Industrie 4.0: Wenn die Fracht dem Frachter Vertrauliches erzählt
Sagt ein Flugcontainer zu seinen Kumpels: "Ich bin vom Gabelstapler gefallen. Fliegt mal ohne mich los." Dann teilt er dem Empfänger mit, dass er nicht auf ihn warten muss und meldet sich selbst bei der Versicherung als Schadensfall.
So oder so ähnlich soll die Kommunikation der Luftfrachtcontainer der Zukunft aussehen. Dafür hat das Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik(öffnet im neuen Fenster) (IML) in Dortmund das System I-Con entwickelt. Es ist die erste Anwendung für den Industrial Data Space(öffnet im neuen Fenster) .
Die intelligenten Container des Fraunhofer IML sind mit Sensoren, GPS, Kommunikationseinrichtungen sowie einem E-Paper-Display ausgestattet. Solarzellen versorgen das System mit Strom. Durch das GPS ist die Position des Containers bekannt, die Sensoren erfassen Temperatur und Beschleunigung. So lässt sich beispielsweise feststellen, ob der Container richtig gelagert wurde, ob er zu warm geworden ist oder zu stark beschleunigt wurde.
Wer weiß schon, wo der Container steht
Heute sei schon der Standort vieler Container nicht bekannt, sagt der Leiter des Fraunhofer IML, Michael ten Hompel, im Gespräch mit Golem.de. Noch weniger lasse sich feststellen, in welchem Zustand ein Container sei oder was ihm auf seiner Reise passiert sei. "Das alles trackt der intelligente Container."
Schon allein zu wissen, wo der Container gerade sei, bedeute einen hohen Effizienzgewinn, erklärt ten Hompel. Aber der I-Con habe noch weitere Vorteile: Er hat die Zollpapiere direkt dabei. Sie werden auf dem E-Paper-Display angezeigt, es ist also kein Hantieren mit viel Papier mehr nötig. Sollte der Zoll feststellen, dass die Papiere fehlen, können sie nachträglich auf das Display übertragen werden - was deutlich schneller ist, als sie per Fax oder Post nachzuschicken.
Der Container sagt, er habe einen Unfall
Auch bei einem Unfall läuft die Abwicklung zügig: Der Container informiert alle relevanten Parteien - Absender, Empfänger, Spediteur, Versicherung - über den Ausfall. Die Lieferung kann dann ohne ihn auf die Reise geschickt werden, während der Lieferant eine neue Lieferung initiieren kann. All das bedeutet laut ten Hompel "Effizienzgewinne im mittleren zweistelligen Prozentbereich in der Transportabwicklung" .
Die gesamte Kommunikation der Container - Positions- und Statusmeldungen, Zolldokumente sowie die nötigen Schlüssel für die Authentifizierung - wird über den Industrial Data Space abgewickelt. Das ist eine Kommunikationsinfrastruktur, die von zwölf Fraunhofer-Instituten entwickelt(öffnet im neuen Fenster) wurde. Im vergangenen Jahr präsentierte die Fraunhofer-Gesellschaft das System mit großem Aufwand und in Anwesenheit von Forschungsministerin Johanna Wanka auf der Cebit.
Gedacht ist es für den Datenaustausch und die Kommunikation für Industrie-4.0-Anwendungen.
Der Industrial Data Space ist föderal
Industrie 4.0, die Digitalisierung der Produktion , erfordert ein großes Maß an Datenaustausch: zwischen Herstellern, Zulieferern und Abnehmern, zwischen Maschinen und Werkstück.
Den Unternehmen soll die Vernetzung einen deutlichen Effizienzgewinn bringen. Beispiel Salzgitter AG: Wenn der Stahlkonzern wisse, wann das benötigte Material eintreffe, könne er seine Prozesse besser vorausplanen, sagte Unternehmenschef Heinz Jörg Fuhrmann auf der Cebit. Der Kunde wiederum könne sehen, in welchem Produktionsstadium sich seine Ware befinde und entsprechend den Transport organisieren. So ließen sich beispielsweise Lagerbestände verringern und Durchlaufzeiten verkürzen.
Die Daten gehören dem Unternehmen ...
Ein solcher Effizienzgewinn ist natürlich attraktiv. Andererseits gehören Daten ebenso zum Kapital eines Unternehmens wie seine Produktionsmittel. Die Vorstellung, die eigenen Daten anderen über das Internet zugänglich zu machen und sie dafür womöglich auch noch auf den Servern eines Cloud-Anbieters zu speichern, ist vielen Unternehmen nicht geheuer.
Der Industrial Data Space soll hier eine Alternative bieten: Er soll einen sicheren Austausch von relevanten Daten ermöglichen, ohne dass die Kommunikation abgehört oder gestört wird. Es wird nichts gespeichert, es gibt keinen Serverbetreiber, an den sich ein Geheimdienst oder eine Strafverfolgungsbehörde mit einem Beschluss zur Herausgabe von Daten wenden kann.
... und bleiben auf den eigenen Rechnern
Vor allem: Das Unternehmen selbst behält die Kontrolle. Alle Daten liegen auf den eigenen Rechnern. Jedes Unternehmen entscheidet, welche Daten es mit Lieferanten oder Kunden teilen will, und es behält für sich, was vertraulich bleiben soll. "Die Souveränität der Daten bleibt bei den einzelnen Unternehmen. Das ist ein föderales System" , resümiert ten Hompel.
Schon heute seien die Stahlwerke von Thyssen Krupp mit Kunden und Zulieferern vernetzt, sagt Reinhold Achatz, der Technikchef des Konzerns. Aber diese Vernetzung sei proprietär.
Der Industrial Data Space soll auch dieses Problem lösen: Die Plattform wird einheitliche Standards nutzen. Diese werden offen oder Open Source sein, denn die Initiatoren sind sich sicher, dass offene Standards wie beim Internet ein Erfolgsfaktor für den Industrial Data Space sein werden. Um Vertrauen unter den Beteiligten zu schaffen, wird sich jedes Unternehmen speziell zertifizieren lassen. Das Interesse der Unternehmen sei durchaus da, sagt Boris Otto, der das Fraunhofer-IML-Projekt leitet.
Internationales Interesse am Industrial Data Space
Anfang dieses Jahres wurde ein gleichnamiger Verein(öffnet im neuen Fenster) gegründet, der unter anderem Anforderungen definiert, sich um die Standards kümmert und einen Erfahrungsaustausch organisiert. Er soll später den Industrial Data Space betreiben.
Zu den Gründungsmitgliedern des Vereins gehören namhafte Unternehmen. Neben der Salzgitter AG und Thyssen Krupp sind das unter anderen der Automobilkonzern Volkswagen, der Maschinenhersteller Bosch, der Sensorhersteller Sick und die Versicherung Allianz. Auch international hat das Projekt schon Aufmerksamkeit erregt - nicht zuletzt durch die NSA-Affäre: Der US-Geheimdienst spionierte mutmaßlich Unternehmen in Europa aus .
Die Infrastruktur muss ausgebaut werden
Datensicherheit und Standardisierung sind allerdings nur zwei Voraussetzungen für eine Umsetzung von Industrie 4.0. Mindestens genauso wichtig ist nach Ansicht des Präsidenten der Fraunhofer-Gesellschaft, Reimund Neugebauer, ein Ausbau der Netzinfrastruktur. Nur mit Latenzzeiten im Bereich von einer Millisekunde sei es möglich, "Anlagen praktisch in Echtzeit aus der Entfernung zu steuern" , sagte er in einem Interview mit dem Handelsblatt(öffnet im neuen Fenster) . Bei der Infrastruktur gebe es aber, ebenso wie bei der vierten Voraussetzung, dem Maschinenlernen, noch Handlungsbedarf.
Für die Transportcontainer sind solche Latenzzeiten eher von geringer Bedeutung. Die Technik soll deshalb auch relativ schnell verfügbar sein: Bosch will im kommenden Jahr Traq herausbringen, eine Transportkiste, die mit einer vereinfachten Ausführung der I-Con-Technik ausgestattet ist.