Production Level 4 und Gaia-X für die Produktion von Morgen

Gaia-X soll eine europäische Datenplattform werden, über die sensible Daten ausgetauscht werden können. Maschinenmodule, Edge Clouds oder Cloud Plattformen sollen sich darüber zu einem homogenen System vernetzen können. Datenräume ermöglichen einen vertrauenswürdigen Datentransport, wobei der Inhaber der Daten weiterhin souverän über sie verfügt. Eine sichere Datenstruktur ist Voraussetzung für die Vision Production Level 4. Sie denkt die Architektur der Produktion in einem großen Maßstab neu, um eine flexible, stabile, nachhaltige und ökonomische Fertigung für individuelle Waren zu ermöglichen. Kernidee ist das Anbieten von Fertigungsfähigkeiten (Skills) unterschiedlicher Unternehmen auf einem digitalen Marktplatz, die von anderen Unternehmen für ihre Produktion genutzt werden können: Production-as-a-Service.

Was bedeutet Production Level 4?

Die SmartFactory Kaiserslautern (SF-KL) veröffentlichte 2019 ein Update zu Industrie 4.0, das sie Production Level 4 (PL4) nannte. In diese Vision zur Produktion der Zukunft flossen die praktischen Erfahrungen mit Industrie 4.0 ein, sowie neue technologische Möglichkeiten, wie bspw. neue KI-Methoden.

Industrie 4.0 und dann …

PL4 entstand aus dem Blick nach vorne rund um den 10. Geburtstag des Begriffs Industrie 4.0. „Urlaub 4.0 oder Arbeitsrecht 4.0 zeigten, dass der Begriff unscharf geworden war“, erklärt Prof. Martin Ruskowski, Vorstandsvorsitzender der SmartFactory Kaiserslautern, als er die PL4 formulierte. „Wir als Fabrikvordenker sehen uns in der Pflicht, einen Blick zurück zu werfen, um unsere Erkenntnisse und die der Industrie strukturiert zu verarbeiten. Ziel war die Schärfung und ein Update von Industrie 4.0.“

Seit 2014 baut die SF-KL Demonstratoren nach der Idee von Industrie 4.0 und stellt sie auf der Hannover Messe aus. 2020 wurde der erste Production Level 4 – Demonstrator der Welt mit 11 Partnern fertiggestellt. Die Forscherinnen und Forscher betonen allerdings, dass sie damit einen ersten technischen Schritt zeigen. „Wir bauen die Anlage mit unseren Mitgliedern aus der Industrie immer weiter aus“, bekräftigt Ruskowski. „In den nächsten Jahren kommen immer neue Techniken und Use-Cases dazu. Genau wie Industrie 4.0 ist Production Level 4 ein Prozess.“ Bereits 2020 wurde ein Gaia-X – Use-Case implementiert.

Der Begriff Production Level 4.0 – in Anlehnung an das autonome Autofahren

Der Begriff Production Level 4 kommt aus dem Ansatz der sechs Autonomieebenen (0 – 5), die es auch beim Autofahren gibt. PL4 strebt eine gewisse Autonomie in der Produktion an, in der einzelne Produktionsmodule im System selbständige Entscheidungen treffen können. Ausgestattet mit lernfähigen KI-Methoden entwickeln sie sich – und damit den gesamten Produktionsprozess – systematisch weiter. Dabei soll der Mensch nicht ersetzt, sondern von den automatisierten Modulen bestmöglich unterstützt werden. Ihm bleibt jederzeit die Möglichkeit einzugreifen.

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Nicht ohne, sondern mit dem Menschen

Außerdem sind sämtliche Entscheidungsgründe so aufbereitet und transparent, dass sie für den Menschen nachvollzieh- und überprüfbar sind. „Das autonome Fahren sieht auf der 5. Ebene das Auto ohne Lenkrad. Der Fahrer kann nichts mehr tun. Das funktioniert vielleicht in gewissen definierten städtischen Umgebungen, bleibt aber in der Gesamtheit auf den Straßen dieser Welt eine Utopie“, sagt Ruskowski. „Auch in der Fabrik muss der Mensch jederzeit reagieren können. Selbst KI-Methoden können wir nicht sich selbst überlassen. Sie sind mitunter nicht in der Lage, Problemlagen zu erkennen oder Ergebnisse von Lernprozessen zu validieren. Wir sprechen hier immer noch von Maschinen.

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AUTOR/-IN

Dr. Ingo Herbst Leiter Kommunikation & Pressesprecher, Technologie-Initiative SmartFactory KL e.V., Kaiserslautern

Die Smart Factory Kaiserslautern ist als Verein mit dem Namen Technologie-Initiative SmartFactory-KL e.V. registriert. Die knapp 50 Mitglieder stammen aus Forschung und Industrie. In verschiedenen Arbeitsgruppen erarbeiten Experten aus Unternehmen und wissenschaftlichen Einrichtungen Lösungen anhand realer Aufgabenstellung aus der Industrie. Sowohl die wissenschaftlichen Ergebnisse, als auch die Erkenntnisse aus der Industrie fließen in das Demonstrator-Ökosystem und entwickeln dieses stetig weiter.