Mittler zwischen realer Welt und Cyberspace: Cyber-Physische Systeme, der Kit der Industrie 4.0

Cyber-Physische Systeme (CPS) bilden den Kit, der die Industrie 4.0 zusammenhält. Sie sind das entscheidende technologische Bindeglied, das reale und virtuelle Welt verschmelzen lässt.

CPS werden überall dort eingesetzt, wo komplexe physische Systeme zu ihrer Optimierung und Effizienzsteigerung mit der digitalen Welt kommunizieren sollen. Insbesondere im Kontext von Industrie 4.0 werden sie in der industriellen Prozess- und Produktionssteuerung (Smart Factory) immer wichtiger. Aber auch in der Energieversorgung, in Verkehrssteuerung und Fahrassistenz sowie vielen weiteren Bereichen finden CPS heute Anwendung.

Cyber-Physische Systeme bestehen aus Objekten, die über eine eingebettete Software und Elektronik verfügen und untereinander oder via Internet zu einem einzigen System vernetzt werden. Diese besitzen Sensoren und Aktoren genannte Antriebselemente. Über sie sind die CPS mit ihrer Außenwelt verbunden. Mithilfe ihrer Sensoren erfassen die Systeme Daten und verarbeiten sie. Diese stellen sie anschließend netzbasierten Diensten zur Verfügung, die über ihre Aktoren unmittelbar auf Aktionen in der realen Welt einwirken. Auf diese Weise verschmelzen die physische Welt und der Cyberspace zum Internet der Dinge.

In der industriellen Produktion kommen Cyber-Physische System zum Einsatz, um internetbasierte Architekturen aufzubauen, die die Fernüberwachung selbstständig arbeitender Produktionssyteme ermöglichen. Darüber hinaus leisten CPS auch in weiteren Anwendungsfeldern wertvolle Dienste: Als Teil eines intelligenten Stromnetzes steuern sie etwa das künftige Energienetz oder den Verkehr, der so sicherer wird und einen geringeren Kohlenstoffdioxid-Ausstoß verursacht.

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