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Industrie 4.0: Kommunikation zwischen Mensch, Maschine und industriellen Prozessen

Digitale Vernetzung spielt eine immer größere Rolle in der Industrie und Gesellschaft. Informations- und Kommunikationstechnologien ermöglichen dabei die Vernetzung von Mensch und Maschine. Jenoptik entwickelt verschiedene Technologien und Produkte, welche im Umfeld von Industrie 4.0 eingesetzt werden, um die Effizienz in der Produktion zu steigern.

, Cornelia Ehrler

Bauteile kommunizieren ohne menschlichen Einfluss mit Maschinen, Waren werden von autonomen Robotern transportiert und die Instandhaltung von Maschinen wird immer vorausschauender. Effiziente Datenübertragung mittels Plattformen, smarte Produktion durch Automatisierung und selbstdenkende Maschinen – das alles sind Merkmale der Industrie 4.0. Vernetzung, Autonomie und Digitalisierung sind hierbei weitere entscheidende Stichwörter der vierten industriellen Revolution.

Industrie 4.0 meint unter anderem das Automatisieren von Prozessen und den digitalen Datenaustausch in modernen Produktionsstätten. Aufgrund der Fülle an Daten und Informationen werden automatisierte Anwendungen immer wichtiger. Und nicht zuletzt ermöglichen diese vielseitigen Technologien und digitalisierten Prozesse eine umfassende intelligente Vernetzung! Die Folge: Ohne dass der Mensch regelnd eingreifen muss, wird dank der Kommunikation zwischen Maschinen das Individualisieren von Produkten nach Kundenwunsch vereinfacht.

Besonders Innovationen und technologische Neuerungen sind treibende Kräfte, die die Produktion von Gütern laufend verändern. Durch den Einsatz von autonomen Maschinen und Kommunikationstechnologien können sich Fertigungsprozesse inzwischen weitestgehend selbstständig koordinieren. Als allgemeine Vision für die Zukunft gilt hier das Erreichen einer fehlerfreien Produktion durch die Nutzung intelligenter Maschinen.

Dabei spielt vor allem Licht eine entscheidende Rolle: Durch optische Technologien wird Licht als Träger von Informationen oder Daten verwendet, um diese an einen Empfänger zu übermitteln

Die drei photonischen Divisionen von Jenoptik nutzen genau dieses Potenzial des Lichts, um Kunden einen entscheidenden Wettbewerbsvorteil zu verschaffen. Jenoptik entwickelt optische und mikrooptische Systeme und Präzisionskomponenten, welche Maschinen in Produktionsstätten miteinander kommunizieren lassen. Die Einwicklung von maßgeschneiderten und qualitativ hochwertigen Automatisierungslösungen, Messtechniken und Lösungen zur Datenübertragung gewährleisten eine hohe Effizienz und Präzision in industriellen Fertigungsprozessen
Data Center

Industrie 4.0:Datenübertragung durch optische Kommunikation

Daten und vor allem leistungsfähige Datennetze sind heute ein wertvoller Rohstoff. Von optischer Kommunikation spricht man, wenn Signale auf Lichtwellen übertragen werden. Eine effiziente und zuverlässige Übertragung von Daten und Informationen im Netzwerk ist Voraussetzung für eine funktionierende Smart Factory und ebenso elementar für die Industrie 4.0.

Für den Einsatz in industriellen Anwendungen entwickelt Jenoptik sogenannte Transceiver. Die optische Komponente ist eine Kombination aus Sender und Empfänger, welche optische Signale in elektrische Signale umwandelt. Die Transceiver werden somit an Sende- und Empfangsstationen verwendet und nutzen die Kraft des Lichts, um Daten zu übertragen.

Die optische Übermittlung von Informationen durch Transceiver findet beispielsweise in Rechenzentren Anwendung, in welchen enorme Datenmengen verarbeitet werden. Anhand dieses Beispiels wird deutlich, wie wichtig die Digitalisierung der Industrie ist und welche enormen Leistungen dadurch erreicht werden. Unsere Experten für optische Kommunikation entwickeln an unserem US-Standort in Huntsville, Alabama, eine Vielzahl von optischen Komponenten und sind Ansprechpartner für Ihre Projekte.

Industrie 4.0 and automation

Smarter werden durch Prozessautomation in Industrie 4.0

Ein Schlüsselelement in der Industrie 4.0 ist die Automatisierung von Prozessen. Manuelle Tätigkeiten in der Produktion werden durch Automatisierungsprozesse reduziert, wodurch sowohl Effizienz als auch die Qualität von Prozessen gesteigert werden. Vor allem laserbasierte Technologien bringen dabei flexible und vor allem schnelle Vorteile. Und auch hier spielt Licht eine wesentliche Rolle: Ein fokussierter Licht- bzw. Laserstrahl kann verschiedenste Materialien wie Metall oder Kunststoff bearbeiten, insbesondere schneiden, schweißen oder perforieren.

Jenoptik plant und entwickelt Automatisierungslösungen zur Erhöhung des Automatisierungsgrads in der Produktionslinie. Umgesetzt werden sowohl Einzellösungen als auch komplett automatisierte Fertigungslinien mit dem Ziel, gesamte Geschäftsprozesse zu automatisieren. Unser Fokus liegt dabei auch auf Lasertechnologien. Zur Gewährleistung von hoher Präzision sind meist individuelle und leistungsstarke Lösungen notwendig. Dabei wird das Know-how aus der Lasermaterialbearbeitung mit der Integration von Bearbeitungssystemen in Prozesslinien kombiniert. Zur Realisierung Ihrer Automatisierungsprojekte stehen Ihnen unsere Spezialisten in Jena, Rochester Hills (Michigan, USA) und Barrie (Ontario, Kanada) zur Verfügung.

Verkehrsnetzwerk

Industrie 4.0: Selbst ist die Maschine

Flexibilität erhöhen und die Qualität der Produktion verbessern – das sind Ziele, die durch den Einsatz von „Machine Learning“ erreicht werden können. Denn nicht nur wir Menschen lernen aus unseren Erfahrungen, sondern auch Maschinen sind fähig zu lernen. Durch künstliche Systeme und Algorithmen werden Maschinen intelligenter und können dadurch Zusammenhänge zwischen Daten erkennen. „Deep Learning“ als Teilbereich von Machine Learning verändert Industrien und ermöglicht beispielsweise die Erkennung fehlerhafter Teile in der Produktionslinie. Damit kommt die Kraft der Industrie 4.0 und dem damit einhergehenden Wandel einer vierten industriellen Revolution weiter zum Ausdruck.

Die Kompetenz von Jenoptik liegt hier vor allem in der Bildanalyse. Ohne stetige Weiterprogrammierung durch den Menschen erkennen unsere Systeme zur automatischen Kennzeichenerfassung (in Deutsch AKLS oder in Englisch ANPR) die Herkunft von Fahrzeugen anhand des Nummernschildes. Unser „Deep Learning“-Algorithmus lernt dabei aus einer Fülle von Beispielen. Das System identifiziert aus einer Vielzahl von dunklen und hellen Pixeln eines Bildes die Abfolge von Zeichen und kann diese anschließend einem Land zuordnen. Dadurch wird eine höhere Genauigkeit in der Kennzeichenerkennung erzielt. Darüber hinaus kann das ANPR-System die Klassifizierung des Fahrzeugs als Pkw, Lkw oder Motorrad erlernen. Unsere Experten am Standort Camberley im UK planen derzeit die Erkennung weiterer Merkmale von Fahrzeugen im Straßenverkehr.

Interessante Fakten über Industrie 4.0

Industrie 4.0 einfach erklärt

Industrie 4.0 beschreibt die intelligente Vernetzung von Maschinen und Prozessen mithilfe von Informations- und Kommunikationstechnologien (in Englisch kurz ICT). Die Schlüsselkomponente ist hierbei nicht der Computer, sondern das Internet. Mit hocheffizienten Technologien können Maschinen besser ausgelastet und ressourcenschonender eingesetzt werden. Dank der modernen Lösungen der Industrie 4.0 können so auch noch individuellere Kundenwünsche und Maßanfertigungen realisiert werden, ebenso im Bereich der Logistik. Mittels der technologischen Unterstützung von intelligenten Algorithmen kann der Materialbedarf schneller angezeigt und Mangel beseitigt werden. Durch eine sinnvolle Vernetzung wird so ein optimaler Warenfluss ermöglicht. Es wird deutlich, dass intelligente, digital vernetzte Systeme und Produktionsprozesse die technische Grundlage bilden. Industrie 4.0 kann die gesamte Lebensphase eines Produktes bestimmen – von der Idee über die Entwicklung, Fertigung und Wartung bis letztendlich hin zum Recycling.

Hat sich Industrie 4.0 bereits durchgesetzt?

Industrie 4.0 ist in der Gesamtheit äußerst komplex, sodass es ein nie abgeschlossener Vorgang sein wird. Die Industrie 4.0 wächst mit jedem Digitalisierungsschritt und mit jeder Vernetzung zwischen den Abläufen der Wirtschaft. In das Fortschreiten dieses komplexen Vorhabens spielen viele verschiedene Komponenten mit hinein. Unter anderem spielen hier Forschung und Bildung, Demographie, gesetzliche Bestimmungen und Normen genauso wie Geschäftsmodelle und deren Weiterentwicklung eine wichtige Rolle. Die Zukunft wird immer digitaler und mit ihr die Wirtschaft und Gesellschaft.

Industrielle Revolution und Industrie 4.0

Industrie 4.0 ist der Begriff für eine neue Form der industriellen Revolution. Die Ziffer 4.0 beschreibt, die wievielte industrielle Revolution es ist. Geprägt ist die Industrie 4.0 durch die Digitalisierung und Automatisierung der Prozesse, Strukturen und Abläufe in allen Bereichen. Mehr und mehr digitale Technologien werden, verwendet um Mensch und Maschine miteinander zu verbinden und die Kommunikation zu erleichtern und zu beschleunigen.

Industrie 4.0 steht für die vierte industrielle Revolution, demzufolge gab es bereits drei weitere industrielle Revolutionen davor. Begonnen hat alles circa im Jahr 1800 mit der ersten industriellen Revolution, dank der Entwicklung von Webstühlen und den ersten maschinellen Produktionsanlagen. Die zweite industrielle Revolution fand im frühen 20. Jahrhundert statt. Es kam zur Einführung von Elektrizität als Antriebskraft zum Ende des 19. Jahrhundert und das war der Beginn der Industrie 2.0. Geprägt ist diese Zeit durch den Aufbau von großen Produktionshallen mit Fließbändern und Akkordarbeit. Motoren erleichterten und beschleunigten die Arbeit maßgeblich. Für die dritte industrielle Revolution wurde bereits im 18. Jahrhundert der Grundstein gelegt. Charles Babbage war der große Vordenker für einen individuell programmierbaren Computer, welcher schließlich 1941 von Konrad Ernst Otto Zuse erstmals vollständig und funktionsfähig entwickelt wurde. Damit wurde die dritte industrielle Revolution gezeichnet von Automatisierung durch Elektronik und Informationstechnologie.

Nun im 21. Jahrhundert befinden wir uns mitten in der vierten industriellen Revolution, der Industrie 4.0. Sie steht für moderne Technologie und Produktion im Zeitalter der digitalen Medien. Auch die Globalisierung spielt eine Rolle und trägt zu Veränderungen in der Produktions- und Arbeitswelt bei, alles läuft schneller ab und die Menschen und Maschinen sind über Kontinente hinweg miteinander verbunden. Die Industrie 4.0 kann schneller und exakter auf Veränderungen wie Trends oder Geschmäcker reagieren und genau diese schnellen Veränderungen, die schnelllebige Zeit und die große Bandbreite an Angebot und Vielfalt macht die vierte Welle der Industrialisierung und Digitalisierung aus.

Beispiele zu Industrie 4.0

Mithilfe von künstlicher Intelligenz werden viele Prozesse im Zuge der Industrie 4.0 automatisiert. Begonnen bei Verwaltungsprozessen, wobei die Bestellungen mit künstlicher Intelligenz ausgelesen und zugewiesen werden. Über die Produktionsabläufe, welche durch die Digitalisierung präziseren und effizienter werden. Bis hin zu vollautomatisierten hochintelligenten Lagersystemen. Industrie 4.0 kann in allen Unternehmensbereichen spürbar werden und zum Einsatz kommen. Einen hohen Anteil nimmt die Industrie 4.0 in der Produktion ein. Immer mehr Unternehmen integrieren Robotertechnik und versuchen in bestehende Verfahren und Prozesse digitale System einzubinden, so dass eine Kommunikation zwischen Mensch und Maschine ermöglicht wird. Die menschliche Arbeit wird dadurch nicht immer zwangsläufig ersetzt, sondern deutlich ergonomischer, effizienter, effektiver und mit einer höheren technischen Ausrichtung gestaltet.


Ansprechpartner Cornelia Ehrler - Kommunikation und Marketing Jenoptik

Über Cornelia Ehrler

Cornelia Ehrler ist seit 2010 in der Unternehmenskommunikation von Jenoptik tätig, vorrangig für die externe Konzernkommunikation und Initiativen, mit denen sich Jenoptik zu einem fokussierten Photonik-Konzern weiterentwickelt. Als Pressereferentin für alle Jenoptik-Themen rund um die Verkehrssicherheit unterstützt sie die Division Light & Safety in der Kommunikation zu Aufträgen und Projekten. Die studierte Anglistin hat ein Faible für englischsprachige Literatur und Kultur, dabei ganz besonders für den Celtic Fringe rund um die Irische See.

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