Industrie 4.0 Trends und IIC Testbeds

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1 Dr. Thomas Brandl Bosch Rexroth AG MKT Bosch Rexroth AG All rights reserved, also regarding any disposal, exploitation, reproduction, editing, distribution, as well as in the event of applications for industrial property rights.

2 Inhalt Unternehmen Bosch Rexroth Industrie 4.0 Trends IT-Welt und Automatisierungstechnik wachsen zusammen IIC Testbeds 2

3 Bosch Rexroth: Teil der Bosch-Gruppe Bosch-Gruppe gesamt 48,9 Mrd. EUR Umsatz Beschäftigte Beschäftigte seit 01. April 2015* Mobility Solutions Einer der weltweit größten Zulieferer von Kraftfahrzeugtechnik 68 % Umsatzanteil Industrial Technology Führend in Antriebs- und Steuerungstechnologie Verpackungs- und Prozesstechnik Energy and Building Technology Führender Hersteller von Sicherheitstechnik Weltmarktführer von Heizungsprodukten und Warmwasserlösungen 32 % Umsatzanteil Consumer Goods Führender Anbieter von Elektrowerkzeugen und -zubehör Führender Anbieter von Hausgeräten *inkl. BSH Hausgeräte GmbH (ehemalig BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH) und Robert Bosch Automotive Steering GmbH (ehemalig ZF Lenksysteme GmbH) 3

4 Bosch Rexroth: Technologien und Dienstleistungen Mobile Anwendungen Erneuerbare Energien Industrial Applications Anlagenausrüstung Fabrikautomation Produkte Steuerungen Elektrische Antriebe Hydraulik Lineartechnik Montagetechnik Service 4

5 Industrie 4.0: Bosch Duale Strategie Leitanbieter Anlagenhersteller-Sicht/ Produktionsmittel-Sicht I 4.0 Lösungslieferant für OEM und Endanwender Bosch interne i4.0 Technolgie und Lösungsanbieter Leitanwender Produkthersteller-Sicht/ Produkt-Sicht Drive and Control Technology Industrial Sensor Solutions Bosch Software Innovations Bosch Sensortec Packaging Technology Assembly Systems and Special Machinery Bosch Connected Devices & Solutions... Innovationsmanagement Logistik Machine Platforms Data Mining, Big Data Center of Competence 250 Bosch Werke weltweit Herstellung von Produkten Maschinenanwender Werkbetreiber Schnittstelle zu Kunden und Lieferanten Mehr als 50 Pilotprojekte für Industrie 4.0 initiiert. 5

6 Inhalt Unternehmen Bosch Rexroth Industrie 4.0 Trends IT-Welt und Automatisierungstechnik wachsen zusammen IIC Testbeds 6

7 Rapide Entwicklung der Vernetzung von Menschen und Dingen Milliarden vernetzte Menschen Milliarden vernetzte Dinge Millionen Computer mit Internetzugang Millionen Vernetzte Menschen 7

8 Internet der Dinge und Services Smart Meter Smart Home Smart Building Smart Factory Industrie 4.0 Healthcare Smartphone Smart Devices Smart Mobility Smart Grid 8

9 Entwicklung bis hin zu Industrie Industrielle Revolution Mechanisierung Mechanische Steuerung (Kurvenscheibe, Nocken) Dampfmaschinen 2. Industrielle Revolution Elektrifizierung Lochkarten für maschinelle Informationsverarbeitung Fließbandfertigung für große Serien 3. Industrielle Revolution Digitalisierung Mikrochips für die Steuerung von Maschinen mit Software Steigender Automatisierungsgrad IT-Systeme zur Produktionsplanung und steuerung 4. Industrielle Revolution Vernetzung/Internet Horizontale und vertikale Vernetzung von Komponenten und Maschinen mit der Informationstechnologie unter Verwendung von Internetstandards Identifizierbare und kommunizierende Objekte Selbstoptimierende Systeme Industrie 1.0 Industrie 2.0 Industrie 3.0 Industrie 4.0 9

10 Industrie 4.0: Herausforderungen und Chancen Volatile markets Individual customer requirements Shortened delivery times Shortened product life cycles 24/7 worldwide service Social behavior, new cooperation Disruptive business models automobile & -parts Added Value Potential for Germany 80 bn 1) there of: 390,000 additional workplaces 2) there of: 15 bn 23 bn 12 bn machine building electrical equipment 10 1) Added value potential of selected industries until 2025 by I 4.0 in Germany; Source: Industrie 4.0 Volkswirtschaftliches Potenzial für Deutschland; Studie BITKOM ) Added new workplaces until 2025 by I 4.0 in Germany; Source: BCG Study for Wirtschaftswoche

11 Bedarf an I4.0 Softwarefunktionalitäten Welche Funktionalitäten stecken hinter dem Bedarf für Industrie 4.0 Softwarelösungen? Alles, was hilft Datentransparenz im Produktionsprozess zu erhöhen. Monitoring of deviations Visualization of production data Providing relevant information Identification of correlations/ deviations of production models Modeling of decision rules Automation business processes Rank assigned Medium rank 2,3 3,1 3,1 3,6 4,2 4,7 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 1st 2nd 3rd 4th 5th 6th Quelle: Marktstudie Industrie 4.0: Bedarf und Nutzen vernetzter Softwarelösungen, Bosch Software Innovations GmbH, September

12 Industrie 4.0: Voraussetzungen Verteilte Intelligenz Schnelle Vernetzung und flexible Konfiguration Kommunikation Mensch als Akteur Virtuelles Echtzeitabbild Digitales Lebenszyklus Management Offene Standards Verbindung IT-Welt und Automation Sichere Wertschöpfungsnetzwerke 12

13 Inhalt Unternehmen Bosch Rexroth Industrie 4.0 Trends IT-Welt und Automatisierungstechnik wachsen zusammen IIC Testbeds 13

14 IT Automation Flexibiltät in Applikationen Individualität mit neuen Konzepten SPS Automation Effizienz im Engineering Zukunftssichere Automation Brücke zwischen SPS-Programmierung und Software-Entwicklung mit Hochsprachen 1

15 Sprachenvielfalt für neue Lösungen (Echtzeitfähige) Anwendungen direkt auf der Steuerung oder individuelle Anwendungen auf externen Geräten unabhängig vom Maschinenprogramm Steuerung Externe Geräte Java Applikation Lua Applikation C/C++ Applikation SPS Applikation Motion-Logic Firmware Modelica Simulink MATLAB LabVIEW IT-Automation Smart Apps Real-Time Operating System Native Operating System 15

16 Beispiel Modellbildung und Simulation Virtuelles Echtzeitabbild Simulationssysteme zum Aufzeigen der Zustände und virtuellen Betrieb aller abgebildeten Anlagen, Maschinen, Systeme, Objekte in Echtzeit Beschreibung von Maschinenabläufen bzw. Fertigungs- und Organisationsprozessen Erfassung von realen Objekteigenschaften und Echtzeit-Aktualisierung des virtuellen Abbilds Erzeugung und Test des Steuerungsprogramms Simulation von Praxis beschleunigt Lernen, eröffnet neue Lösungswege, reduziert Risiken, kann Leistung nachweisen und verkürzt Entscheidungsprozesse 16

17 Inhalt Unternehmen Bosch Rexroth Industrie 4.0 Trends IT-Welt und Automatisierungstechnik wachsen zusammen IIC Testbeds 17

18 Industrie 4.0: Ist nicht aufzuhalten und Bosch gestaltet die Zukunft mit Final report & start Plattform i Start Industrial Internet Consortium Reorganisation National IT-Gipfel Extension Plattform i4.0 18

19 Übersicht IIC Testbeds Folie R. Jamal Track and Trace Testbed TSN Manufacturing Testbed 19

20 IIC Track and Trace Testbed Beteiligte Partner Bosch Cisco National Instruments Tech Mahindra Erstes IIC Testbed, das in Europa realisiert wurde 20

21 Anwendung IIC-Track and Trace Testbed NEXO-Schraubsystem: Kabellose, gesteuerte Handschrauber für sicherheits- und funktionsrelevante Verschraubungen mit integrierter Prozesssteuerung und Funk-Kommunikation zu übergeordneten Systemen. Visualisierung relevanter Prozess- und Werkzeugzustandsdaten; automatische Benachrichtigung bei Anomalien, etc. Darstellung in einem Web-Browserbasierten Cockpit mit Ausbau zu einer Big-Data Anwendung. Prozess- und Werkzeugzustandsdatenerfassung 0 Fehler KVP 21

22 Time Sensitive Networking (TSN) Historie 2010/2011 Standard IEEE Audio Video Bridging (AVB) Fokus auf Anwendung im Automobil Nutzung von Ethernet für die Übertragung zahlreicher Audio- und Videokanäle 2014: Weltweit 90 Millionen produzierte Pkw und Nutzfahrzeuge Automotive Industrie konsumiert mehrere Milliarden vernetzte Steuergeräte Anforderungen an die Kommunikation: Echtzeitfähigkeit + hohe Bandbreite Die Verfügbarkeit kostengünstiger TSN-Chips ist absehbar Vergleichbare Anforderungen im Bereich der industriellen Kommunikation 22

23 Wer treibt TSN? Anzahl der Eingaben in IEEE Standardisierungsgremien Industrial Automotive Consumer Avionics CE Backbone Semiconductor 1 0 Sep 14 Nov 14 Jan 15 Mar 2015 May 2015 Interessen der industriellen Kommunikation sind stark vertreten 23

24 Beantragtes IIC Testbed: TSN Manufacturing TSN Time Sensitive Networking Echtzeitfähigkeit Bandbreite Herstellerunabhängig Standard Ethernet 24

25 Zusammenfassung Mensch als Akteur Software-Dienste zur Erhöhung der Transparenz in der Produktion Zusammenwachsen von IT-Welt und Automation Offene, standardisierte Kommunikation Herstellerübergreifende Zusammenarbeit, Bildung von Ökosystemen 25

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