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Industrie 4.0. Konzept und Analyse der IT-Kerntechnologien

Studienarbeit 2016 16 Seiten

BWL - Beschaffung, Produktion, Logistik

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

1 Einführung

2 Arbeitsdefinition Industrie 4.0

3 Rolle der IT im Konzept von Industrie 4.0

4 Verwendete IT Kerntechnologie und Reifegrad der Technologien
4.1 IT-Sicherheit
4.1.2 Reifegrad der IT-Sicherheit
4.2 Internet der Dinge (IoT)
4.2.1 Reifegrad des Internet der Dinge

5 Cyber-Physische Systeme (CPS)
5.1 Reifegrad der Cyber-Physischen Systeme

6 Ergebnis und Ausblick

Literaturverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Darstellung der vier industriellen Revolutionen durch den Arbeitskreis Industrie 4.0 (Quelle DFKI 2011)

Abbildung 2: Quelle: BSI (2014): Industrial Control System Security - Top 10 Bedrohungen und Gegenmaßnahmen v1.1,Seite 2)

Abbildung 3: Darstellung der Vernetzung durch das Internet der Dinge. Quelle: http://www.konzept- 4.de/wp-content/uploads/konzept4-blog-internet-dinge.jpg

Abbildung 4: Beispiel der Bewertung eines CPS mithilfe der 4 Dimensionen Quelle: ExzellenzNRW. Studie - Cyber Physical Systems, S.39

1.0 Einführung

Das vorliegende Assignment beschäftigt sich mit den Fragen über die IT-Kerntechnologien hinsichtlich der vierten Industriellen Revolution (Industrie 4.0) sowie der allgemeinen Rolle der Informationstechnologie in diesem Kontext. Das Thema Industrie 4.0 in allen Facetten und Ausprägungen im Rahmen eines Assignments zu behandeln, ist aufgrund des Umfangs und der Komplexität des Themas nicht umfassend möglich. Ausgehend von einer Arbeitsdefinition des Begriffs „Industrie 4.0“ sowie der Feststellung der Rolle der Informationstechnologie, soll dem Leser anhand dreier IT-Kerntechnologien und deren Reifegrad ein Überblick über den aktuellen Stand der Technik vermittelt werden.

2.0 Arbeitsdefinition Industrie 4.0

Der Begriff Industrie 4.0 gilt als Synonym für die vierte industrielle Revolution.

Ausgehend von der ersten Revolution, welche sich auf mechanische Anlagen, angetrieben von der Kraft des Wasserdampfes beschränkt. Die zweite Revolution, hat die Zielsetzung bestehende Arbeitsabläufe in der Massenfertigung durch Arbeitsteilung und dem Einsatz von elektrischer Energie noch effizienter und flexibler zu gestalten.

In der dritten industriellen Revolution kommen die Themen IT und Automatisierungstechnik hinzu, diese stellen die Weichen für Industrie 4.0.1

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Darstellung der vier industriellen Revolutionen durch den Arbeitskreis Industrie 4.0 (Quelle DFKI 2011)

Alle bisherigen industriellen Revolutionen haben es gemeinsam, die Arbeit des Menschen zu erleichtern und gleichzeitig die Flexibilität sowie die Produktivität von Unternehmen zu steigern. Ein zentraler Bestandteil von Industrie 4.0 ist die Informationstechnologie (IT) sowie die damit verbundene Automatisierungstechnik. Dies waren schon in der vorangegangenen Revolution die maßgeblichen Pfeiler des Fortschritts. Es ist daher abzusehen, dass diese Technologien auch in Zukunft eine wichtige Rolle in der Industrie spielen werden. Durch die Vernetzung von Maschinen und den daraus generierten Daten sowie dem automatischen Informationsaustausch zwischen autark arbeitenden Systemen, ist in Zukunft eine maßgeblich flexiblere Produktion möglich. Ein denkbares Anwendungsbeispiel sind Maschinen, die in der Lage sind, vor dem verschleißbedingten Ausfall auf mögliche anfallende Ausfälle hinzuweisen. Dies ist nur einer von zahlreichen Anwendungsfällen und verdeutlicht die hohen Anforderungen an die IT in den kommenden Jahren.

3.0 Rolle der IT im Konzept von Industrie 4.0

Seit einigen Jahrzenten findet schrittweise die Digitalisierung der Arbeitswelt statt. Es entstanden konsequent neue Formen der Kommunikation und der Nutzung von unterstützenden Medien, welche den beruflichen Alltag vereinfachen.2 Die Grundlage von Industrie 4.0 beruht auf der Digitalisierung von Unternehmensprozessen sowie -strukturen.3 Hierzu zählen beispielsweise sogenannte Cyber- physische-Systeme. Dabei handelt es sich um Systeme mit eingebetteten Softwarekomponenten sowie einer Dateninfrastruktur welches es den einzelnen Komponenten erlaubt, autonom über Netzwerkverbindungen zu kommuniziere, Daten auszutauschen und Arbeitsabläufe zu organisieren.4

Anhand eines Cyber-physischen Systems lässt sich die zentrale Rolle der IT im Konzept von Industrie 4.0 sehr anschaulich verdeutlichen. Die Informationstechnologie dringt immer weiter in Bereiche vor, in denen sie in der Vergangenheit kaum eine Rolle gespielt hat und stellt mittlerweile den größten Innovationstreiber in den verschiedensten Branchen und Sektoren dar.5

So werden zukünftig Daten zwischen Maschinen über Kontinente hinweg ausgetauscht, verglichen und analysiert um daraus automatisiert Maßnahmen, wie das automatische Bereitstellen von Ersatzteilen und Personal, einzuleiten.6 Diese Technologien erfordern ein Höchstmaß an Zuverlässigkeit und Konsistenz der IT. Themen wie IT-Sicherheit werden in Zeiten der drahtlosen Netzwerke und dem Versenden von vertraulichen firmeninternen Daten genauso in den Fokus der vierten industriellen Revolution rücken,7 wie die Weiterentwicklung und Vernetzung von Enterprise-Resource-Planning Systemen (ERP), welche die effiziente Planung und Einteilung von Personal, Betriebsmitteln sowie Kommunikationstechnik gewährleistet.8 Aus diesem Grund werden Unternehmen in Zukunft verstärkt in Informationstechnologien investieren um den stetig wachsenden Anforderungen der Digitalisierung gerecht zu werden. Die Informationstechnologie wandelt sich immer mehr von einem Kostenfaktor, hin zu einem Wertschöpfungsfaktor.9

4.0 Verwendete IT Kerntechnologie und Reifegrad der Technologien

Die Informationstechnologie stellt einen der wichtigsten Grundpfeiler der vierten industriellen Revolution (Industrie 4.0) dar und ist somit, heute und auch in der Zukunft, ein unverzichtbarer Bestandteil der Industrie.10

Um den Anforderungen volatiler Märkten gerecht zu werden, bedarf es der kontinuierlichen Neuund Weiterentwicklung der sogenannten IT-Kerntechnologien.

Dies sind Technologien auf denen das Prinzip Industrie 4.0 und dessen Anwendungen aufbauen und mit fortschreitender Zeit weiterentwickelt werden. In den folgenden Unterkapiteln sind eine Auswahl diverser IT-Kerntechnologien und derer Reifegrade dargestellt und näher erläutert.

4.1 IT-Sicherheit

Eine der Grundideen der vierten industriellen Revolution, ist die Vernetzung mehrerer Maschinen, welche räumlich voneinander getrennt sind.11 Diese Maschinen kommunizieren und tauschen untereinander Daten aus. Dies können z.B. Konstruktionsdaten aber auch Betriebsdaten, mit Informationen zu bestimmten Personalien sein. Diese Daten gilt es vor unberechtigten Zugriffen zu schützen und entsprechend zu verschlüsseln, um Missbrauch oder Spionage vorzubeugen. Bereits seit einiger Zeit bestehen Richtlinien für die technische und organisatorische Implementierung der IT-Sicherheit in bestehende industrielle Steuerungssysteme. Die darin definierten Risiken werden als dahingehend beherrschbar betrachtet, da es sich in der Regel um IT-Systeme handelt, welche als Inseln ohne Verbindung zur Außenwelt oder sonstigen Schnittstellen bestehen.12 Im Zuge von Industrie 4.0 muss diese Betrachtungsweise grundlegend geändert werden. Maschinen-Pools kommunizieren zukünftig nicht nur mit lokal angebundenen Maschinen, sondern auch mit Zulieferern und anderen Werken. Mit zunehmender Digitalisierung der Industrie, steigen auch die Anforderungen an ein zuverlässiges, alles abdeckendes IT-Sicherheitssystem, welches Unternehmen vor Angriffen schützt.

Zur Verdeutlichung der Komplexität und des hohen Stellenwertes der IT-Sicherheit, wird an dieser Stelle auf Tabelle 1 sowie Abbildung 2 verwiesen.

Dort sind diverse Forschungsgebiete13 als auch mögliche Bedrohungsszenarien der letzten Jahre dargestellt.

Tabelle 1: Forschungsbiete der IT-Sicherheit. Quelle: BMWi, IT-Sicherheit für die Industrie 4.0

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

[...]


1 Vgl. ROTH, A. (2016), S.5

2 Vgl. PINNOW, C., SCHÄFER, S. (2015), S.11

3 Vgl. BÖHNER, U. (2015)

4 Vgl. VEIGT, M., LAPPE D., HRIBERNIK K., SCHOLZ-REITER, B. (2013), S.16

5 Vgl. KRAUß, C. (2016)

6 Vgl. TRUMPF GRUPPE (2016)

7 Vgl. POLLMANN, M. (2014)

8 Vgl. VERHEYEN, W. (2016)

9 Vgl. DORST, W. (2016), S.7

10 Vgl. LEUKERT, B. (2014)

11 Vgl. Handelsblatt (2014)

12 Vgl. Bundesministerium für Wirtschaft (2016), S. 27-28

13 Vgl. Bundesministerium für Wirtschaft (2016), S. 42-43

Details

Seiten
16
Jahr
2016
ISBN (eBook)
9783668409668
ISBN (Buch)
9783668409675
Dateigröße
765 KB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v354909
Institution / Hochschule
AKAD University, ehem. AKAD Fachhochschule Stuttgart
Note
2,0
Schlagworte
Industrie 4.0 IT

Autor

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