Industrie 4.0 : Wie das neue Digilab von Siemens die digitale Transformation vorantreiben soll

Um die digitale Transformation zu zeigen, wird das Digilab in der Siemens City mit dem digitalen Abbild des Simea Elektronikwerks in Wien verbunden, um die Produktionsprozesse mit dem Wissen über die Daten zu optimieren und die Effizienz zu steigern. Im Digilab sollen verschiedene Showcases und Lösungen erforscht und veranschaulicht werden. An einer Demoanlage wird das gesamte digitale Abbild der Produktion gezeigt – beginnend mit digitalen Zwillingen der Produkte, bis hin zu digitalen Zwillingen der gesamten Produktion. Das Engineering und das Konzept der Produktion werden am PC erstellt und getestet. Mit digitalen Simulationen einer Produktionsanlage können mehr als 90% der möglichen Fehler bereits in der digitalen Welt gelöst werden, bevor die Produktionsanlage in der Realität aufgebaut wird. Das verkürzt die Inbetriebnahmezeiten enorm und schafft große Flexibilitäten beim Auf- oder Umrüsten einer bestehenden Produktion. Integraler Bestandteil einer modernen Automatisierungstechnik ist ein Energiemanagement bis in die Teilbereiche von Maschinen und Anlagen. Um nachhaltig wirtschaften zu können, ist die Reduktion der CO2 Emissionen durch Transparenz über Energieflüsse in der Produktion ist ein Schlüsselfaktor. Diese integrierten Digitalisierungsfunktionen können anhand der Montageanlage im Digilab und mit realen Produktionsdaten aus dem SIMEA-Werk gezeigt werden.

Im Simea-Werk selbst wurden Selbstorganisierte Fertigungszellen – sogenannte Cyber Physische Produktionssysteme (CPPS) – von der Grundlagenforschung in die reale Produktion, an einer Verpackungsanlage übernommen. Die Maschinen haben spezifische Skills und das zu produzierende Produkt sucht sich seinen nächsten Arbeitsschritt selbstständig. Jedes Teil der Anlage und auch die Produkte werden vollständig digital repräsentiert, so kann exakt nachvollzogen werden, welche Fertigungsschritte an welchem Gerät erfolgen. Um Anlagen flexibel erweitern zu können und um hohe Ausfallsicherheit zu garantieren wird ein Peer-to-Peer Ansatz verfolgt. Das bedeutet, dass es keinen Leitrechner gibt, sondern nur gleichwertige Stationen, welche sich selbst organisieren. Einzelne Maschinen können jederzeit ohne Konfiguration entnommen bzw. angeschlossen werden. Da das Digilab online mit dem SIMEA-Werk verbunden ist, werden die Daten aus der Produktion vor Ort - also "on Edge" - vorverarbeitet und anschließend gebündelt an das Digilab übertragen. Dort können in der digitalen Welt die Abläufe analysiert und Optimierungen abgeleitet werden.

Künstliche Intelligenz (KI) wird insbesondere in der Industrie maßgeblich dazu beitragen, den herkömmlichen Programmier- und Engineeringaufwand für Automatisierungslösungen zu reduzieren, die Steuerungslogik agiler zu machen und Produktionsprozesse flexibler und präziser zu gestalten. Hierzu ist es - gerade in der Industrie aufgrund der Echtzeitanforderungen notwendig, die KI „on Edge“ also bei der Maschine auszuführen. Im Digilab agieren bildgesteuerte Robotersysteme Mithilfe von Machine-Learning-Algorithmen deutlich flexibler auf unvorhergesehen Situationen, da zur Laufzeit automatisiert darauf reagiert werden kann. Die Künstliche Intelligenz greift während der Ausführung der Maschine in den Arbeitsablauf ein und verändert ihn. Mit dem Digilab Wien komplettiert Siemens seine Infrastruktur, um mit Kunden aus der Fertigungsindustrie (Digilab) und aus der Prozessindustrie (LivingLab) vor Ort gemeinsam reale Anwendungsbeispiele zu bearbeiten. Siemens bietet Digitalisierung auf allen Ebenen an, vom Shopfloor für einzelne Anlagen über Edge und Cloud Lösungen für die Vernetzung von Anlagen aber auch ganzer Werke. Das Zusammenspiel all dieser Technologien wird im Digilab Wien greifbar.