Bei Ihrem Rundgang im Elektronikwerk Amberg erlebte Bundeskanzlerin Angela Merkel Industrie 4.0 zum Anfassen

Bei Ihrem Rundgang im Elektronikwerk Amberg erlebte Bundeskanzlerin Angela Merkel Industrie 4.0 zum Anfassen. In Amberg verschmelzen virtuelle und reale Welt: Bereits heute kommunizieren dort Produkte mit Maschinen und sämtliche Prozesse sind IT-optimiert und -gesteuert. - Bild: Siemens

| von Susanne Nördinger

Architektur (architecture)
Kombination von Elementen eines Modells aufbauend auf Prinzipien und Regeln zum Zweck seiner Konstruktion, Weiterentwicklung und Nutzung

Archivwelt (archive world)
Gesamtheit aller Informationen in der Informationswelt, deren Gültigkeit oder Aktualität abgelaufen ist und die damit nicht mehr veränderbar sind

Anmerkung 1: Informationen, die an Gültigkeit oder Aktualität verlieren, werden in die Archivwelt übertragen.

Anmerkung 2: Es wird keine Aussage darüber getroffen, zu welchem Zeitpunkt Informationen von der Modellwelt oder Zustandswelt in die Archivwelt übertragen werden.

Asset
Gegenstand, der einen Wert für eine Organisation hat

Begriff
Denkeinheit, die aus einer Menge von Gegenständen unter Ermittlung der diesen Gegenständen gemeinsamen Eigenschaften mittels Abstraktion gebildet wird [DIN 2342-1]

Communication&Presentation-Klassifikation – CP-Klassifikation
Klassifikation der Kommunikations- und Identifikationsfähigkeit

Anmerkung: Aufgrund der Bedeutung der Kommunikationsfähigkeit und der Erkennbarkeit des Bekanntheitsgrads (Communication and Presentation – CP) kann die Zugehörigkeit eines Elements zu den jeweiligen Klassen in einer kombinierten CP-Ziffernnotation ausgedrückt werden. Eine solche Notation hat sich z. B. im Bereich der IP-Schutzklassen bewährt.

Beispiel: So entspricht CP33 z. B. einer individuell bekannten aktiv kommunikationsfähigen Komponenten, also z. B. einem klassischen Profibus-Feldgerät. Ein Sicherheitsbehälter, der in seinem Lebenszyklus überwacht und verwaltet wird, aber keinerlei Kommunikationsfähigkeit besitzt, hätte die CP-Klasse CP14.

Choreografierung zwischen Diensten
(selbstorganisierende) Interaktion von Dienstteilnehmern im Rahmen von übergeordneten Vorgaben

Cyber-Physical System
System, das reale (physische) Objekte und Prozesse verknüpft mit informationsverarbeitenden (virtuellen) Objekten und Prozessen über offene, teilweise globale und jederzeit miteinander verbundene Informationsnetze

Anmerkung: Optional nutzt ein CPS lokal oder entfernt verfügbare Dienste, verfügt über Mensch-Maschine-Schnittstellen und bietet die Möglichkeit zur dynamischen Anpassung des Systems zur Laufzeit.

CPS-Plattform (CPS platform)
Implementierung einer Kommunikations- und Systeminfrastruktur mit erforderlichen Management- und Produktivdiensten und definierten QoS(Quality of Service)-Eigenschaften zum effizienten Aufbau und der Integration von CPS für eine Anwendungsdomäne

Cyber-Physical Production System –CPPS
CPS, das in der Produktion eingesetzt wird

Dienst
abgegrenzter Funktionsumfang, der von einer Entität oder Organisation über Schnittstellen angeboten wird

Anmerkung: Die Definition ist nicht deckungsgleich mit der Definition von Services durch das OASIS-RM („Services are the mechanism by which needs and capabilities are brought together“).

Entität
eindeutig identifizierbarer Gegenstand, der aufgrund seiner Bedeutung in der Informationswelt verwaltet wird
Gegenstand
objektiv vorhandene, abgegrenzte und identifizierbare Einheit

Anmerkung 1: Ein Gegenstand kann virtueller oder physischer Natur sein.

Anmerkung 2: Ein Gegenstand kann sein: Gerät, Subsystem, Software, Plan, Lebewesen, Organisation oder Ähnliches.

Anmerkung 3: Ein Gegenstand hat einen Lebenslauf.

Horizontale Integration
Integration innerhalb einer funktionalen/organisatorischen Hierarchie-Ebene über Systemgrenzen hinweg

I4.0-Komponente
weltweit eindeutig identifizierbarer kommunikationsfähiger Teilnehmer bestehend aus Verwaltungsschale und Asset mit digitaler Verbindung (entspricht CP24, CP34 oder CP44) eines I4.0-Systems, der dort Dienste mit definierten QoS(Quality of Service)-Eigenschaften anbietet

Anmerkung 1: Die I4.0-Komponente bietet für ihre Dienste und Daten einen der Aufgabe angemessenen Schutz.

Anmerkung 2: Eine I4.0-Komponente kann ein Produktionssystem, eine einzelne Maschine oder Station oder auch eine Baugruppe innerhalb einer Maschine repräsentieren.

I4.0-System
System aus I4.0-Komponenten und Komponenten geringerer CP-Klassifizierung, das einem bestimmten Zweck dient, definierte Eigenschaften aufweist und standardisierte Dienste und Zustände unterstützt

Anmerkung 1: Ein System kann als Komponente in einem weiteren I4.0-System auftreten.

Anmerkung 2: Ein I4.0-System muss eine Relation zur I4.0-Plattform definieren.

I4.0-Plattform
Implementierung einer (standardisierten) Kommunikations- und Systeminfrastruktur mit erforderlichen Management- und Produktivdiensten und definierten QoS(Quality of Service)-Eigenschaften als Basis für den effizienten Aufbau und die Integration von I4.0- Systemen in einer Anwendungsdomäne.

Anmerkung 1: Um Interoperabilität sicherzustellen, muss einer I4.0-Plattform eine Referenzarchitektur zugrunde liegen.

Anmerkung 2: Eine I4.0-Plattform muss eine Relation zum I4.0-System definieren.

Individualbegriff
Begriff, der einen einzelnen Gegenstand/eine Instanz vertritt/benennt

Informationswelt
Ideen, Gedankenkonstrukte, Algorithmen, Modelle, sowie die Gesamtheit der Abbildungen der physischen Gegenstände und Menschen in virtueller Umgebung

Anmerkung 1: Der Betrachtungsrahmen der jeweiligen Gesamtheit muss definiert sein.

Anmerkung 2: Die Elemente der Informationswelt können über Semantik miteinander in Beziehung stehen.

Interoperabilität
Fähigkeit zur aktiven, zweckgebundenen Zusammenarbeit von verschiedenen Komponenten, Systemen, Techniken oder Organisationen

Anmerkung: Interoperation ist realisierte Zusammenarbeit.

Kernmodell bis Referenzmodell

Arbeiter steht an Montage-Linie für Scheuersaugmaschinen von Hersteller Kaercher
Mit einer Vielzahl technischer Neuerungen und Industrie 4.0-Elementen ist die Montage-Linie für Scheuersaugmaschinen laut Hersteller Kaercher funktioneller und flexibler als das bisherige System. - Bild: Kärcher

Kernmodell
Referenzmodell von grundlegenden Konzepten und Zusammenhängen, die einen allgemeinen Aspekt von Systemen betreffen

Komponenten-Manager
Organisator der Selbstverwaltung und des Zugriffs auf die Ressourcen der I4.0-Komponente, z. B. I4.0-Komponente, Gegenstand, fachliche Funktionalität, virtuelle Repräsentanz

Anmerkung: In vielen Dokumenten wird Komponenten-Manager als Ressource-Manager bezeichnet, dieser soll in Zukunft aber als Komponenten-Manager bezeichnet werden.

Modell
schlüssige, ausreichend detaillierte Abstraktion von Aspekten in einem Anwendungsbereich

Mensch-Technik-Interaktion
Zusammenarbeit zwischen Anwender und Technik, z. B. Computer, Maschinen oder CPS

Anmerkung 1: Realisiert durch menschen- und aufgabengerechte technische Systeme an der Schnittstelle zwischen Anwender und Technik.

Anmerkung 2: Umfasst die Analyse, Gestaltung und
Bewertung solcher Systeme.

Manifest
extern zugänglicher definierter Satz von Metainformationen, der Auskunft über die funktionalen und nicht funktionalen Eigenschaften der I4.0-Komponente gibt

Anmerkung: Das Manifest kann ähnlich zum Manifest
in der Informatik betrachtet werden.

Modellwelt
Gesamtheit aller Metadokumente, Pläne und Beschreibungen in der Informationswelt

Orchestrierung von Diensten
flexibles Verbinden von einzelnen Diensten für einen definierten Zweck

Anmerkung: Dies kann während der Planungsphase und/oder zur Laufzeit erfolgen.

Physische Welt
Gesamtheit real existierender Gegenstände und Menschen

Anmerkung 1: Reale Welt entspricht der physischer Welt.

Anmerkung 2: Geladene/im Speicher befindliche Software ist Teil der physischen Welt.

Anmerkung 3: Der Betrachtungsrahmen der jeweiligen Gesamtheit muss definiert sein.

Plug & Work
Interoperation zwischen zwei oder mehr Beteiligten mit minimalem Arbeitsaufwand herstellen, ändern oder auflösen

Anmerkung 1: Interoperabilität der Beteiligten wird vorausgesetzt

Anmerkung 2: Minimaler Aufwand kann sich je nach Stand der Technik ändern

Anmerkung 3: Plug & Play und Plug & Produce sind Synonyme/ähnliche Begriffe.

Referenzarchitektur
Modell für eine Architekturbeschreibung (für I4.0), die allgemein genutzt wird und als zweckmäßig anerkannt ist (Referenzcharakter hat)

Anmerkung: Eine Referenzarchitektur kann auf Basis eines Referenzmodells definiert werden.

Referenzmodell
Modell, das allgemein genutzt wird und als zweckmäßig anerkannt ist (mit Empfehlungscharakter), um spezifische Modelle abzuleiten

Sicherheit bis Zustandswelt

Hände halten Tablet in Fertigungshalle
Dezentrale Anlagenintelligenz, hohe Wandlungsfähigkeit, einfache Planung und Inbetriebnahme von Maschinen – in der Produktion der Zukunft ist Vernetzung allgegenwärtig; reale und virtuelle Welt wachsen zusammen. - Bild: Festo

Sicherheit
Zustand, der im technischen Kontext unter anderem die funktionale Sicherheit (functional safety), Zuverlässigkeit (reliability) und Informationssicherheit (IT security) umfasst

Anmerkung 1: Der deutsche Begriff der Sicherheit wird im Englischen in Security und Safety unterschieden.

Anmerkung 2: Aufgrund der Breite des Themenfelds wird diese Begriffsdefinition nicht weiter ausdetailliert.

Service-Orientierung
Paradigma, das das einfache Austauschen, Hinzufügen und Entfernen von lose gekoppelten Diensten ermöglicht

Smart Factory
Fabrik, deren Integrationsgrad eine Tiefe erreicht hat, die Selbstorganisationsfunktionen in der Produktion und in allen die Produktion betreffenden Geschäftsprozessen ermöglicht

Anmerkung: Das virtuelle Abbild der Fabrik ermöglicht intelligente Entscheidungen. Ziel ist die Steigerung von Effizienz, Effektivität, Flexibilität und/oder Wandlungsfähigkeit.

Smart Product
hergestelltes oder gefertigtes (Zwischen-)Produkt, das in einer Smart Factory die Kommunikationsfähigkeit (nach außen) zur Vernetzung und intelligente Interaktion mit anderen Produktionsteilnehmern mitbringt

Anmerkung 1: Das Produkt ist ein hergestellter oder gefertigter Artikel oder Halbzeug

Anmerkung 2: Ein digitales Abbild ist Teil der Produkt-Intelligenz und kann auf dem Produkt selbst, aber auch räumlich entfernt davon lokalisiert sein.

Anmerkung 3: Eindeutige Identifikation und produktbezogene Informationen des Produkts ermöglicht die Verknüpfung des Produkts mit der Smart Factory.

Smart Production
Dialog zwischen Smart Factory und Smart Product

vertikale Integration
Integration innerhalb eines Systems über funktionale/organisatorische Hierarchie-Ebenen hinweg

Verwaltungsschale
virtuelle digitale und aktive Repräsentanz einer I4.0-Komponente im I4.0-System

Anmerkung: Eine Verwaltungsschale enthält das Manifest und den Komponenten-Manager.

Wertschöpfungskette
Sequenz von Wertschöpfungsprozessen (linear oder hierarchisch, formal bedeutet das: azyklisch gerichtet)

Anmerkung: Unternehmensgrenzen sind für eine Wertschöpfungskette/Wertkette nicht zwingend relevant.
Wertschöpfungsnetzwerk – Wertschöpfungssystem
Netzwerk/System aus Wertschöpfungsketten/Wertketten, das sowohl Querverbindungen als auch Abhängigkeiten zwischen diesen beinhalten kann

Wertschöpfungsprozess
Prozess, aus dem ein für Abnehmer wertvolles Gut
entsteht

Anmerkung 1: Die betrachteten Güter können dabei nicht nur materiell (z. B. Rohstoffe, Produkte), sondern auch immateriell (z. B. Wissen, Daten, Dienstleistung) sein.

Anmerkung 2: Wertbestimmung und Preisfindung werden hier nicht betrachtet.

Anmerkung 3: Wertschöpfungsprozesse sind Wertaktivitäten nach Porter.

Zustandswelt (state world)
Gesamtheit der aktuell erfassten Informationen in der Informationswelt

Quelle: VDI

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