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Lexikon - Industrie 4.0

Lexikon - Industrie 4.0

EINFACH anders

A - C

A

Anything as a Service (XaaS/EaaS)

Gehört zu: lnternet der Dienste

Die Abkürzung XaaS steht für den Begriff „Anything as a Service".

Oft wird parallel die Bezeichnung Everything as a Service (EaaS) verwendet.

XaaS bezeichnet einen Ansatz „alles" als Service zur Verfügung zu stellen und zu konsumieren.

Damit ist es der konsequente letzte Schritt,
nachdem es bereits folgende Teilmengen als Service gibt:

  1. Software as a Service (SaaS)
  2. Plattform as a Service (PaaS)
  3. lnfrastructure as a Service (laaS)

ln der Regel sind alle weiteren, zusätzlichen Services auf einen dieser drei Kernservices
SaaS, PaaS oder laaS zurückzuführen.

 

anything as a service

Bildquelle: © Gorodenkoff  - Fotolia.com

App

 

Der Begriff App leitet sich von dem Wort Application (Anwendungssoftware) ab.

Aktuell ist eine mobile App eine schmale Anwendungssoftware, die im Internet zum Herunterladen auf Smartphones bereitsteht. Im Gegenteil zu Systemprogrammen haben mobile Apps immer einen direkten Nutzen, allerdings ist ihr Funktionsumfang eingeschränkt.

Vermutlich werden zukünftig die Apps diese Einschränkung hinter sich lassen und Systemprogramme immer stärker verdrängen.
Siehe hierzu auch den Eintrag: DIGITAL VALUE

 

App

Mit der App Quizzer® spielerisch lernen

Asset

gehört zu: Internet der Dinge

Als Asset bezeichnet man alle Dinge die mit dem Internet verbunden werden können (IoT).
Z.B.: alle Arten von Maschinen, Anlagen bzw. deren Einzelkomponenten.

Die Verwaltungsschale ist dabei die digitale Repräsentation eines physischen Assets und kann mehrere Teilmodelle beinhalten.
Beides zusammen ergibt eine Industrie 4.0-Komponente.

Folgende Formel beschreibt die Situation:

Verwaltungsschale + Asset = Industrie 4.0-Komponente
 Asset u Verwaltungsschale
Bildquelle: ©atianasun - Fotolia.com & Johann Hofmann
 

Assistenzsysteme

Assistenzsysteme assistieren dem Menschen und befähigen ihn zu besseren Entscheidungen. Denn Assistenzsysteme reduzieren die "wirkende", beim Menschen "ankommende" Komplexität auf ein beherrschbares Maß. Darüber hinaus fördern Assistenzsysteme durch unterstützende Maßnahmen den Kompetenzaufbau des Anwenders.

Assistenzsysteme sind in der Lage folgende positiven Wirkungen zu erzeugen:

1.  Assistenzsysteme verbessern die Ergebnisse
Als Metapher kann der Bremsassistent im Auto dienen, der den Bremsweg und das Spurhalten beim Bremsen verbessert.

2.  Assistenzsysteme fördern den Kompetenzaufbau des Anwenders
Als Metapher kann das Navigationssystem im Auto dienen, das ortsfremden Fahrern die Fähigkeit ermöglicht, in fremden Städten zu navigieren.

3.  Assistenzsysteme ermöglichen das ansonsten Unmögliche
Als Metapher kann ein modernes Kampfflugzeug dienen, das ohne Assistenzsysteme unmöglich vom Piloten alleine geflogen werden kann.

 

Assistenzsysteme

Bildquelle: ©Maschinenfabrik Reinhausen
Mit dem Assistenzsysteme ValueFacturing® orchestriert der Fertigungsplaner komplette Maschinengruppen

Assistenz geht der Autonomie voraus und befähigt den Menschen zu besseren Entscheidungen.
Selbst bei zukünftig vollständig autonomen Systemen (z.B. selbstfahrendes Auto) ermöglicht ein Assistenzsystem dem Menschen zahlreiche Einflussmöglichkeiten.

Besonders faszinierend an Industrie 4.0 ist folgendes:

  • Assistenzsysteme die dem Menschen assistieren und
  • autonome Systeme die den Menschen ersetzen (z.B. als Autofahrer) und
  • die Freiheit für den Menschen über die Sinnhaftigkeit nach Belieben wählen und entscheiden zu können:

 Assistenz versus Autonomie

Bildquelle: © karelnoppe- Fotolia.com & Rinspeed

Augmented Operator

gehört zu: lnterdisziplinarität

Ein Augmented Operator ist ein Mitarbeiter, der u.a. IT-basierte Assistenzsysteme nutzt, um seine Sicht auf die Fabrik zu erweitern.
Der Mensch behält dadurch ganz bewusst eine zentrale Rolle in allen relevanten Abläufen der Smart Factory.
Seine Aufgaben kann man wie folgt benennen: 

           beobachten - verstehen - bewerten - entscheiden – verantworten

In diesem Regelkreis kann er Zielvorgaben situativ und kontextabhängig beeinflussen.

Diese Aufgaben erledigt er über mobile Geräte, wie z.B.: Tablet-PCs bzw. Smartphones. Zukünftig wird er der Mitarbeiter 4.0 mit der Datenbrille und dem Telefon-Headset auf dem Kopf alle technischen Voraussetzung immer bei sich tragen, um in Sekundenschnelle reagieren zu können. Zudem kann er beispielsweise über diese mobilen Geräte von jedem Ort der Welt in die Produktion eingreifen und Betriebs- und Produktzustände über Echtzeitabbilder überwachen und steuern. Dazu braucht er stärkeres interdisziplinäres Handeln und Denken sowie einen ausgeprägten Weitblick, um nicht mit den Antworten von gestern die Fragen der Zukunft zu beantworten.

augmented operator

Bildquelle: ©Maschinenfabrik Reinhausen

Augmented Reality

gehört zu: Virtualisierung

Augmented Reality (oder “Erweiterte Realität”) erweitert die menschliche Wahrnehmung der echten Welt durch Einblendung zusätzlicher virtueller Informationen. Die Zusammenführung dieser beiden Welten wird als Augmented Reality (AR), oft auch als “Mixed Reality” (MR), bezeichnet.  Der Nutzer benötigt dazu eine Augmented Reality Brille, wie z.B. die Microsoft Hololens.

augmented reality

Bildquelle: © Tran - Fotolia.com

Augmented Reality kann in abgeschwächter Form auch mit
Smartphone, Tablet, oder Headup-Display erlebt werden.

Merke:

Der Virtual Reality (VR) Nutzer sieht 100% virtuelle Bilder

Der Augmented Reality (AR) Nutzer sieht eine Mischung aus realen und virtuellen Bilder, die ohne räumlichen Bezug zueinander sind

Der Mixed Reality (MR) Nutzer sieht eine Mischung aus realen und virtuellen Bilder, die einen räumlichen Bezug zueinander haben


B

Barcode eindimensional

 gehört zu: smarte Objekte

Als eindimensionaler Barcode wird eine elektronisch lesbare Schrift bezeichnet, die aus verschieden breiten, parallelen Strichen und Lücken besteht.
Der Barcode wird mit optischen Lesegeräten, wie z. B. Scanner, maschinell eingelesen und elektronisch weiterverarbeitet.
Die bekanntesten Barcode-Scanner dürften die Supermarkt-Kassen sein.
Dieser eindimensionale Barcode wird auch Strichcode, Balkencode oder Streifencode genannt.
Ein eindimensionaler Barcode kann maximal 40 Ziffern oder 20 Zeichen aufnehmen:

barcode

Beispiel: Kennzeichnung von Lebensmitteln

Abhängig von der benötigten Informationsdichte gibt es verschiedene eindimensionale Barcodetypen.

Hier finden Sie eine: Liste aller Barcodetypen

 

 

Big Data

Big Data ist erst mal nur eine Sammlung von dummen Rohdaten und bezeichnet Datenmengen, die mit herkömmlichen Methoden der Datenverarbeitung nicht mehr zu verarbeiten sind. Diese Datenmengen wachsen aufgrund der technischen Entwicklung und der des Internets, da es immer leichter wird, große Datenmengen zu sammeln, zu speichern und zu analysieren.
Big Data ist quasi ein Sammelbegriff für digitale Massendaten, die in technischer Hinsicht vollkommen neue Möglichkeiten eröffnen.
Der Mehrwert von Big Data entsteht allerdings erst dann, wenn diese Rohdaten (Data Lake) durch Heuristiken bzw. Mustererkennung (Data Mining) veredelt werden. Dadurch kommt man zu neuartigem Erkenntnisgewinn (Smart Data).

Die Definition von Big Data beinhaltet folgende 5 Dimensionen:

1. volume  (Umfang der Datenmenge)
2. velocity  (Geschwindigkeit, mit der die Datenmengen unterwegs sind)
3. variety (Varianz bzw. Vielfalt der Daten)
4. value (unternehmerischer Mehrwert durch die Daten)
5. validity  (Richtigkeit der Daten)
BigData

Bildquelle: ©Female photographe  - Fotolia.com
Merke:
Big-Data wird durch Data-Mining zu Smart-Data

 

Bin Picking

 gehört zu: KI

Der Begriff „Bin Picking“ steht – für den sogenannten "Griff in die Kiste" durch einen Roboter.

Bei vielen Automatisierungslösungen werden Werkstücke durch einen Roboter einer Maschine zugeführt. Dabei liegen diese Werkstücke in der Regel unsortiert (meist aber sortenrein) in einer Gitterbox oder einem anderen Behälter. Für den Roboter ist es eine besondere Herausforderung die chaotisch übereinander liegenden Werkstücke immer richtig zu greifen. Dazu muss die Bilderkennungssoftware mit Hilfe von KI  die Lage und Richtung der Werkstücke eindeutig erkennen.

 Bild folgt!

Hier finden Sie ein YouTube Video zum Thema: Bin Picking

Bitcoin

gehört zu: Datensicherheit
 

Bitcoin (BTC) ist das weltweit führende digitale Zahlungsmittel auf Basis einer Blockchain und der Pionier unter den Kryptowährungen.
Die Bitcoin Währung ist inflationssicher, da der Erfinder Satoshi Nakamoto die absolute Menge auf 21 Millionen Bitcoins begrenzt hat.
Im Juli 2019 waren rund 17,85 Millionen Bitcoins im Umlauf, sodass der größte Teil bereits geschürft ist.
Es wird vermutet, dass alle 21 Millionen Bitcoins erst im Jahre 2130 geschürft worden sein werden.

BitCoins

Bildquelle: © volff- Adobe Stock

Übrigens:
Es gibt weitere Digitalwährungen wie z.B.: Ether, XRP oder Bitcoin Cash

Blended Learning

gehört zu: Digital Value

Blended Learning ist eine Mischung aus klassischem Unterricht und computergestütztem Lernen (z. B. über das Internet). Es bezeichnet quasi eine Lernform, bei der die Vorteile von Präsenzveranstaltungen und E-Learning kombiniert werden. Ein Teil der Lerninhalte wird im Klassenzimmer “face-to-face“ durch den Lehrer vermittelt und den anderen Teil lernt der Schüler zu Hause am PC durch Lernprogramme. Der Vorteil des E-Learning Anteiles ist, dass das Lernen nicht zeit- und ortsgebunden ist.

„Blended Concepts“ beschreibt in Analogie zum Begriff „Blended Learning“ die konzeptionelle Abstimmung der einzelnen Bausteine untereinander.

Blockchain

gehört zu: Datensicherheit 

Eine Blockchain ist eine Datenbank, die eine stetig wachsende Liste von Transaktionsdatensätzen beinhaltet.
Die Datenbank wird chronologisch erweitert, vergleichbar einer Kette ("Blockchain" = "Blockkette"), der am unteren Ende ständig neue Elemente hinzugefügt werden. Ist ein Block vollständig, wird der nächste erzeugt. Jeder Block enthält eine Prüfsumme des vorhergehenden Blocks. Das hat eine Kette von Blöcken vom Genesis Block bis zum aktuellen Block zur Folge. Diese Blöcke sind bei einer Blockchain aber nicht nur auf einigen wenigen Computern, sondern weltweit auf sehr vielen Computern verteilt. Die dadurch vorhandene weltweite Transparenz soll Manipulationsmöglichkeiten verhindern und ist einer der größten Vorteile einer Blockchain. Als Nachteil kann der vergleichsweise geringe Datendurchsatz aufgeführt werden.

Die bekannteste Blockchain Anwendung ist die digitale Cryptowährung Bitcoin.

 

Blockchain

Bildquelle: © LuckyStep - Fotolia.com

 

Bluetooth

gehört zu: Vernetzung

Bluetooth ist ein 1999 entwickelter Industriestandard für die Datenübertragung zwischen Geräten über kurze Distanz per Funktechnik (WPAN).
Hauptzweck von Bluetooth ist das Ersetzen von Kabelverbindungen zwischen Geräten.
Es gibt verschiedene Arten und Versionsstände von Bluetooth-Geräten, die unterschiedliche Reichweiten von 1 bis 100 Meter erreichen.
Üblicherweise wird in der Praxis ein Abstand zwischen 1 bis 10 Meter empfohlen, damit die Verbindung steht.
Mit der seit Ende 2016 verfügbaren Bluetooth Version 5 wurde die Reichweite und die Übertragungsgeschwindigkeit deutlich erhöht.
Ohne Hindernisse zwischen Sender und Empfänger sind so Verbindungen von bis zu 200 Metern und eine maximale Datenrate 2 MBit/s im Freifeld möglich.  Damit ausgestattet, werden Bluetooth-5-Geräte im Internet of Things  (IoT) vieles ermöglichen.

Der Name „Bluetooth" leitet sich vom dänischen König Harald Blauzahn (englisch Harald Bluetooth) ab.
Das Logo zeigt ein Monogramm seiner Initialen H und B in germanischen Runen.

Bluetooth

 

Bots

gehört zu: KI

Bots sind Programme, die menschliche Verhaltensmuster simulieren, um eine menschliche Anwesenheit im Internet vorzutäuschen.
Ziel ist es, dadurch mit echten Menschen zu interagieren.

Bots

Bildquelle: ©svtdesign - Fotolia.com

Je nach Programm treten die Bots in unterschiedlichen Komplexitätsstufen auf. Im einfachsten Fall reagieren diese Bots auf bestimmte Schlüsselwörter oder sogenannte Hashtags, auf die sie dann wiederum mit vorgefertigten Informationen reagieren. Durch Verwendung von künstlicher Intelligenz und umfassender Datenanalyse können die Bots allerdings immer besser die reale Existenz von einem Menschen vortäuschen. Zusätzlich kann auch das Tagesgeschehen mit integriert werden, um die Echtheit weiter zu untermauern.

Mit zunehmender künstlicher Intelligenz wird es immer schwieriger Bots entlarven.
Meist sind die Bots für einen bestimmten Zweck bestimmt.

 Abgrenzung:
• Social Bots sind in den sozialen Netzwerken aktiv um beispielsweise Postings zu teilen, zu liken oder zu kommentieren.
• Chat Bots werden dort eingesetzt, wo automatisiert Fragen beantworten werden müssen.

Ein negatives Beispiel für Social Bots sind wäre politische Stimmungsmache oder politische Propaganda.

Ein Beispiel für Chat Bots sind Reservierungsportale. Aber auch Newsportale, wie die Tagesschau, haben einen eigenen Chat Bot namens Novi-Bot, mit dem man über aktuelle Themen chatten kann.

Folgender Turing-Test ist die Messlatte für den bot:
Wenn ein menschlicher Fragesteller nach intensiver Diskussion (ohne Sichtkontakt) mit einer menschlichen und einer künstlichen Intelligenz (bot) nicht klar sagen kann, welcher von beiden die Maschine ist, dann hat die Maschine den Turing-Test bestanden.

Merke:

Social Bots schreiben
Chat Bots sprechen

C

Cloud Computing

Cloud Computing (deutsch Rechnerwolke oder Datenwolke) ist ein Betreibermodell, bei dem die IT-Ressourcen, wie z.B. Server, nicht in den eigenen Räumlichkeiten betrieben werden, sondern, z.B. über das Internet, dynamisch zur Verfügung gestellt werden. Diese Art der Bereitstellung ermöglicht es, die IT- Ressourcen (Hardware, Software, Infrastruktur) bedarfsorientiert und flexibel abzurufen.

Cloud Computing

Bildquelle: ©bagotaj - Fotolia.com

Man unterscheidet bei Cloud Computing zwischen folgenden Ausprägungen:

Public Cloud
Die Public Cloud ist eine öffentliche Cloud deren Dienste offen über das Internet für jedermann zugänglich sind.

Private Cloud
Die Private Cloud wird auch als Unternehmens-Cloud bezeichnet.
Sie nutzt zwar die Vorzüge der Cloud-Technik, bleibt aber durch internes Hosten innerhalb eines Unternehmens und erreicht dadurch einen hohen Sicherheits- und Datenschutzgrad, allerdings mit erhöhten Personal- und Wartungsaufwand. 

Hybrid Cloud
Wenn Private Clouds mit Public Clouds kombiniert werden, dann spricht man von einer Hybrid Cloud. Dies ermöglicht eine Trennung und Verteilung von datenschutzkritischen und -unkritischen Geschäftsprozessen, allerdings mit noch höherem Personal- und Wartungsaufwand.

Hinweis:
Das Gegenteil von der Cloud nennt man On-Premise

 

 

Condition Monitoring

 
gehört zu: Smart Data
Condition Monitoring steht für kontinuierliche Zustandsüberwachung (von Maschinen, etc.).
Basierend auf in Echtzeit gesammelten und analysierten Sensordaten kann ein verlässliches Bild über den Verschleißzustand von Bauteilen gewonnen werden.
Diese Überwachung des Maschinenzustands ist die zwingende Voraussetzung für eine vorausschauende und bedarfsorientierte Wartung und Instandhaltung mittels Predictive Maintenance.
Predictive Maintenance steht für vorausschauende Wartung (von Maschinen, etc.).
Condition Monitoring ist die Voraussetzung für Predictive Maintenance.
 
 

Condition Monitoring

Bildquelle: ©ZinetroN  - Fotolia.com

 

Cyber-Physical Systems (CPS)

Unter Cyber-Physical Systems (CPS), auch cyber-physische Systeme genannt, versteht man Objekte, die sich entlang der Produktionslinien bewegen und sich selbst steuern. Dazu werden sie digitalisiert und erhalten eigene Datenspeicher, um Informationen mit sich zu führen. Zusätzlich zum Datenspeicher kann es sinnvoll sein, "embedded Software" mit sich zuführen, um eigene Entscheidungen treffen zu können. Unter CPS versteht man auch industrielle Anwendungen, die dadurch Nutzen erzeugen, dass sie Daten, die in verschiedenen Teilsystemen entstehen auf einer höheren Ebene intelligent zu Informationen verdichten, die wiederum Aktionen auslösen können. Dazu benötigen sie einen Sensor und einen Aktor.

Das Fraunhofer IIS definiert CPS im engeren Sinne wie folgt: „Bei Cyber-Physical Systems handelt es sich um verteilte, miteinander vernetzte und in Echtzeit kommunizierende, eingebettete Systeme, welche mittels Sensoren die Prozesse der realen, physischen Welt überwachen und durch Aktuatoren steuernd bzw. regulierend auf diese Einwirken. Sie zeichnen sich zudem häufig durch eine hohe Adaptabilität und die Fähigkeit zur Bewältigung komplexer Datenstrukturen aus."

Cyber Physical System
Bildquelle: © metamorworks - Fotolia.com

CPS benötigt:
1. Sensoren, um Daten zu erfassen.
2. eingebettete Software, um die Daten auszuwerten und um Entscheidungen zu treffen.
3. Aktoren, um die berechneten Entscheidungen umzusetzen (z.B. Elektromotoren).

sehr einfaches Beispiel:
Eine automatische Markisensteuerung beinhaltet:

  • einen Sensor, der die Windstärke misst.
  • eine Software, die entscheidet wann die Markise automatisch eingefahren werden muss.
  • einen Aktor, der die Markise mittels Elektromotor einfährt.

 

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