Kernbotschaft
Industrie 4.0 ist in der Praxis angekommen und wird auf vielfältige Weise in Deutschland umgesetzt.

Erläuterung
Der Auftritt der Plattform Industrie 4.0 beim diesjährigen IT-Gipfel zeigt auf, was Industrie 4.0 heute schon praktisch bedeutet und in welchen Ausprägungen sie derzeit in Deutschland erfolgreich praktiziert wird. Dies wird durch drei zusammenhängende Formate deutlich gemacht:

1. Landkarte "Anwendungsbeispiele Industrie 4.0":
Auf einer Deutschlandkarte ist anhand von mehr als 100 Beispielen dargestellt, wo Industrie 4.0 schon heute in der Praxis gelebt wird. In die Landkarte sind auch "Testfelder" integriert: Testfelder sind Infrastrukturen, in und mit denen Industrie 4.0-Anwendungen erforscht, getestet und weiterentwickelt werden können. Sie stellen gerade für kleine und mittlere Unternehmen ein wertvolles Angebot zur Erprobung spezifischer Industrie 4.0-Anforderungen dar.

2. "Industrie 4.0"-Demonstrator:
Der ausgestellte "Industrie 4.0"-Demonstrator von Siemens, Telekom, SAP und Festo verdeutlicht an ausgewählten Szenarien Produktionsanwendungen der Zukunft: Umbau einer Bearbeitungsstation, Reduktion von Maschinenstillstandszeiten, Garantiesicherheit durch Transparenz und geringer Energiekosten.

Zur Landkarte "Anwendungsbeispiele Industrie 4.0" gelangen Sie hier.

Ansprechpartner
Geschäftsstelle Plattform Industrie 4.0:  Dr. Daniel Senff, E-Mail: senff@vdi.de

Das Exponat zeigt die Bedeutung der neuen 5G-Mobilfunk- und Netztechnologie als ein Echtzeitnetz für die effiziente Steuerung und Regelung des Internets der Dinge. In einer Parcours-Installation wird stellvertretend für alle Anwendungsbereiche die Funktionalität der Echtzeitkommunikation anhand einer Anwendung aus dem Bereich der Mobilität vorgeführt. Dafür wird auf dem Parcours eine Gefahrensituation simuliert, auf die die Fahrzeuge automatisch reagieren sollen. Unter heutiger Technologie reagieren die Fahrzeuge aufgrund der technischen Eigenheiten der Sensortechnologie erst direkt vor dem Hindernis und sequenziell auf die jeweils vorausfahrenden Autos. Im 5G-Szenario wird die Information dagegen mit einer Reaktionszeit von unter 1 ms gleichzeitig an alle Fahrzeuge weitergegeben. Die Autos kommunizieren, direkt oder mit einem Netzwerk, erstmalig miteinander und können dadurch sofort auf die Gefahrensituation reagieren. Der Vorteil der 5G-Technologie und ihre Bedeutung für die effiziente Steuerung und Regelung des Internets der Dinge durch ein Echtzeitnetz werden sofort sichtbar.

5G-Technologie - ein Echtzeitnetz zum effizienten Steuern und Regeln des Internets der Dinge

Die momentan in der Entwicklung befindliche fünfte Generation der Mobilfunk- und Netztechnologie (5G) hat den Anspruch, die zukünftigen Anforderungen an die Kommunikation in einer vollständig vernetzten Gesellschaft sehr viel umfassender als bisher zu erfüllen. 5G wird eine der Schlüsseltechnologien der Digitalisierung aller Lebens- und Wirtschaftsbereiche sein. Mit 5G bietet sich die Chance, einen globalen Standard zu prägen. 5G kann zum standortrelevanten "Gamechanger" werden, der Deutschland und Europa erstmals wieder einen technologischen Vorsprung und somit Innovationsführerschaft in einem zentralen Zukunftsfeld vor den USA und Asien sichern könnte. Es ist bereits heute klar, dass die zukünftigen Anforderungen an die Netzinfrastrukturen weit über die Verfügbarkeit hoher Bandbreiten hinausgehen. Für die vollständig vernetzte Gesellschaft müssen mobile Anbindungen flächendeckend und zu jeder Zeit bedarfsgerecht zur Verfügung stehen. Dies umfasst sogenannte Echtzeitanwendungen, die besonders hohe Anforderungen an kurze Reaktionszeiten stellen. Die vernetzte Gesellschaft wird durch den Einsatz einer Vielzahl von Sensoren in allen Lebensbereichen gekennzeichnet sein. Schätzungen gehen davon aus, dass bis 2020 weltweit bis zu 500 Milliarden Dinge vernetzt sein werden. Die große Mehrzahl zukünftiger Anwendungen wird von der universellen und allgegenwärtigen Verfügbarkeit mobiler bzw. drahtloser Vernetzung und Internetanbindung abhängen, deren Leistungsfähigkeit über die der heutigen Technologien weit hinausgeht. Während mit dem momentanen 4G-Standard die klassischen Bedarfe der Konsumenten wie Telefonie und Datendienste weitestgehend befriedigt werden können, ergeben sich für die sich abzeichnende Nachfrage aus dem industriellen Umfeld ebenso wie der intelligenten Mobilität und weiterer Anwendungsfelder darüber hinausgehende Anforderungen an die Mobilfunknetze, die mit 5G zu bewältigen sein werden.

Vorteile der 5G-Technologie sind insbesondere:

• 5G ist ein Echtzeitnetz zum effizienten Steuern und Regeln des Internets der Dinge:
  5G ermöglicht Echtzeitkommunikation und -reaktion (= Taktiles Internet) und sorgt damit für einen Paradigmenwechsel in der Mobilfunk- und Netztechnologie. In einer vernetzten Gesellschaft werden Anwendungen zukünftig immer mehr davon abhängen, dass Daten in Echtzeit zur Verfügung stehen. 5G bietet eine bisher ungekannt geringe Reaktionszeit (Latenz) von wenigen Millisekunden im Mobilfunknetz. Damit kann zukünftig auch extrem zeitkritische Kommunikation zwischen Menschen und Maschinen sowie zwischen Maschinen ermöglicht werden.
• 5G ermöglicht ultrahohe Datenraten. Die heute in Deutschland verfügbaren LTE-Netze sind keinesfalls ausreichend, um dem exponentiell wachsenden Bedarf gerecht zu werden. 5G verspricht, noch einmal deutlich höhere Datenraten von bis zu 10 Gbit/s in der Zelle zu ermöglichen. Damit können beim Nutzer 10- bis 100-mal höhere Datenraten ermöglicht werden.
• 5G garantiert auch bei sehr hoher Belastung sichere Verfügbarkeit der Netze. 5G ermöglicht die Übergabe der Kommunikation von einer zur nächsten Funkzelle in bisher nicht möglicher Geschwindigkeit und Verbindungsstabilität.
• 5G wird zur Steigerung der Effizienz von Prozessen und Abläufen, zur Schonung von Kapazitäten, zur Sicherheit und zur Verringerung von CO2-Emissionen beitragen. Der Betrieb zukünftiger Sensornetzwerke muss mit einem möglichst geringen Energiebedarf möglich sein. 5G wird eine bis zu zehnmal längere Laufzeit von Low-Power-Sensoren ermöglichen.

Partner
Der Dialog über die Chancen und Entwicklungen der5G-Technologie in Deutschland wird im Rahmen des Nationalen IT-Gipfels geführt von:

BMW AG
Breitbandbüro des Bundes
Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur
Bundesnetzagentur für Elektrizität, Gas, Telekommunikation, Post und Eisenbahnen
Bundesverband der Deutschen Industrie e. V.
Bundesverband Informationswirtschaft, Telekommunikation und neue Medien e. V. (Bitkom)
Daimler Center for Automotive IT Innovations (DCAITI)
Deutsche Bahn AG
Deutsche Telekom AG
E.ON SE
Ericsson GmbH
Fraunhofer FOKUS
Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut
Huawei Technologies Co., Ltd.
Institut für Rundfunktechnik GmbH
Intel Corporation
Nokia Networks
Robert Bosch GmbH
Samsung Electronics GmbH
Siemens AG
Telefónica Germany GmbH & Co. OHG
Telekom Deutschland GmbH
Technische Universität Dresden/5G Lab Germany
Verband der Anbieter von Telekommunikations- und Mehrwertdiensten e. V. (VATM)
Verband der Automobilindustrie e. V.
Vodafone GmbH
Vodafone Kabel Deutschland GmbH
Volkswagen AG

Ansprechpartner
Olaf Reus, E-Mail: olaf.reus@ericsson.com, Leiter der Fokusgruppe 5G
Nick Kriegeskotte, E-Mail: n.kriegeskotte@bitkom.org, Leiter der Projektgruppe Kommunikation und Anwendungen
Ulrich Rehfueß, E-Mail: ulrich.rehfuess@nokia.com, Leiter der Projektgruppe Technologische und regulatorische Rahmenbedingungen

Wearables bedeuten einen Paradigmenwechsel weg vom klassischen elektronischen Endgerät in der Hand hin zur Integration vernetzter Intelligenz näher und intuitiver am Menschen. Wearables bedeutet Elektronik integriert in die uns umgebenden Objekte wie Kleidung oder Accessoires. So entstehen neue, intuitive Mensch-Maschine-Schnittstellen. Wearables unterstützen das Gesundheits- und Bewegungsbewusstsein der Menschen und erhöhen gleichzeitig die Sicherheit im Alltag und bei der Arbeit. Sie ermöglichen es, Gefahrenquellen frühzeitig zu erkennen, und können den Menschen unverzüglich darauf aufmerksam machen. Ebenso können sie uns helfen, im Alter länger selbstbestimmt in den eigenen vier Wänden zu leben.

Produktionskette und unterstützende Plattform

Das Exponat zeigt die Produktionskette und Beispiele intelligent vernetzter Wearables. Es macht die in Berlin und in Deutschland ansässigen Akteure sichtbar. Präsentiert wird zunächst, wie aus einer Idee eines intelligenten Stoffes ein digitaler Entwurf generiert und anschließend aus diesem Entwurf auf einer Strickmaschine ein funktionalisierter Stoff gefertigt wird. Dieser kann nachfolgend mit weiteren Komponenten der Mikroelektronik ausgestattet werden. Das so entstandene Wearable verfügt über eine Datenschnittstelle, die drahtlos Daten, zum Beispiel mit dem Smartphone, austauschen kann. Präsentiert wird exemplarisch der aus einem deutschen Start-up stammende und international für Aufmerksamkeit sorgende intelligente Handschuh "ProGlove". Er enthält eingebaute Sensoren, die es ermöglichen, Gegenstände kontaktlos zu erfassen und Bewegungen zu verfolgen. Lokale Datenverarbeitung im Handschuh und Konnektivität zu anderen Systemen z. B. in der "Cloud" werden unterstützt.Gezeigt werden weiterhin:

• Eine Jacke, die eine Notfallfunktion für ältere Menschen integriert (UdK), oder ein Hemd, das ein EKG an ein Smartphone übermittelt und z. B. zur Stressprävention eingesetzt werden kann, oder wie der Laufsensor ein optimales Training ermöglicht (match2blue)
• Smarte Prothesen und Orthesen mit integrierter Sensorik (Otto Bock)
• Kopfhörer (The Dash), die nicht nur Musik abspielen und als geräuschunterdrückendes Headset genutzt werden, sondern auch Vitalparameter übermitteln (Bragi)
• Technische Assistenzsysteme für Demenzpatienten, die sich in jede Art von Kleidung integrieren lassen (Spur)
• Das Curie-Modul als technologisches Herzstück vieler Wearables: eine kompakte Komplettlösung aus Prozessor mit niedrigstem Energieverbrauch, Bewegungssensor, Bluetooth und Batterieladefunktion (Intel)

Von der Idee zum Wearable

Der Markt für Wearables wächst ständig und hat ein immenses Zukunftspotential. In nur kurzer Zeit haben sich Wearables vom monothematischen und zusätzlich getragenen Accessoires zu Alltagsgegenständen mit erweiterter Funktionalität entwickelt. Eine neue und vielfach automatische Alltagsintelligenz wird in zahlreiche, intuitiv zu nutzende Objekte integriert. Zentral für die gemeinsame Wertschöpfungskette ist eine Plattform, die die Connectivity und Anbindung an die Cloud (Telekom) bereitstellt, ein sicheres Identitätsmanagement (Bundesdruckerei) anbietet sowie die Datenanalyse in Echtzeit (SAP) den Akteuren zur Verfügung stellt. Das Exponat zeigt die Zusammenhänge und die Wertschöpfungskette über verschiedene beteiligte Unternehmen und Branchen auf.

Ansprechpartner:
Prof. Gesche Joost, Leiterin des Design Research Lab der Universität der Künste Berlin und Co-Leiterin der Projektgruppe "Wearables"
E-Mail: gesche.joost@udk-berlin.de

Christin Eisenschmid, Geschäftsleitung Intel Deutschland GmbH und Co-Leiterin der Projektgruppe "Wearables"
E-Mail: christin.eisenschmid@intel.com

Beteiligte Partner:
Bragi GmbH, Bundesdruckerei GmbH, Deutsche Telekom AG, Intel Deutschland GmbH, match2blue GmbH, Otto Bock HealthCare GmbH, Workaround UG, Institut für Textiltechnik - RWTH Aachen University, SAP SE, Senatsverwaltung für Wirtschaft, Technologie und Forschung des Landes Berlin, Universität der Künste Berlin

Weitere Mitwirkende:
adidas Group, Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz, Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZMORACLE Deutschland B. V. & Co. KG