Industrie 4.0 in den Deutsch-Chinesischen Beziehungen ist schon lange keine Zukunftsmusik mehr. Aber wo genau bewegen wir uns hin? Wie kann die Umsetzung konkreter Ziele für die internationale Standardisierung vorangetrieben werden? Und welche Rolle spielen dabei neue Technologien wie Artificial Intelligence, 5G oder Edge Computing? Diesen Aufgaben und Fragen widmete sich Anfang Dezember 2017 die Deutsch-Chinesische Kommission Normung (DCKN) anlässlich der fünften Sitzung der Unterarbeitsgruppe Industrie 4.0 in Hangzhou.
Gute Ergebnisse stärken die Partnerschaft
Die Ergebnisse der Deutsch- Chinesischen Unterarbeitsgruppen Industrie 4.0 zeigen die Fortschritte in der bilateralen Partnerschaft.
Mit den Berichten zur Angleichung der Referenzarchitekturmodelle RAMI und IMSA, dem IT Security Standards Whitepaper und der Roadmap Predictive Maintenance präsentiert das SCI 4.o gemeinsam mit dem BMWi Dokumente, die zentral für die Zusammenarbeit in der internationalen Normung sind. Nicht minder wichtig für die gemeinsamen Aktivitäten ist der Beginn eines Mappings relevanter Industrie 4.0 Normen und Standards beider Länder, um ein vollständiges Mapping der jeweiligen Normenlandschaft abbilden zu können. Zudem werden in der Kooperation im Jahr 2018 tragende Elemente der internationalen Normung wie die Struktur der Verwaltungsschale, Artificial Intelligence und Maturity Models thematisiert werden.
In die Kooperation fließen zahlreiche politische und wirtschaftliche Interessen ein. Die Anzahl an mitwirkenden Akteuren ist dementsprechend groß. Ins Leben gerufen wurde der Austausch vom deutschen Wirtschaftsministerium und dem chinesischen Ministerium für Industrie und Informationstechnologie (MIIT).
Die beteiligten Expert*innen kommen aus deutschen und chinesischen Normungsinstitutionen, Unternehmen und Wirtschaftsverbänden. Zusammen erarbeiten sie Vorschläge für die Normung der Industrie 4.0 – der Digitalisierung der industriellen Produktion. Die Unterarbeitsgruppe ging aus der 2011 gegründeten Deutsch-Chinesischen Kommission zur Zusammenarbeit in der Normung (DCKN) hervor. Sie fördert die gemeinsame Normung und den Abbau technischer Handelshemmnisse zwischen den beiden Ländern.
Die fachliche Leitung übernehmen das deutsche SCI 4.0 und die chinesische Intelligent Manufacturing Standardization Administration Group (IMSG). Das SCI repräsentiert für die deutsche Seite das Deutsche Institut für Normung (DIN e.V.) und die Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik (DKE). Im Auftrag des BMWi koordiniert das Globalprojekt Qualitätsinfrastruktur (GPQI) der Deutschen Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH die Aktivitäten und berät alle Beteiligten.
Seit 2017 unterstützt das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) mit dem Projekt „GoGlobal Industrie 4.0“ die internationale Harmonisierung nationaler Industrie 4.0-Konzepte durch das SCI 4.0. Dabei spielt die Deutsche Normungsroadmap Industrie 4.0 eine wichtige Rolle. Sie definiert Handlungsempfehlungen für die nationale und internationale Normung und bildet eine Basis für die Kooperation.
Regelmäßig wirft die UAG I4.0 im Rahmen der Plenarsitzungen auch den Blick auf zukunftsweisenden Themen der digitalen Transformation. trotz der Corona-pandemie konnten weiterhin die Jahrestagungen zweimal jährlich vi4rtuell druchgeführt werden.
Deutsch-Chinesische Kommission für Standardisierung (DCKN)
11. Plenarsitzung der Deutsch-Chinesischen UAG 4.0
Zentrales Dialoggremium für internationale I4.0-Standardisierung
Mehr als 120 Experten versammelten sich am 13. Juli 2021 unter der Leitung von BMWi und MIIT virtuell zur 11. Sitzung der Deutsch-Chinesischen Unterarbeitsgruppe Industrie 4.0. Trotz der anhaltenden Auswirkungen der Corona-Pandemie auf die deutsch-chinesische Zusammenarbeit im zweiten Jahr in Folge konnten die hohen Qualitätsstandards der Arbeitsergebnisse aufrechterhalten werden. Die Umstellung auf virtuelle Formate hatte zudem positive Effekte, da sie eine höhere Frequenz des Austauschs ermöglichte, was zu einer Vielzahl konkreter Ergebnisse führte. Nachdem in der letzten Plenarsitzung vier Whitepaper veröffentlicht wurden, standen bereits vier weitere kurz vor der Veröffentlichung.
In der Eröffnungssitzung betonte Ernst Stöckl-Pukall, Referatsleiter für Digitalisierung und Industrie 4.0 im BMWi, die Erfolge der bilateralen Zusammenarbeit im Bereich der Normung. Er hob hervor, welches Potenzial die Kooperation zwischen Deutschland und China für die Entwicklung von Lösungen für die Zukunft der Industrie 4.0 und intelligenter Fertigungsprozesse bietet. Zudem wies er darauf hin, dass beide Länder vor ähnlichen Herausforderungen standen, für die sie gemeinsame Lösungen finden mussten. Der etablierte Dialog trug maßgeblich zur globalen Harmonisierung von Normen und Standards in diesem wichtigen Bereich bei, da eine effektive Zusammenarbeit ohne diesen Austausch nur schwer realisierbar gewesen wäre. Abschließend erklärte er, dass sich die I4.0 UAG zu einer zentralen Dialogplattform entwickelt habe, um Normungs- und Standardisierungsbedarfe zu identifizieren und ein koordiniertes Vorgehen in internationalen Gremien zu fördern.
Neben den Berichten der sieben technischen Expertengruppen standen bei der 11. Plenarsitzung insbesondere die nationalen Normungs-Roadmaps im Mittelpunkt. Guo Nan, Direktor des Forschungszentrums für das Internet der Dinge am China Electronics Standardization Institute (CESI), stellte die neuen „Nationalen Richtlinien für den Aufbau eines grundlegenden Sicherheitsstandardsystems für das Internet der Dinge“ vor. Diese Richtlinien gingen über den Bereich Industrie 4.0 hinaus und umfassten auch Telekommunikations- und Netzwerkthemen. Während es Unterschiede zwischen den chinesischen Richtlinien für intelligente Fertigungsstandards und der deutschen Normungsroadmap Industrie 4.0 gab, dienten beide Veröffentlichungen dazu, die Zusammenarbeit zu definieren. Besonders auffällig war, dass Elemente wie der Digitale Zwilling und die Lieferkette, die in früheren Ausgaben weniger berücksichtigt wurden, nun in beide nationalen Richtlinien aufgenommen wurden. Dies erleichterte den deutsch-chinesischen Austausch, da sich diese Aspekte nun besser vergleichen ließen.
Auch auf deutscher Seite wurde an einer neuen Revision gearbeitet. Dr. Jens Gayko, Geschäftsführer von SCI 4.0, berichtete in seinem Vortrag, dass dies in zwei parallelen Richtungen geschah. So wurde zur Hannover Messe 2022 der Fortschrittsbericht zur Industrie 4.0-Normungsroadmap veröffentlicht. Dieser zeigte den Umsetzungsstand der bisherigen Handlungsempfehlungen auf und diente gleichzeitig dazu, die inhaltliche Ausrichtung für eine kommende Version 5 der NRM I4.0 anzustoßen. Ein Jahr später, im April 2023, erschien schließlich die 5. Auflage der Industrie 4.0-Normungsroadmap.
Aus den Berichten der sieben technischen Expertengruppen ging hervor, dass der Fokus verstärkt auf die Zusammenarbeit zwischen den einzelnen Gruppen gelegt wurde. Ein herausragendes Beispiel war die Konvergenzdiskussion zwischen Digital Twin und Asset Administration Shell (AAS), die bereits zwei Jahre zuvor in das Arbeitsprogramm aufgenommen wurde. Dies verdeutlichte die Notwendigkeit, gemeinsame Handlungsfelder zu identifizieren. Im Jahr 2022 resultierte diese Arbeit in der Veröffentlichung des „Gemeinsamen Berichts über DT/AAS“. Zuvor war bereits der „Joint Report on TSN“ veröffentlicht worden, in dem erstmals in der UAG I4.0 die grundlegenden Anforderungen an ISO/IEC 60802 aus einer gemeinsamen bilateralen Perspektive beschrieben wurden. Auch hier war die internationale Standardisierung die zentrale Zielsetzung.
Ein einheitliches Verständnis von Anwendungsfällen im Kontext von Industrie 4.0 hatte sich zwischen Deutschland und China in den vergangenen Jahren bereits entwickelt. Um auch die Harmonisierung von Konzepten innerhalb der technischen Expertengruppen weiter voranzutreiben, übernahm die Expertengruppe Anwendungsfälle zunehmend die Rolle einer „Informationsdrehscheibe“ und unterstützte so eine verstärkte interdisziplinäre Zusammenarbeit.
Den Abschluss des Arbeitsjahres bildete der „Standardisierungsbericht zu KI in industriellen Anwendungen“ der Expertengruppe AIAIM. Ziel dieses Berichts war es, einen umfassenden Überblick über die zahlreichen KI-relevanten Standardisierungsaktivitäten mit Bezug zur industriellen Automation auf nationaler und internationaler Ebene zu geben.
Darüber hinaus waren für das kommende Jahr die Veröffentlichungen des „Security Tests White Paper for Sino-German Intelligent Manufacturing/Industrie 4.0“ sowie des „Sino-German Whitepaper on Functional Safety Aspects of Digital Lifecycle Management“ geplant, wodurch sich ein weiteres arbeitsintensives, aber auch ergebnisreiches Jahr abzeichnete.
Während der Plenarsitzungen der I4.0 UAG wurden zudem regelmäßig zukunftsweisende Themen im Zusammenhang mit der digitalen Transformation behandelt. Besonders hervorzuheben war der Vortrag von Michael Jochem (Bosch) zum Thema kollaborative Zustandsüberwachung. Dieser Industrie 4.0-Anwendungsfall veranschaulichte den Mehrwert digitaler Geschäftsmodelle in einer datengetriebenen Plattformökonomie. Durch die gemeinsame Nutzung von Big Data konnten alle Beteiligten profitieren, was wiederum eine selbstbestimmte industrielle Wertschöpfung und damit die Souveränität in der digitalen Fertigung ermöglichte.
Die Deutsch-Chinesische Kommission für Standardisierung ging 2011 aus der Arbeitsgruppe Standardisierung des 1979 gegründeten Deutsch-Chinesischen Gemischten Wirtschaftskomitees hervor.
Ihre Ziele sind die weitere Erleichterung des bilateralen Handels durch den Abbau technischer Handelshemmnisse, die Förderung der bilateralen wirtschaftlichen und technischen Zusammenarbeit, die engere Zusammenarbeit in Normungsfragen und die Koordinierung der Aktivitäten in internationalen Normungsorganisationen.
Die jährliche Sitzung der Gemeinsamen Normenkommission bietet daher eine sehr gute Gelegenheit, die partnerschaftliche Zusammenarbeit zwischen Deutschland und China in normungspolitischen Fragen weiter zu intensivieren.
Veröffentlichung: Deutsch-Chinesisches Weißbuch zur funktionalen Sicherheit für Industrie 4.0 und intelligente Fertigung
Das Weißbuch beleuchtet die deutsch-chinesische Perspektive auf Fragen der funktionalen Sicherheit im Kontext von Industrie 4.0/Intelligent Manufacturing. Es erklärt das Grundkonzept der traditionellen technischen Sicherheit, die bisher auf mechanischer und elektronischer Technologie basierte.
Veröffentlichung: Vorschlag für ein Testprogramm für KMU
Die technische Expertengruppe für Netzwerkkommunikation und Edge-Computing der Unterarbeitsgruppe Industrie 4.0 veröffentlichte im Oktober 2020 den Bericht „Vorschlag für ein KMU-Testprogramm“. Das Dokument veranschaulicht einen Vorschlag, der es KMU ermöglichen soll, direkt an Industrie 4.0-Initiativen teilzunehmen. Der Vorschlag konzentriert sich auf die Nutzung von Testumgebungen zwischen produzierenden KMU aus China und Deutschland, um den Übergang von alten Produktionslösungen zu Lösungen für Industrie 4.0 zu fördern und dadurch den Standardisierungsprozess und den Dialog zwischen allen beteiligten Normungsgremien zu stärken. Dies beinhaltet auch direktes Feedback zu bestehenden oder neuen Standards und Spezifikationen.
Veröffentlichung: Leitfaden „Use Cases and Applications“
Die überarbeitete Version des Leitfadens zu Anwendungsfällen und Anwendungen wird rechtzeitig zur 10. Plenarsitzung veröffentlicht. Es besteht ein wachsender internationaler Konsens darüber, dass neue Standardisierungsaktivitäten nützlich sind, wenn die zugrunde liegenden treibenden Anwendungsfälle klar formuliert und verstanden werden. In dieser Hinsicht ist ein international einheitliches Verständnis von Anwendungsfällen im Kontext von Industrie 4.0 ein zentraler Ausgangspunkt in der Standardisierungsarbeit. Anwendungsfälle sind ein Instrument, um eine Brücke von den Herausforderungen, mit denen die Fertigungsindustrie konfrontiert ist, zu den entsprechenden möglichen technischen Lösungen zu schlagen. Anwendungsfälle bieten auch die Möglichkeit, neue Anforderungen an die Standardisierung abzuleiten. Dieser Vorschlag wurde sowohl national, beispielsweise in ausgewählten Anwendungsfällen des Labs Network Industrie 4.0, als auch international, insbesondere im Rahmen der Zusammenarbeit mit den USA, China und Japan, aktiv aufgegriffen und umgesetzt.
Veröffentlichung: Beispiele für Geschäftsszenarien in der Fertigungsindustrie
Premiere für die gemeinsamen Beschreibungen verschiedener Geschäftsszenarien und wie sich diese auf die Digitalisierung in der Fertigungsindustrie auf verschiedene Weise Auswirkungen auf die Gestaltung von Geschäftsmodellen haben können. Das Ziel der Kooperationslinie „Use Cases und Anwendungen“ ist die Analyse von Geschäftsstrategien und Kundenbedürfnisse in der Fertigungsindustrie , die sich in konkreten Kundenprojekten manifestieren. Die Erkenntnisse werden in sogenannten „Use Cases“ zusammengestellt, die auf zu bekannten bewährten Verfahren, z. B. der Industrial Internet-Referenzarchitektur (IIRA), basieren. Diese erleichtern ein gemeinsames Verständnis von Märkten, Trends, Triebkräften, Konzepten und Lösungen und dienen dann als Grundlage zur Formulierung von Anforderungen an die Normung.