Aufbruch
in die industrielle
Revolution
4.0
Die Mainzelmännchen von morgen arbeiten unauffällig im Hintergrund und stehen in ständigem Austausch: Das Internet der Dinge lässt Geräte und Maschinen miteinander kommunizieren, die unseren Alltag, aber auch die industrielle Fertigung radikal verändern.
Smart Grids
Moderne Technologie und der smarte Umgang mit Energie und natürlichen Ressourcen sind die Grundlagen von Städten, in denen man auch morgen noch gerne lebt.
iMobilität
Intelligente und selbstlernende Systeme werden die Art, wie wir leben, arbeiten und uns fortbewegen, grundsätzlich verändern.
Industrie 4.0
Unter dem Begriff Industrie 4.0 erlebt die Weltwirtschaft nun den vierten großen Umbruch für die Branche.
Verzauberte Geräte
Ein Leben ohne Smartphone – undenkbar. Es hat das Leben einfacher und bequemer gemacht. Aber es wird in der Zukunft nur eins von vielen smarten Apparaten sein, die unseren Alltag steuern und erleichtern. Die reale und die virtuelle Welt wachsen enger zusammen, auch andere Geräte des täglichen Gebrauchs werden mit Sensoren und Prozessoren ausgestattet sein – oder sind es.
Der App-gesteuerte Wasserkocher bereitet das Teewasser zu, während wir noch in der Dusche stehen, der Kühlschrank merkt, dass die Butter knapp wird und ordert sie nach. Den Weg zum Arbeitsplatz findet das autonom fahrende Elektroauto selbst (s. iMobilität auf S. 40) und in der Tiefgarage wird kein
Zentimeter Parkraum verschenkt, weil die Autos ferngesteuert in jede noch so enge Lücke fahren.
Im Zeitalter des Internets der Dinge werden die Geräte nicht mehr nur von ihren Besitzern gesteuert. Sie entwickeln ein Eigenleben, weil sie miteinander vernetzt sind, Daten austauschen und kommunizieren. Der US-amerikanische Forscher David Rose vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) spricht gar von enchanted objects, von verzauberten Geräten.
Wenn etwa eine Wetterstation eine Sturmwarnung ausgibt und die Markise über der Terrasse daraufhin selbstständig einfährt, dann hat die Kommunikation von Maschine zu Maschine gut funktioniert – wie von Zauberhand gelenkt, tut die Markise das einzig richtige. Die intelligenten Systeme der Zukunft
werden auch im Ländle entwickelt: Die aus einer Verzahnung aus Wissenschaft und Wirtschaft Ende 2016 entstandene Kooperation Cyber Valley im Raum Stuttgart-Tübingen bündelt internationale Forschungsaktivitäten auf dem Gebiet der künstlichen Intelligenz. Ziel ist neben der Einrichtung von Forschungsgruppen auch die Unterstützung von Start-up-Unternehmen, die die Grundlagenforschung in marktfähige Anwendungen überführen.
Während „Verzauberung“ von Geräten des täglichen Gebrauchs erst am Anfang steht, hat die Vernetzung von Systemen die industrielle Fertigung dagegen schon jetzt erheblich verändert: Die vierte industrielle Revolution hat längst begonnen. Die Dampfmaschine hat gegen Ende des 18. Jahrhunderts die Industrialisierung ermöglicht, das Fließband hat zu Beginn des 20. Jahrhunderts, bei der zweiten industriellen Revolution, die Produktionskosten extrem gesenkt, die Computer, die ab den 1960er Jahren zur Steuerung von Produktionsanlagen zum Einsatz kamen, haben das digitale Zeitalter eingeläutet.
Die Industrielle Revolution 4.0 vernetzt nun die Maschinen untereinander und die Menschen, die mit ihnen arbeiten und ermöglicht so eine flexiblere und effizientere Produktion. Auch die Kundenwünsche spielen in der Industrie 4.0 eine zentrale Rolle: Denn durch den Datenaustausch und die Kommunikation der Maschinen können Unternehmen leichter als bisher individuell zugeschnittene Produkte liefern.
Vorreiter bei der Einführung der Industrie 4.0 ist die Automobilbranche und die Zulieferindustrie. Mehr als 20 Projekte beschäftigen sich in der Region Stuttgart mit der digitalen Umgestaltung von Produktionsprozessen, das zeigt die interaktive Karte der Plattform Industrie 4.0., einer bundesweiten Initiative unter der Leitung des Wirtschafts- und des Forschungsministeriums. Damit ist die Wirtschaftsregion Stuttgart deutschlandweit das größte Zentrum der Industrie 4.0. Nicht nur Branchenriesen wie Daimler oder Bosch, auch zahlreiche mittelständische Unternehmen gehen neue Wege in der Steuerung und Flexibilisierung von Produktionsprozessen.
Der APAS assistant ist als erstes Assistenzsystem für die Zusammenarbeit mit Menschen ohne Schutzzaun zertifiziert.
Forschungsprojekt „Modellstadt Mannheim“
Konzept „Smart Grid“
Intelligente Städte –
die lebenswerte Stadt von morgen
„Unternehmen berechnen mit Flexibilitäten neue Geschäftsmodelle.“
Arno Ritzenthaler
Geschäftsführer,
Smart Grids-Plattform Baden-Württemberg e.V.
Moderne Technologie und der smarte Umgang mit Energie und natürlichen Ressourcen sind die Grundlagen von Städten, in denen man auch morgen noch gerne lebt. Pfiffige Ideen, wie man die Energiewende voranbringen kann, kommen auch aus der Region.
Stadtluft macht frei, hieß im Mittelalter. Heute ist die Luft in den Städten oft dick, dennoch haben die urbanen Zentren nichts von ihrer Attraktivität verloren. 70 Prozent der deutschen Bevölkerung lebt in der Stadt. Doch wie sieht die Stadt von morgen aus? Die Fraunhofer-Gesellschaft arbeitet gemeinsam mit Partnern aus Industrie und Kommunen an Lösungen für die Stadt der Zukunft. In der Initiative „Morgenstadt“ geht es in Forschungsprojekten, bei Veranstaltungen und Kongressen um einen nachhaltigen Umgang mit natürlichen Ressourcen im urbanen Raum. Vernetzte Technologien und die Vermeidung von sozialen Spaltungsprozessen sind die Säulen bei der Gestaltung einer nachhaltigen und lebenswerten Stadt von morgen. Das Nachdenken über die „Morgenstadt“ umfasst viele Bereiche: Den Umgang mit Abfall und Energie, die Versorgung mit Wasser und Abwasser, eine moderne Verwaltung, die die Interessen der Bürger in Beteiligungsprozessen integriert, die Vermeidung eines Verkehrsinfarkts unter Berücksichtigung aller Mobilitätsformen, die Energieeffizienz von Gebäuden. Ein Beispiel, wie nachhaltiges Bauen in einer Smart City aussehen kann, kann man bei der Weißenhofsiedlung in Stuttgart anschauen: Das Haus B10 von Werner Sobek.
„In Baden-Württemberg erfolgreich umgesetzte Smart City-Konzepte sind im Ausland stark gefragt: Mit der Initiative FutureCitiesBW fördern wir den Wissensaustausch zwischen der hießigen Wirtschaft und Interessenten in ausländischen Märkten.“
Susanne Schatzinger
Koordinatorin FutureCitiesBW,
Fraunhofer IAO
Die Digitalisierung von Geräten vom Thermostat bis zur Spülmaschine ist für die Steuerung urbaner Systeme eine große Chance: Denn wenn Daten zum individuellen Energieverbrauch der Bürger einer Stadt ausgewertet und zusammengeführt werden, können auch zeitgemäße Lösungen entstehen.
Mannheim hat zum Beispiel in einem mehrjährigen Leuchtturmprojekt die Energienetze der Zukunft untersucht, um Erzeuger und Verbraucher von Energie mit Hilfe moderner Informations- und Kommunikationstechnologie zusammenzubringen. Eines der Ergebnisse war der „Energiebutler“, ein kleines Gerät mit großer Wirkung: Mit seiner Hilfe haben die Verbraucher den Stromverbrauch in Zeiträume verlegt, in denen viel Energie aus erneuerbaren Quellen ins Netz eingespeist wurde. So wurden etwa Waschmaschinen genau in diesen Zeiträumen automatisiert gestartet.
Die Plattform Smart Grids Baden-Württemberg hat sich zum Ziel gesetzt, intelligente Energienetze und die dazugehörigen Produkte und Dienstleisungen zu fördern. Der Vorstandsvorsitzende Prof. Dr. Stefan Tenbohlen, Leiter des Instituts für Energieübertragung und Hochspannungstechnik an der Uni Stuttgart, sagt dazu: „Um die Energiewende erfolgreich zu gestalten, sind neben der Akzeptanz auch viele technische Herausforderungen zu lösen. Die Netzintegration fluktuierender Erzeuger wie Photovoltaik oder Windenergie ist ein zentraler Punkt in unseren Forschungsprojekten. Smart Grids sind dabei ein unverzichtbarer Bestandteil.“ Wer mehr über die Energieversorgung von morgen wissen möchte, kann sich bei der Plattform über unterschiedliche Projekte in ganz Baden-Württemberg informieren: Auf der Smart-Grids-Route werden Projektbetreiber und Anlagen vor Ort in einem Steckbrief vorgestellt. Sie alle tragen ihren Teil dazu bei, damit auch der klimaneutralen Stadt von morgen die Lichter nicht ausgehen.
TransnetBW GmbH
Landesmesse Stuttgart GmbH
Flughafen Stuttgart
