digitale Zwilling als Sinnbild für die Umsetzung von Industrie 4.0 heraus.

«Unternehmen wie Harting, die den Blick nach vorne haben, sind extrem wichtig», betont Fabrikvordenker Prof. Martin Ruskowski, «um die Dinge, die man sich in der Theorie ausdenkt, (…) Schritt für Schritt in der Produktion umzusetzen». Ruskowski sitzt als Vorsitzender der SmartFactory vor und gilt als Vordenker für die Produktion in Deutschland. Eine zentrale Rolle spielt dabei der Digitale Zwilling (DT), als virtuelles Abbild eines Assets, ausgerüstet mit allen Funktionen und Fähigkeiten wie das physische Original: Energieverbrauch, Bewegungsradien oder Bohrgeschwindigkeiten. Der DT ermöglicht die Kommunikation zwischen Maschinen und jede Art von Simulation. Er steht für die Annäherung von IT und OT auf dem Shopfloor und für die Anpassungsfähigkeit der Fertigung. Gerade «die Instabilität im politischen Bereich auf der Welt zwingt uns, hochflexibel Lieferketten aufzubauen», so Ruskowski im Gespräch. «Viele Lösungen zu den aktuellen Problemen liegen bereits bei uns auf dem Tisch und warten auf ihre Anwendung.» Es fehlen dazu aber mutige Unternehmen.

In Deutschland wird in 10 Jahren ein Viertel der gesamten Arbeitskraft fehlen. «Da können wir nicht so weitermachen wie bisher», mahnt Ruskowski. Hier kann Digitalisierung helfen, die fehlenden Mitarbeitenden zu kompensieren. Wenn Industrie 4.0 bisher die Vorausentwicklung von Technologien war, geht es heute darum, genau diese Technologien in den Markt zu bringen. «Wir als SmartFactory wissen, dass das funktioniert», sagt Ruskowski. «Wir stehen jetzt genau an dieser Schwelle. Wir können kommerzialisieren, können Produkte daraus ableiten und brauchen Partner wie Harting.»

Der Digitale Zwillinge als Multitool

Das Unternehmen aus Espelkamp ist Hersteller von Steckverbindern, aber auch im Maschinen-, Sondermaschinen- und Werkzeugbau aktiv. Philip Harting sieht Industrie 4.0 weiterhin als zielführend an und nennt als Beispiel den DT, der auch in einfachen Komponenten wie Steckverbindern eine entscheidende Rolle spielt. Damit werden aus passiven aktive Maschinenelemente, die Kunden wertvolle Daten zur Verfügung stellen. «Neben der Anzeige von Steckzyklen oder -ziehkräften», so Philip Harting, kann auch gemeldet werden, wie sich die Wärme oder Feuchtigkeit an einem Kontakt entwickelt. «Das hilft natürlich unseren Kunden zukünftig, dass die Anlage noch sicherer ist, man Stillstandzeiten reduziert und damit dann auch die Produktivität erhöht.»

Digitale Zwillinge fördern Nachhaltigkeit

Harting zielt mit dem DT zudem auf Nachhaltigkeit. «Gerade im Produktentstehungsprozess werden 80% aller Folgekosten der Zukunft festgelegt», sagt Phillip Harting. «Diese Daten muss ich dem Kunden, den Ingenieuren zur Verfügung stellen, damit sie die optimale Lösung für ihr Produkt finden.» Harting bietet für jedes physische Produkt einen DT an, der für das Engineering genutzt werden kann. Auch speichert ein DT alle Daten, um ein Recycling der Steckverbinder oder den Re-Use einzelner Bauteile zu ermöglichen.

Über die Technologie-Initiative SmartFactory KL e.V.

Die SmartFactory-KL (SF) bezeichnet ein Forschungs- und Industrienetzwerk, das auf drei Säulen ruht, einem Verein (Technologie-Initiative SmartFactory KL e.V (SF-KL)), dem Forschungsbereich «Innovative Fabriksysteme» am DFKI (Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz) und dem Lehrstuhl «Werkzeugmaschinen und Steuerungen» (WSKL) an der Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau (RPTU). Seit 2019 ist Prof. Dr.-Ing. Martin Ruskowski organisatorische und inhaltliche Klammer. Er ist Vorstandsvorsitzender des Vereins, Leiter des DFKI-Forschungsbereiches und Inhaber des Lehrstuhles. Die SF bringt Stakeholder aus Industrie und Wissenschaft in einem einzigartigen Industrie 4.0-Netzwerk zusammen, um gemeinschaftlich Projekte zur Fabrik der Zukunft zu entwickeln und umzusetzen. Auf einer herstellerunabhängigen Demonstrations- und Forschungsplattform testen Wissenschaftler in Zusammenarbeit mit Industrievertretern innovative Fertigungstechnologien in einer realitätsnahen Fabrikumgebung.

2019 überarbeitete die SF das Konzept von Industrie 4.0 und nannte das Update Production Level 4 (PL4). 2020 wurde der weltweit erste PL4-Demonstrator vorgestellt. Mittlerweile ist ein Demonstrator-Ökosystem entstanden, dessen technische Kernelemente Digitale Zwillinge, eine Skill-basierte Architektur, Multiagentensysteme, KI-Methoden, Datenräume etc. sind. Das industrienahe Ökosystem dient Unternehmen als Testbed für Komponenten und Use Cases.

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