Das physikalische Verständnis bleibt elementar

Das Round-Table- Gespräch moderierte Michael Corban, Chefredakteur, develop3

develop3: Im Rahmen von Industrie-4.0-Konzepten spielen Sensoren als ‚Augen und Ohren‘ einer Fabrik eine große Rolle. Sie werden deutlich mehr Informationen liefern als heute – Stichwort Big Data. An welcher Stelle steht die Sensorik hier heute und was muss folgen?

Adolphs (Ausstellerbeirat): In den letzten 25 Jahren hat die Sensorik sich bereits extrem weiterentwickelt; insbesondere dadurch, dass leistungsfähigere Controller-Bausteine ‚bezahlbar‘ wurden. Ganz entscheidend wird nun sein, dass die Sensoren dann auch hochwertige Informationen in ein System einspeisen! Betrachtet man traditionelle Anlagen, werden häufig nur Schaltsignale abgefragt – die in einem Messgerät vorliegenden, wirklich hochwertigen Informationen werden im Rahmen der Automatisierung oft gar nicht verwendet. Einer der Gründe dafür ist sicherlich, dass es teilweise sehr aufwändig ist, diese Information an die richtige Stelle zu transportieren – aus Sicht der Sensorhersteller setzen wir hier unsere Hoffnungen auf Industrie 4.0. Denn damit sollte es leichter möglich sein, hochwertige analoge und vielleicht auch mit mehr Parametern versehene Messwerte an die richtige Stelle zu liefern.

Huber (ZVEI): Die Sensorik wird sich in diesem Sinne auch klar in Richtung der Analytik entwickeln. Heute messen wir Umgebungsbedingungen wie etwa Temperatur oder Druck, weil wir die eigentliche Messgröße nicht erfassen können. Das wird uns aber mit Fortschritten in der Analysetechnik gelingen – was zu einer deutlich reduzierten, gleichzeitig aber hochwertigeren Instrumentierung führen wird.

develop3: Dennoch wird die Menge der Daten zunehmen…

Bürger (VDMA): …weswegen das Schlüsselwort ‚Information‘ heißt! Wir müssen die Frage beantworten, wie sich aus der Menge an Daten für den Anwender nutzbare Informationen gewinnen lassen. Hier werden völlig neue, mathematische Methoden notwendig sein, um aus der Masse an Daten eben genau diese relevanten Informationen zu generieren.

Frey (Kongresskomitee): Um diese zu generieren, benötigt man zudem Know-how – es wird nicht genügen, rein auf datenbasierte Methoden zu setzen. Erst mit Wissen und entsprechenden Modellen lassen sich die vorliegenden Daten interpretieren – und speziell hier können wir noch sehr viel besser werden. Ein kritischer Punkt ergibt sich übrigens mit Blick auf das Thema Security: Was ist etwa mit Daten, die man zur Laufzeit von Produkten erhebt? Dürfen wir diese beziehungsweise sollten wir sie überhaupt nutzen?

Huber (ZVEI): Die Frage, wie sich aus Daten Informationen gewinnen lassen, beeinflusst zudem stark das Ingenieurwesen. Während man in der Automatisierungstechnik noch klassisch nach V-Modell entwickelt, arbeiten die Software-Spezialisten bereits mit der Agilen Software-Entwicklung. Geht es nun um Themen wie Big Data, ist aus meiner Sicht auch ein Wandel in der Lehre erforderlich – sowohl Ingenieure als auch Informatiker betreffend. Nur so lassen sich zukünftig Aufgaben der Automatisierung lösen.

Frey (Kongresskomitee): Dazu eine Bemerkung: Natürlich sollte ein Automatisierungstechniker, der klassischerweise ein Ingenieur ist – entweder des Maschinenbaus oder der Elektrotechnik – heute verstärkt über Informatikkenntnisse verfügen; es gibt bereits Studiengänge, die aus der Informatik heraus diesen Bereich bedienen. Nach wie vor sollte ein solcher Ingenieur aber immer noch physikalische Kenntnisse besitzen, um die zu behandelnden Prozesse zu verstehen – hier landet man wieder beim Thema Modelle. Ansonsten besteht eine gewisse Gefahr darin, dass man aufgrund der großen und einfachen Verfügbarkeit von Daten auf rein datenbasierte Modelle setzt, rein statistische Modelle – ohne das tiefere Prozessverständnis zu besitzen. Möglicherweise bin ich da etwas altmodisch, aber dies halte ich für den falschen Weg. Ein Ingenieur, der eine Anlage plant und betreibt, sollte die darin ablaufenden Prozesse verstehen und nicht rein auf Basis von Black-box-Datenmodellen arbeiten.

develop3: Das fordert dann auch eine disziplinübergreifende Zusammenarbeit – wie etwa die von Spezialisten der IT und Automatisierung. Müssen wir hier weitere Anstrengungen unternehmen?

Huber (ZVEI): Ich denke, dass dies vor allem ein Zeitproblem ist. Heute sind Automatisierung und IT noch unterschiedliche Disziplinen, die müssen erst zusammenkommen – das haben wir bei der Industrie-4.0-Spezifikation gelernt. Das wird noch ein paar Jahre dauern. Sicher ist aber, dass wir uns gegenseitig verstehen müssen.

Bürger (VDMA): Der Maschinenbau kommt ja auch zunehmend mit IT-Themen in Berührung. Genannt wurden bereits agile Entwicklungsmethoden, Security oder Big Data. Aktuell wird die Verbindung unter dem Dach der Unternehmen geschlossen, die Produkte entwickeln. Ich bin aber sehr zuversichtlich, dass in der Lehre nach und nach ein Umdenken erfolgen wird und auch die Ausbildung in diese Richtung gehen wird. Seitens des VDMA gibt es zudem Bestrebungen, verschiedene Fachverbände zusammenzubringen. Aktuell identifiziert beispielsweise der Fachverband Elektrische Automation zusammen mit den Kollegen aus dem Fachverband Software Themen, um die Zusammenarbeit in Arbeitskreisen zu fördern. Beispiele sind wiederum Themen wie Security oder auch App-Anwendungen für die Maschinenbedienung.

Adolphs (Ausstellerbeirat): Wenn man heute in Entwicklungsabteilungen blickt, arbeiten dort Physiker, Ingenieure und Informatiker gemeinsam an Projekten. Dass natürlich der ‚Wortschatz‘ dieser drei Gruppen nach wie vor nicht ganz deckungsgleich ist, liegt in der Natur der Sache – das macht es aber auch spannend und interessant. Ich denke, wir lernen gerade, miteinander umzugehen – gewisse Eigenheiten werden die Disziplinen aber behalten. Der eine denkt mehr in Datenmodellen, der andere ist näher an der Physik – das zusammenzubringen, bringt den Mehrwert.

Frey (Kongresskomitee): Exakt, Ziel kann sicher nicht sein, jemanden auszubilden, der ‚alles‘ kann – das würde dann ein Generalist, der zwar alles aber nichts richtig kann. Ziel muss sein, dieses Verständnis, das im Moment doch eher erst in den Abteilungen der Unternehmen im Laufe des Projekts zustande kommt, schon während des Studiums zu lehren.

develop3: An dieser Stelle kann ja auch eine Messe einiges bewirken. Welche Rolle kann hier die SPS IPC Drives künftig spielen?

Thoma (Mesago Messe Frankfurt): Die SPS IPC Drives konnte sicherlich schon in den zurückliegenden Jahren zur erfolgreichen Entwicklung der Automatisierung beitragen; hier trifft sich der Markt seit 25 Jahren und oft vibriert die Luft regelrecht. Unser Ziel und Anspruch ist es deshalb auch, Anbieter, Anwender, Wissenschaftler sowie Verbände wie VDMA und ZVEI zusammenzubringen – im Sinne eines Ideenfestivals. Dabei bleibt die Automatisierung immer ein Treiber technischer Weiterentwicklung; sie ist eine Enabler-, eine Schlüssel-Technologie für mehr Energieeffizienz, Qualität und Produktivität. Und ihre Einsatzgebiete sind unzählig, die fortschreitende Digitalisierung wird hier noch mehr Möglichkeiten eröffnen.

develop3: Muss sich die Messe denn auch neuen Themen – etwa rund um Security – öffnen?

Thoma (Mesago Messe Frankfurt): Die SPS IPC Drives konzentriert sich natürlich auf die elektrische Automatisierung, das ist ihr Profil. Angesichts der vielen Facetten von Automatisierung, die wir hier bereits angesprochen haben, darf das aber kein starrer Rahmen sein; die Veranstaltung muss sich natürlich den Anforderungen anpassen. Beispiele der jüngeren Vergangenheit sind etwa das Zusammenwachsen von Prozess- und Fabrikautomatisierung, die Bildverarbeitung oder eben die IT und die Rolle innerhalb der Automatisierung. Solange das alles in einem Zusammenspiel gezeigt werden kann, ist es hilfreich für den Anwender und damit den Fachbesucher.

Huber (ZVEI): Messen unterliegen an dieser Stelle ja auch einem Wandel. Typischerweise liefert heute das Internet die klassischen Informationen rund um Produkte und Lösungen, nicht mehr eine Messe. Die Besucher einer Messe wollen heute Fragestellungen diskutieren, was für die Aussteller anspruchsvoller aber auch interessant ist. Messen entwickeln sich also weg von der Informationsbeschaffung hin zu einem Diskussionsforum, wo sich Aufgabenstellungen mit verschiedenen Herstellern diskutieren lassen.

develop3: Das zeigt, wie wichtig es ist, das Engineering von Automatisierungslösungen im Blick zu behalten. An dieser Stelle Ihnen allen herzlichen Dank für die interessante Diskussion.