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Freitag, 20.10.2017
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So sieht die Automatisierungstechnik der Zukunft aus

Automatisierung

Der Fortschritt in der Automatisierungstechnik ist ein Teil der digitalen Revolution. Die Aufgaben für die menschlichen Arbeitskräfte verändern sich drastisch. Eine Führungsrolle in dieser Entwicklung ist für die deutsche Wirtschaft unabdingbar, will man international auf dem globalisierten Wirtschaftsmarkt konkurrenzfähig bleiben. Zwar schlägt das Herz des Maschinenbaus bekanntlich im Süden der Republik, doch einige führende Hersteller und Entwickler der Automatisierungstechnik sitzen im Ruhrgebiet. Die Zukunft der Branche wird einen erheblichen Einfluss auf den Markt haben.
Die Automatisierungstechnik ist ein zentraler Teil der digitalen Revolution.

Die Automatisierungstechnik ist ein zentraler Teil der digitalen Revolution.

Automatisierungstechnik als digitaler und wirtschaftlicher Fortschritt


Kommt die digitale Revolution zur Sprache, geht mit ihr häufig unmittelbar die Automatisierungstechnik als Themenschwerpunkt einher. Sie stellt einen zentralen Bestandteil der digitalen Entwicklung dar. Die Arbeitskraft des Menschen wird in vielen Bereichen nicht mehr benötigt oder zumindest verändert sich das Aufgabenfeld drastisch. Doch bevor die Technologie als arbeitsstellenvernichtendes Zukunftsgebilde abgestempelt wird, lohnt es sich, einen genaueren Blick auf die Automatisierungstechnik zu werfen.

Die Automatisierungstechnik entstammt dem Maschinenbau sowie der Elektrotechnik. Ingenieurswissenschaften und Technik ergänzen sich, um Anlagen, Maschinen und Prozesse zu automatisieren, so dass sie ohne oder mit möglichst wenigen Eingriffen menschlicher Arbeitskräfte ihre vorgesehene Arbeit verrichten können. Je autonomer die Maschinen und Anlagen arbeiten, desto größer ist der Automatisierungsgrad.

Optimierungen in den Bereichen der elektronischen Signalerfassung und -verarbeitung haben den Automatisierungsgrad in den letzten Jahren beachtlich steigern können. Mit der Verbesserung der Automatisierungstechnik werden folgende Ziele aus Sicht der Unternehmen als auch aus der Perspektive der Arbeiter verfolgt:
  • Die Arbeiter werden entlastet, speziell im Hinblick auf herausfordernde und anstrengende Tätigkeiten, die im Routine-Ablauf einige Gefahren bergen
  • Qualitätsverbesserungen durch Fehlervermeidung
  • Erhöhung der Leistungsfähigkeit der Anlagen und Maschinen
  • Verminderung der Personalkosten
  • Automatisierungstechniken werden für die Unternehmen attraktiver

Die menschliche Arbeitskraft kann so in vielen Bereichen entlastet oder gar ersetzt werden. Das bedeutet allerdings nicht, dass sie als solches überflüssig wird. Sie wird durch die fortschreitende Digitalisierung der Arbeitswelt nur grundlegend verändert. Das Hauptaugenmerk, speziell in der Industrie, wird künftig noch stärker auf Bereichen liegen wie beispielsweise:
  • Beseitigung von Störungen
  • Nachschub von Material bereitstellen
  • Abtransport und Lieferung von Fertigteilen
  • Wartung der Maschinen und Anlagen

Herz im Süden – Gehirn in NRW


Die Technologiezentren und Standorte für die Automatisierungstechnik liegen, anders als man vielleicht im ersten Moment denken mag, nicht nur im Süden, wo das Herz des Maschinenbaus schlägt. Einige der wichtigsten Forschungszentren für Automatisierungstechnik wie auch verschiedene führende Unternehmen aus diesem Sektor sind in Nordrhein-Westfalen ansässig. Dabei spielt ein Netzwerk eine besonders tragende Rolle für die Innovations- und Wirtschaftskraft von Nordrhein-Westfalen.

Es handelt sich um „it‘s OWL“, Intelligente Technische System in Ostwestfalen-Lippe. Dieses Technologie-Netzwerk stellt ein sogenanntes Spitzencluster dar und beheimatet über 170 Organisationen, Unternehmen, Forschungseinrichtungen und Hochschulen. Der Name entspringt einer Auszeichnung des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF), die längst nicht jeder Kooperation verliehen wird. Der Wettbewerb des BMBF wurde im Jahr 2007 ins Leben gerufen und zeichnet seither in drei Tranchen regelmäßig Spitzencluster aus.

„it’s OWL“ schaffte es damals, sich gegen starke Konkurrenz mit dem Themenschwerpunkt „Intelligente Systeme“ durchzusetzen und erhielt deswegen im Gegenzug in den letzten fünf Jahren Fördergelder in Höhe von 40 Millionen Euro. Hinzu kamen nochmals weitere 60 Millionen Euro durch die Clusterpartner. Im Technologie-Netzwerk befinden sich auch zahlreiche Hersteller und Entwickler von Automatisierungstechnik, die sich unter anderem schwerpunktmäßig mit den folgenden Themen befassen:
  • Selbstoptimierung
  • Mensch-Maschine-Interaktion
  • Intelligente Vernetzung
  • Energieeffizienz
  • Systems Engineering

Digital in NRW - Digitalisierung für den Mittelstand im Smart Automation Lab der RWTH Aachen

Automatisierungstechnik heute und in Zukunft


Als Themenschwerpunkt wird beispielsweise die Integration der Selbstoptimierung in Maschinen und Produktionssystemen erforscht. Das bedeutet im Klartext: Die Maschinen und Anlagen sollen den Grad an Intelligenz erlangen, der eigenständig Probleme analysiert und gleichzeitig optimiert – ein zukunftsträchtiger Bereich, der die technologische Weiterentwicklung noch vor große Herausforderungen stellen wird.

Ebenso liegen die Schwerpunkte der Automatisierungstechnik der Zukunft in den globalen Problemfeldern:
  • Energietechnik (beispielsweise Dezentrale Steuerungstechnik und Energiemanagementsysteme),
  • Mobilitätstechnik (beispielsweise Elektrische Antriebssysteme, Intelligente Ladeinfrastruktur und Integriertes Energiemanagement)
  • Umwelttechnik (beispielsweise Online-Analysesysteme, Intelligente Sensorik und Autonome Leitungsüberwachungssysteme).

Weitere Herausforderungen stellen zudem
  • die Bedienung (mehrere Nutzer müssen auf unterschiedliche Arten ein System bedienen können),
  • der Energieverbrauch (natürliche Ressourcen neigen sich dem Ende entgegen),
  • die Kosten (auch künftig bestimmen die Kosten die Konkurrenzfähigkeit)
  • und die Verlässlichkeit (Systeme müssen zuverlässig, fehlerfrei und sicher laufen) dar.

Währenddessen liegt der Schwerpunkt der heutigen Automatisierungstechnik vor allen Dingen auf der Automatisierung von technischen Produkten, Systemen und technischen Anlagen. Komplexe Prozesse müssen durch zahlreiche Sensoren analysiert und gesteuert werden. So sind bereits jetzt Entwicklungsschritte im Bereich des maschinellen Lernens, der intelligenten Steuerungs- und Regelungskonzeption sowie eine Optimierung der Verlässlichkeit unabdingbare Eckpfeiler in der Entwicklung der Automatisierungstechnik.

Um diese so entwickeln zu können, müssen die Maschinen und Anlagen schon heute höchsten Ansprüchen im Gebiet der Informations- und Kommunikationstechnik genügen. Mechatronische Systeme benötigen hierfür eine Art Teilintelligenz. Nur so ist eine flexible und autonome Selbstoptimierung möglich. Zudem wurde bereits das enorme Entwicklungspotenzial im Bereich der interaktiven Bedienung von Maschinen entdeckt.

So könnte die Steuerung einer Maschine oder Anlage künftig per Sprache, durch Berührungen oder auch durch reine Gestik betrieben werden. Angesichts einer dauerhaft alternden Belegschaft und einem großen Fachkräftemangel ist der Erhalt der vorhandenen Spezialisten und Arbeitnehmer im Unternehmen umso wichtiger. Deren Arbeitsschritte können durch die Automatisierungstechnik erheblich einfacher gestaltet werden.

Auch die Technologiefelder „Virtual Reality“ und „Augmented Reality“ spielen in der künftigen Entwicklung beispielsweise in der Effizienzsteigerung eine große Rolle. Intelligenz, dynamische Vernetzung und Koordination sind daher die Schlagworte der Automatisierungstechnik von morgen. Intelligente technische Systeme müssen in der Lage sein, miteinander zu kommunizieren und auf Veränderungen in ihrer Umwelt oder im Fertigungsprozess an sich zu reagieren und eigenständig notwendige Optimierungen einzuleiten.
( , 09.10.2017 - )
 
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