Digitalisierung und Industrie 4.0

Die Digitalisierung verbindet die reale, analoge Welt in der wir leben mit der virtuellen, digitalen Welt, die in Computern entstanden ist und sich rasant weiter entwickeln und ausweiten wird.

Antrieb dafür sind die zum Teil erheblichen zeitlichen und finanziellen Vorteile, die durch die Verbindung dieser beiden Welten entstehen. Aber auch die neuen Eindrücke und Erlebnisse, die wir in der virtuellen Welt, der Virtual Reality, erfahren.

Wir Menschen erschaffen daher - schon seit Erfindung der Computer in den 1960iger Jahren, aber extrem verstärkt seit Erfindung des Internets und der mobilen Computer – parallel zu unserer „realen Welt“ eine zweite „virtuelle Welt“, in der nach und nach jedes reale Objekt (Lebewesen oder Gegenstand) einen "Digital Twin", d.h. einen „virtuellen“ oder „digitalen Zwilling“ bekommt und sich dort mit anderen digitalen Zwillingen oder rein virtuellen Objekten bewegt und interagiert.

Erkennbar ist, dass schon bald durch die Anwendung künstlicher Intelligenz auch rein virtuelle Objekte zuerst andere, neue, virtuelle Objekte erschaffen werden und sie danach auch neue, reale Objekte erschaffen werden.

Weshalb diese „virtuelle Welt“ mit den vielen „digitalen Zwillingen“?

Die Vorteile gegenüber der realen Welt

Die unterschiedlichen, neuen IT-Technologien, die in den letzten Jahren entwickelt wurden, ergeben zahlreiche Vorteile, die Unternehmen für sich nutzen können. Einige dieser neuen Technologien kennt man bereits unter den Begriffen wie 'Mobile Computing', 'Apps', 'Cloud', 'Big Data', 'Virtual Reality', 'Augmented Reality', 'Mixed Reality', 'Predictive Maintenance', 'Robotic', 'Additive Manufacturing' und viele mehr.

Für den Einzelnen ist derzeit jedoch noch oft recht schwer erkennbar, welchen Nutzen er aus diesen, zum Teil recht abstrakten Begriffen konkret für sich ableiten kann. Daher hier eine kurze Übersicht.

Nutzen Sie die virtuelle Welt als ‘Zeitmaschine‘ für fundierte Entscheidungen
Durch Simulationen können Sie die Konsequenzen Ihrer Entscheidungen schon früh vor ihrer Realisierung analysieren. Sie können damit Probleme zeitig erkennen und vermeiden oder generell bessere Lösungen schaffen. Simuliert werden kann derzeit: Struktur, räumliche Anordnung, optisches Erscheinungsbild, Prozesse, physikalische Abläufe, Fertigung, Montageabläufe, Handling und Service.
Sie haben Prozess-Sicherheit

Wettbewerbsvorteil durch Produktoptimierung
Konzepte, Ideen, Alternativen, Szenarien können in Simulationsmodellen vor der Realisierung analysiert und optimiert werden. Dadurch sind für diese Erkenntnisse weniger oder oft gar keine Prototypen mehr erforderlich. Heute noch wesentlicher ist jedoch: Das interne Spezial-Wissen wächst deutlich schneller und ist nicht mehr in einzelnen Personen gebündelt.
Sie bauen Ihren technischen Vorsprung aus
Reduzierung von Entwicklungszeit und -kosten
Produktentwicklung und -optimierung erfolgen im Simulationsmodell mit geringem Personal und Materialeinsatz. Versuche können verkürzt oder vermieden werden.
Sie sparen Kosten und verkürzen gleichzeitig Ihr „Time to Market"
Unterstützung für den Vertrieb
Funktionen und Vorteile Ihrer technisch anspruchsvollen Produkte können mit Hilfe der Simulation detailliert und optisch ansprechend demonstriert werden. Ein Produktkonfigurator hilft Ihren Kunden beim Entscheidungsprozess und Ihnen bei der Umsetzung realisierbarer Lösungen.
Sie können Ihre Kunden leichter überzeugen und gleichzeitig wirtschaftlicher arbeiten

Besserer Service
Durch Kombination der unterschiedlichen Technologien ist es Ihrem Service möglich, schneller und effektiver zu handeln. Falls erwünscht, können Sie Ihren Kunden sogar bessere Möglichkeiten zur Verfügung stellen, wie sie einen Teil des Service selbst übernehmen können. Das entlastet Ihren Service und hilft den Kunden, die Einsatzzeit Ihrer Lösungen zu erhöhen.
Sie bekommen zufriedenere Kunden

Entstehungsgeschichte

Ein kurzer Blick auf die Geschichte der Digitalisierung hilft, die unterschiedlichen Arten und Ihre typischen Anwendungen kennen zu lernen.

Zuerst waren es nur manuell erfasste Daten:

Wahlen: Holleriths Maschinen als Automatisierungs-Hilfsmittel
Geldverkehr: Banken, Versicherung, Finanzamt
Entwicklung, Konstruktion und Produktion: Technische Daten

Danach kamen zusätzlich konvertierte Daten:

Scans: FAX, Papierscans
Fotos: JPG, RAW
Musik: CD, MP3
Videos: AVI, MP4

Aktuell ergänzt um viele, durch Sensoren erfasste Daten

Sensoren kann man dabei als Ersatz oder Erweiterung unserer 5 Sinne betrachten.

Sehen: Auge / elektromagnetische Wellen / Fotochip => Bildschirm
Hören: Ohr / Schallwellen / Mikrophon => Lautsprecher
Fühlen: Tastnerv / Taster => Aktor
Riechen: künstliche Nase (Prototyp)
Schmecken: künstliche Zunge (?)

Und aus Kombinationen der genannten Arten Raumscans, Digitale Zwillinge, uvm.

Cloud-Lösungen

Cloud-Lösungen sind prinzipiell die Übertragung der Techniken der internen Netzwerke auf das Internet. Daher haben sie eben auch die selben Vor- und Nachteile wie diese. Sie stellen zentral größere Rechen- und Speicherleistungen günstiger zur Verfügung, sind oft die 'Single Source of Truth' und helfen daher sehr beim Arbeiten in Teams. Auf der anderen Seite benötigen sie - da sie im Internet von überall erreichbar sind - besondere Sicherheitssysteme zum Schutz der Daten.

Zwar helfen immer mehr Normen, Sicherheitsstandards zu etablieren. Sie haben sich jedoch noch nicht soweit durchgesetzt, sodass die Akzeptanz von Cloud-Lösungen im deutschsprachigen Umfeld erst allmählich steigt, obwohl die Vorteile schon von vielen erkannt und gewünscht sind.

Generell kann man drei unterschiedliche Arten von Cloud-Lösungen nennen: Die 'Public Cloud', die 'Private Cloud' und als Kombination aus beiden die 'Hybrid Cloud'.

ARNOLD IT Cloud

Ihre „Private Cloud“ für das Teamwork mit Anwendern außerhalb Ihres internen Netzwerks (z.B. in Ihrer DMZ oder bei Ihrem Provider des Vertrauens) mit Gruppen- und User-Berechtigungen.

Autodesk A360

Ob Sie mit anderen Benutzern an einem Mockup arbeiten oder ein 3D-Bild rendern: Mit den zusätzlichen Cloud-Services für Ihre Autodesk-Software erledigen Sie Ihre Arbeit schneller.
Beenden Sie rechenintensive Aufgaben in Minuten oder Stunden anstatt Tagen.

Arbeiten Sie mit so vielen Personen zusammen wie Sie wollen
Rendern Sie 3D-Bilder und führen Sie eine Vielzahl von Analysen durch – nahezu jederzeit und überall
Aktualisieren Sie Projektpläne sofort zusammen mit Ihrem Team über Ihre Mobilgeräte
Weiten Sie die BIM-Verwaltung auf das gesamte Team aus
Verbessern Sie Qualität, Sicherheit und Auftragsvergabe direkt vor Ort und außerhalb des Büros.

Autodesk BIM 360 Team

Autodesk BIM 360 Team ist ein Werkzeug für die Zusammenarbeit, mit dem Ingenieure und Konstrukteure 2D- und 3D-Konstruktions- und Projektdateien in einem zentralen Arbeitsbereich anzeigen, teilen und leicht auffinden können. Projekte, Dateien und Teams werden stets aktuell gehalten, ob im Büro oder unterwegs.

Big Data

Generell kann Big Data als ‚Dataset‘ definiert werden, dass die Grenzen und Möglichkeiten der konventionellen IT übersteigt. Big Data umfasst alles, was mit herkömmlichen Technologien aufgrund der Datengröße nicht mehr funktioniert, d. h. große Datenmengen erfassen, speichern, durchsuchen, verteilen, analysieren und visualisieren.

Welche Voraussetzungen sind erforderlich?

Größerer IP-Nummern Bereich IP4 => IP6
NoSQL-Datenbanken

Suche und Analyse per statistischer Mustererkennung:

Spracherkennung
Gehirnströme
Ähnlichkeitssuche (Fotos, CAD)
Gesichtserkennung

Künstliche Intelligenz

Im Allgemeinen bezeichnet Künstliche Intelligenz den Versuch, menschenähnliche Intelligenz nachzubilden. Das Ideal besteht darin, einen Computer oder ein autonomes Robotersystem so zu programmieren, dass dieses eigenständig Probleme lösen, mit Menschen kommunizieren und sich in der Welt zurecht finden kann.

Weshalb seit 1960 wenig erfolgreich und plötzlich Siri, Google, Amazon Alexa, Microsoft, Cortana?

Künstliche Intelligenz ist plötzlich wieder überall. Aber sie kommt nicht so, wie man sich das in den siebziger oder in den 90er Jahren vorgestellt hat. Sondern sie kommt in Form kleiner praktischer Lautsprecher, wie hier von Amazon und Google und in der Form neuer Funktionen unserer Smartphones und PCs.

Mehr und mehr sind wir also von so genannten „intelligenten“ Geräten umgeben, die uns kontinuierlich zuhören und dabei versuchen, so gut es geht unsere Wünsche zu verstehen. Das ist möglich geworden, weil diese Geräte aufgenommene Sprache in die Cloud schicken und dort hat es wirklich ein paar technische Durchbrüche gegeben, die vor wenigen Jahren kaum jemand für möglich gehalten hätte:

praktisch fehlerfreie Spracherkennung
verbesserte Computer-Übersetzungen
Autonomes Fahren steht vor dem Durchbruch

2 weitere & entscheidende Faktoren für die massiven Durchbrüche:

Erstens: Der Aufbau riesiger Rechenzentren, mit denen die Cloud betrieben wird, hat enorme Investitionen in Computerleistung und auch in neue Technologien, beispielsweise von Nvidia ermöglicht.
Aber noch entscheidender ist der zweite Aspekt: Künstliche Intelligenz, so wie wir sie heute kennen, ist an sich erstmal ohne Wissen. Sie muss mittels Machine Learning lernen und dazu braucht sie Daten, sehr viele Daten. Diese Daten stehen heute zur Verfügung: Das Internet, die Cloud und vor allem auch das „Internet der Dinge“ speichern immer mehr Daten und die kleinen, smarten Assistenten von Amazon, Google, Microsoft und Apple leisten einen wichtigen Beitrag dazu. Das führt dazu, dass die Menge der weltweit gespeicherten Daten massiv ansteigt.

Industrie 4.0

Der Begriff Industrie 4.0 steht für die vierte industrielle Revolution, einer neuen Stufe der Organisation und Steuerung der gesamten Wertschöpfungskette über den Lebenszyklus von Produkten. Mit ihr nehmen auch Virtual Reality und Augemented Reality in der Industrie ihren Einzug. Samt deren Anwendungen wie einem Digital Twin oder einem Produktkonfigurator.

Dieser Zyklus orientiert sich an den zunehmend individualisierten Kundenwünschen und erstreckt sich von der Idee, dem Auftrag über die Entwicklung und Fertigung, die Auslieferung eines Produkts an den Endkunden bis hin zum Recycling, einschließlich der damit verbundenen Dienstleistungen.

ARNOLD IT Technologie Training

Starter-Box für Entscheider "Industrie 4.0 für KMU"

Die Folgen davon, ob, wie schnell und wie intensiv sich Unternehmen mit der Digitalisierung beschäftigen, kann den zukünftigen Erfolg oder Misserfolg entscheidend beeinflussen.

Daher ist dieses Thema generell eins, das die Geschäftsführung persönlich kennen lernen muss, um die richtigen Schritte in die richtige Richtung tun zu können.

Aus diesem Grund haben wir speziell dafür ein maßgeschneidertes Paket erstellt.

Inhalt:

Vorwort + Buch zum Thema „Industrie 4.0“
Workshop-Paket "Erste Schritte zum Erfolg"
- 1 Tag Überblick in relevante Themenbereiche
- 1/2 Tag "Einweisung in neue IT, Web 2.0 und Apps"
- 1/2 Tag Infrastruktur Cloud und NoSQL
- 1/2 Tag Big Data und KI mit einfachen Nutzen-Beschreibungen
- 1/2 Tag "Wie sammle ich schnell viel gute Daten"
- 1/2 Tag "Sales Konfiguratoren"
- 1/2 Tag "Smart Factory an praktischen Beispielen
- 1/2 Tag "Pred Maint" und AR inkl. Service-Brille
- 1 Tag Beratung vor Ort durch FZI
- 1/2 Tag Dokumentation
- 1/2 Tag 'Prototyp mit echtem Einsatz‘
- Muster-Beispiel + realisierte Lösungen
- Aufzeigen von 2 möglichen Start-Projekten

Folge-Paket:

Unterstützung für Projekt-Anträge
Unterstützung in den Projekten durch Experten