Industrie 4.0 im Hochschul-Labor – Die Weiterentwicklung einer Modellfabrik

Abstract:
Eines der aktuellen Kernthemen in der Welt der Automatisierungstechnik ist die sogenannte Industrie 4.0. Mit der vierten industriellen Revolution wird, laut Strategie der Bundesregierung, die deutsche Volkswirtschaft insbesondere die industrielle Produktion um eine Stufe angehoben. Das neue Konzept soll die gesamte Wertschöpfungskette von der Produktidee bis zum Entwurf, zur Produktion sowie zur Wartungs- und Servicephase flexibler, kostengünstiger, energieeffizienter und intelligenter machen. Aus Sicht eines Automatisierungstechnikers bedeutet die „Revolution“ vor allem ein Wechsel von den jetzigen hierarchisch organisierten, klassischen speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) hin zu totalvernetzten cyberphysischen Syste-men (CPS). Mit dem Einsatz von neuen Technologien in der Wirtschaft wird es erforderlich, Anpassungen bei der Lehre vorzunehmen, nicht nur in der Berufsausbildung, sondern auch im Ingenieurstudium. Studierende müssen auf den Wandel vorbereitet werden, um wettbewerbs- und innovationsfähig zu sein. Zwar ändert sich nicht das gesamte Fachprofil. Etablierte Fachexpertise wird weiterhin von Automatisierungstechnikern erwartet, muss in Zukunft allerdings um Technologien für flexible Prozessketten ergänzt werden. Moderne Anlagen verfügen häufiger über z.B. Webschnittstellen, Fernzugänge und WLAN-Schnittstellen, die effizient, zielorientiert und sicher genutzt werden sollen. Im Allgemeinen wird das Internet der Dinge einen starken Einfluss auf die Prozesslandschaft haben. Um Neuerungen in der Lehre effektiv berücksichtigen zu können und die Anwendung des gelehrten Wissens zu ermöglichen, sind Weiterentwicklungen der vorhandenen Labore notwendig. Dabei kann bei ausreichenden Finanzmitteln selbstverständlich ein völlig neues Labor angeschafft werden, oder – etwas sparsamer – das vorhandene Labor weiterentwickelt werden. Letzteres wird in diesem Beitrag näher betrachtet und die ersten Erfahrungen am Institut für Elektrotechnik der Hochschule Magdeburg-Stendal (HSMD) werden vorgestellt. Dabei werden in Abschnitt 2 die neuen Anforderungen beschrieben, die bei der Umsetzung eines solchen Vorhabens erfüllt werden sollten. Die Planung und Teilumsetzung werden anhand eines Labors mit einer „Modellfabrik“ in Abschnitt 3 erläutert.