Industrie 4.0 – Dezentralisierung bestehender Produktionssysteme durch kostengünstige Einplatinenrechner

Das Paradigma Industrie 4.0 bietet produzierenden Unternehmen große Potentiale hinsichtlich Flexibilitäts- und Produktivitätssteigerungen. Bei der Umsetzung des Paradigmas stehen die Unternehmen jedoch häufig vor der Herausforderung bestehende Produktionssysteme dezentralisieren und mit einer inhärenten Intelligenz nachrüsten zu müssen. Hierfür existieren allerdings noch keine fertigen "Out of the box"-Lösungen, sodass hohe Investitionskosten für die Konzeption und Inbetriebnahme kundenspezifischer Lösungen entstehen. Kosten die kleine und mittlere Unternehmen (KMU) häufig nicht aufbringen können, wodurch ihnen die Umsetzung von Industrie 4.0 wesentlich erschwert wird. Vor diesem Hintergrund besteht ein erheblicher Bedarf an kostengünstigen Ansätzen für den Einstieg in Industrie 4.0. In diesem Beitrag wird ein Konzept zur Dezentralisierung bestehender Produktionssysteme auf Basis kostengünstiger Einplatinenrechner (engl.: Single Board Computer) am Beispiel des Raspberry Pi vorgestellt. Dabei wird jede Komponente eines bestehenden Produktionssystems mit einem Einplatinenrechner bestückt, der anschließend die Anbindung der Komponente an das Produktionsnetzwerk, dessen Rolle sowie die dafür notwendige Datenverarbeitung regelt. Zudem übernimmt der Einplatinenrechner die Kommunikation der Komponente innerhalb des gesamten Netzwerks. Das Konzept umfasst eine Kommunikationsarchitektur für ein Produktionsnetzwerk sowie die darauf aufbauende dezentrale Materialflusssteuerung. Die Absicherung erfolgt anhand von Materialflusssimulationen. Notwendige Erweiterungsmaßnahmen, wie bspw. die Anbindung der SBC an die Produktionsressourcen, zur Umsetzung des Konzepts runden den Beitrag ab.