Schwerpunkt: Erfolgsfaktor Software. Schnell. Vernetzt. Rätselhaft

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1 Nachhaltigen Wert schaffen durch Technologieführerschaft Schwerpunkt: Erfolgsfaktor Software Vernetzt Die Automatisierungs - branche erfindet sich neu. Die Industrie steht vor einer IT-Revolution. Schnell Red Bull besitzt Millionen Kunden und einen Formel-1-Weltmeister dank PLM Software. Rätselhaft Indien ist für westliche Nationen ein attraktiver Markt. Doch die Spielregeln sind schwierig.

2 02 Industry Journal Vorwort

3 Industry Journal Vorwort 03 Vorwort Liebe Leserinnen, liebe Leser, Ich glaube, dass es auf der Welt einen Bedarf von vielleicht fünf Computern geben wird, soll einst Thomas Watson gesagt haben, ehemaliger Vorstandsvorsitzender von IBM, damals, im Jahr 1943 bei der Vorführung eines Großrechners. Wie auch Fachleute sich irren können. Zweifellos leben wir heute in einer digitalen Welt. Die Frage ist nur: Wie wird sich diese Welt in den kommenden fünf, zehn oder 20 Jahren entwickeln? Klar ist für mich eines: Software wird zum entscheidenden Erfolgsfaktor für Industrieunternehmen. Nach Prognosen von Automotive-Experten wird zum Beispiel der Wertanteil von Informatik im Auto in zehn Jahren bei rund 40 Prozent liegen. 50 Prozent der Entwicklungskosten eines Kfz-Steuergeräts entfallen bereits jetzt auf Softwareentwicklung. Prof. Dr. Siegfried Russwurm, CEO Industry Sector Eine vergleichbare Entwicklung erwarte ich in der Investitions güterindustrie. Hier, vor allem im Bereich der Automatisierung, besteht derzeit die größte Herausforderung darin, einzelne Softwarelösungen, Menschen und Maschinen optimal zu vernetzen und eine immer komplexere Welt zu vereinfachen. Wie so etwas aussehen kann, wie sich Siemens der Aufgabe stellt und welchen Mehrwert wir unseren Kunden bieten können, lesen Sie auf über 20 Seiten in dieser Ausgabe des Industry Journal. Sehr nachdenklich gemacht haben mich zwei wissenschaftliche Studien zu den bedrohlichen Folgen des Klimawandels, wie wir sie jüngst mit Überschwemmungen und Wirbelstürmen in Australien erlebt haben (S. 78), und über den Ressourcenverbrauch der Menschheit, der bereits 50 Prozent über der jährlichen Produktionskapazität der Erde liegt (S. 80). Diese Studien bestärken Siemens darin, seinen grünen Weg kompromisslos weiterzugehen und sein Umweltportfolio rasch auszubauen. Etwa mit energiesparenden Elektromotoren (S. 70) oder mit massiven Anstrengungen zur Verbesserung nachhaltiger und rentabler Infrastrukturen für die Städte der Welt (S. 48). Ich wünsche Ihnen eine spannende Lektüre. Ihr Siegfried Russwurm

4 04 Industry Journal Inhalt Schwerpunkt: Erfolgsfaktor Software 10: Total vernetzt Automatisierungstechnologien sind selbstverständlicher Bestandteil von Industrie und Alltag geworden. Jetzt gilt die umfassende Vernetzung mit intelligenten Softwarelösungen als neuer Schlüssel zum Erfolg. 20: Eine perfekte Symbiose Product Lifecycle Management (PLM) reduziert Kosten für Entwicklung und Fertigung und verkürzt die Time-to-market Siemens Kunden weltweit vertrauen auf Produkte der Business Unit PLM Software. 25: Eine für alles Mit der Lösung Totally Integrated Automation (TIA) setzt Siemens seit 15 Jahren Maßstäbe in der Produktion. Das revolutionär neue TIA Portal bietet nun eine einzige Benutzerober fläche für alle Anwendungen. Performance 10 19: Total vernetzt Softwarelösungen entwickeln sich zum wichtigsten Wachstumstreiber in der Industrie. Die Automatisierungsbranche steht vor einer IT-Revolution, in der es vor allem um die Vernetzung von Maschinen, Menschen und Fachbereichen geht : Eine perfekte Symbiose Porträt der jungen Siemens Business Unit PLM Software, eines Weltmarktführers in seiner Branche : Eine für alles Das Siemens TIA Portal, eine IT-Arbeitsumgebung für verschiedenste Anwendungen, revolutioniert das Engineering : Grüner rechnen Das Energieeinsparpotenzial von Rechenzentren ist gewaltig. 60 Millionen Kilowattstunden verpuffen jährlich ungenutzt : Roter Stier auf der Überholspur 600 Millionen Kunden hat der Getränke - hersteller Red Bull und einen Formel-1- Weltmeister. Wie machen diese Österreicher das bloß? 06 09: Spotlight News aus Wirtschaft, Wissenschaft und Technik: von neuen Werkstoffen über OLED-Leuchten bis zur Stahlproduktion : Seitenwechsel: Vom Schachgenie zum Wirtschaftsguru Der Harvard-Professor und Schachgroß- meister Kenneth S. Rogoff sagt, was Ma- nager vom Spiel der Könige lernen können : Wie funktioniert eigentlich ein PLM Softwarekonzept? 86: Impressum

5 Industry Journal Inhalt 05 Inhalt 48: Neue Heimat Städte sind wichtige Wachstumsregionen und zentrale Stellschrauben für mehr Klimaschutz. Nachhaltig konzipierte Satellitenstädte im Umfeld der Metropolen sollen Ökologie und Ökonomie besser in Einklang bringen. 70: Sparen per Verordnung Ab Juni 2011 dürfen europaweit nur noch Energiespar-Elektromotoren der Effizienzklasse IE2 verkauft werden. Das spart Millionen Tonnen CO 2 -Emissionen und rechnet sich dank niedriger Betriebskosten auch für Unternehmen. Urbanization 48 54: Neue Heimat Mit der globalen Zunahme urbaner Ballungsräume steigen Ressourcenverbrauch und Klimabelastung. Neue Konzepte sind die Antwort umsichtiger Städteplaner : Interview Prof. Albert Speer Der renommierte Städteplaner und Architekt über zukunftsfähige Metropolen, das chinesische Detroit und die Rolle der Autos : Rätselhafter Markt Indien boomt und ist für westliche Unternehmen attraktiv. Doch im Geschäftsleben gelten völlig andere Regeln : Drahtseilakt alla veneziana Eine Drahtseilbahn sorgt für umweltschonende Fortbewegung in Venedig : Städte in neuem Licht Innovative LED-Beleuchtungskonzepte verleihen Stadtbildern und Gebäuden einen besonderen Charakter. Environment 70 77: Sparen per Verordnung Sparsame Drehstrom-Asynchronmotoren der ab Juni europaweit verbindlichen Effizienzklasse IE2 sind teurer als ihre Vorgänger und amortisieren sich dennoch bereits nach weniger als zwei Jahren : Die Folgen des Klimawandels Ein Bericht des Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) zeigt, welche Regionen der Erde besonders unter dem Klimawandel leiden werden und welche sogar davon profitieren : Planet im Würgegriff Der Ressourcenverbrauch der Menschheit übersteigt die Produktionskapazität der Erde schon heute um das 1,5-Fache, warnt der Living Planet Report 2010 des World Wide Fund for Nature (WWF).

6 06 Industry Journal Spotlight Spotlight Grünere Werke Siemens will seine Energie- und CO 2 -Effizienz bis Ende 2011 um 20 Prozent verbessern. Dafür investiert der Konzern bis Ende 2011 rund 25 Millionen Euro in die Modernisierung seiner Werke. Im Fokus des Einsparprogramms liegen bis 2012 die 120 energieintensivsten Werke (von insgesamt 300). Um möglichst hohe Einsparungen zu realisieren, wurden Zulieferer ins Gesamtkonzept eingeschlossen. Allein bei seinen etwa Lieferanten möchte Siemens jährlich 1,5 Millionen Tonnen CO 2 sowie 170 Millionen Euro Energiekosten einsparen und bietet dafür einen Umwelt- und Energiecheck an. Je nach Art und Größe des Zulieferers reicht dieser vom Online- Test in Eigenregie bis zum einwöchigen Intensiv- Workshop unter Leitung von Siemens Experten. Aus alt mach jung Siemens modernisiert im Auftrag des brasilianischen Stahlproduzenten ArcelorMittal Tubarão für mehr als zehn Millionen Euro den ältesten noch in Betrieb befindlichen Hochofen der Welt. Dies ist bereits die dritte Hochofenmodernisierung von Siemens für ArcelorMittal, den weltgrößten Stahlerzeuger. Mit dem Umbau soll die Produktionsmenge des 26 Jahre alten Hochofens 1 im brasilianischen Tubarão um knapp zehn Prozent von rund 3,3 auf 3,6 Millionen Tonnen pro Jahr gesteigert werden. Dafür erneuert Siemens unter anderem die Zuführung des Eisenerzes. Ein neues Monitoring- und Auto matisierungssystem sorgt zudem für einen optimierten Prozessablauf. Um die Stillstandszeiten des Hochofens während der rund 80-tägigen Modernisierungsarbeiten auf ein Minimum zu reduzieren, verwendet Siemens ein modulares Projektkonzept. Damit kann der Ofen zeitsparend in großen Einheiten ab- und wieder aufgebaut werden. Neues Prozessleitsystem für Bacardi Bacardi, das weltweit größte Familienunternehmen in der Spirituosenbranche, produziert neuerdings mit dem Siemens Prozessleitsystem Simatic PCS 7. Es ermöglicht eine durchgängige und sichere Automatisierung des gesamten Produktionsablaufs. Nach einer Migrations phase von drei Jahren löste Simatic im Januar 2010 das bis dahin genutzte Leitsystem APACS+ ab. Dank der hohen Kompatibilität beider Systeme konnte der Rumhersteller seine vorhandenen Basiskomponenten wie Controller und deren Verdrahtung weiterverwenden. Die Einführung des Prozessleitsystems erfolgte schrittweise, so dass die Produktion ohne jeden Stillstand fortgeführt werden konnte.

7 Industry Journal Spotlight 07 Zuverlässige Züge Die international renommierte Fachzeitschrift Modern Railways hat den Zug Desiro UK Class 444 mit dem Golden Spanner Award 2010 ausgezeichnet, einem jährlich vergebenen Preis für besonders zuverlässige Züge in Großbritannien. Bei dem Desiro-Modell handelt es sich um einen Triebwagen, den Siemens speziell für den britischen Zugverkehr entwickelt hat erzielte die Fahrzeugflotte, die von der Eisenbahngesellschaft South West Trains betrieben wird, einen neuen Zuverlässigkeitsrekord. Einen Silver Spanner für den besten neuen elektrischen Triebzug erhielt zudem der Desiro UK Class 360/2, der in London als Heathrow-Express-Zug verkehrt. Die Siemens Züge gelten somit als die zuverlässigsten in Großbritannien. Eines der Erfolgsrezepte ist, dass die Wartung der Triebwagen direkt durch Siemens erfolgt anders als in vielen anderen Ländern üblich. Siemens hat für jeden der in Großbritannien ausgelieferten Züge einen Wartungsvertrag abgeschlossen. Energieverluste von Umrichtern reduzieren Eine Expertengruppe aus Mitarbeitern deut - scher Unternehmen und Hochschulen forscht an einem neuen Material, um Frequenzumrichter für große Elektromotoren effizienter und leistungsfähiger zu machen. Durch den Einsatz von Siliziumcarbid als Diodenmaterial könnten die Energieverluste, die bei der Umwandlung gleich bleibender Netzfrequenzen in variable Frequenzen von 0 bis 250 Hertz entstehen, um bis zu 15 Prozent reduziert werden. Das im Juni 2010 gestartete Forschungsprojekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit rund 1,7 Millionen Euro gefördert. Neben Siemens sind die Technische Universität Dresden, Infineon, Curamik Electronics und SiCED Electronics Development beteiligt. Das Projekt läuft noch bis April Klares Wasser für riesiges Aquarium Das Georgia-Aquarium in Atlanta (USA) eines der größten der Welt setzt auf Siemens Technologie: Zwei Kohlenstofftürme sowie Umkehrosmose-Systeme säubern die mehr als 30 Millionen Liter Wasser und bereiten sie auf. Mehrere Rezirkulationsschleifen garantieren dabei eine gleichbleibend hohe Wasserqualität. Bereits für die Bauphase des Hauptaquariums lieferte Siemens temporäre Anlagen. Sie waren für Forschungszwecke nötig und gewährleisten für tausende von Meerestieren des Aquariums das Überleben. Das Georgia-Aquarium wurde im November 2005 eröffnet.

8 08 Industry Journal Spotlight Wunder-Werkstoff Graphen Für seine Erforschung erhielten die russischen Forscher Andre Geim und Konstantin Novoselov von der University of Manchester den Physik- Nobelpreis Graphen ist eine besondere Form des Kohlenstoffs. Es besteht aus einer einzigen Atomlage. Die Anwendungsmöglichkeiten sind vielfältig, zum Beispiel als Silikonersatz für Transistoren oder für die DNA-Sequenzierung. Graphen, 100-mal so kräftig wie Stahl, gilt als der dünnste und stabilste Werkstoff der Welt. Graphenschichten sind rund mal dünner als ein Blatt Papier und lassen sich auf Glasscheiben und Monitore auftragen. Diese Schichten sind elektrisch leitend und verändern beim Anlegen einer elektrischen Spannung ihre Lichtdurchlässigkeit. Damit könnten sich in Zukunft durchsichtige Touchscreens oder intelligente Fensterscheiben herstellen lassen, deren Lichtdurchlässigkeit sogar stufenlos regelbar ist. Erste OLED-Produktionslinie in Regensburg Osram errichtet in Regensburg die erste Produktionslinie für organische LEDs (OLEDs). Ziel ist es, sowohl die OLED-Technologie als auch die Fertigungsprozesse voranzutreiben, um eine Vorstufe der Massenfertigung zu erreichen. In den kommenden drei Jahren wird Osram mehr als 50 Millionen Euro in den Standort Regensburg und die anwendungsbezogene Entwicklung von LEDs sowie OLEDs investieren. Bereits Ende 2009 hat Osram mit Orbeos das erste OLED- Produkt für den Einbau in Designleuchten auf den Markt gebracht. Mit der Betriebsaufnahme der Produktion in Regensburg Mitte 2011 wird das OLED-Portfolio von Osram in Zukunft Panels, Module, Treiber und Leuchten umfassen. Europas größte CO 2 -Produzenten Die Energiewirtschaft und die Transportbranche erzeugen in Europa insgesamt deutlich mehr CO 2 Emissionen als alle anderen Industriesektoren zusammen. Sektor Treibhausgasemissionen* Energieerzeugung Transport Verarbeitende Industrie Landwirtschaft Industrielle Prozesse Abfallwirtschaft *In Tonnen CO 2 -Äquivalent, Quelle: Eurostat.

9 Industry Journal Spotlight 09 Siemens hilft Russland beim Energiesparen In Russland wird jährlich etwa so viel Energie verschwendet wie Deutschland insgesamt verbraucht. Um dies zu ändern, eröffnet die Russisch-Deutsche Energie-Agentur (rudea) in Kooperation mit dem russischen Baukonzern RENOVA ein Kompetenzzentrum für energieeffizientes Bauen in Jekaterinburg. Von deutscher Seite beteiligen sich Siemens und die Deutsche Energie-Agentur (dena) an dem Projekt. Das Kompetenzzentrum soll beispielsweise über Möglichkeiten der Gebäudesanierung informieren. Erste Pilotprojekte der rudea in Jekaterinburg zeigen, dass sich durch die Gebäudemodernisierungen Energieeinsparungen von bis zu 80 Prozent realisieren lassen. Infrarot-LED gegen Sekundenschlaf Osram hat eine infrarote Leuchtdiode (IR-LED) entwickelt, die speziell geeignet ist für den Einsatz in Müdigkeits-Erkennungs-Systemen, um den Sekundenschlaf bei Autofahrern zu erkennen. Dank ihrer geringen Größe und der inte- grierten Linse kann die LED leicht in Systemen eingesetzt werden, bei denen ein nur geringer Bauraum zur Verfügung steht, wie in Armaturenbrettern. Von dort aus beleuchtet sie den Fahrer von vorne sowohl am Tag als auch in der Nacht. Das für den Menschen unsichtbare IR- Licht wird über eine CMOS-Kamera erfasst. Eine Bildauswertungssoftware verarbeitet die Daten, misst beispielsweise die Lidschlagfrequenz des Kraftfahrers und erkennt so, ob dieser ermüdet ist. Noch vor Eintreten des Sekundenschlafs gibt das System Alarm und der Fahrer wird akustisch oder durch Rütteln am Lenkrad gewarnt. Die IR- LED von Osram ist die erste dieser Leistungsklasse mit integrierter Linse und hat eine Lebensdauer von mehreren Stunden. 40 Millionen Liter Trinkwasser für Kenia A face for a face Wasser für Kenia : Unter diesem Motto startete Siemens in München auf der Fachmesse IFAT ENTSORGA 2010 eine Spendenaktion für sauberes Trinkwasser in Kenia. Die IFAT gilt als Weltleitmesse für die Wasser-, Abwasser-, Abfall- und Rohstoffwirtschaft. Im Mittelpunkt stand ein dreidimensionales Bodengemälde. Besucher konnten sich auf dem Bild und damit scheinbar auf einem Wasserfall surfend fotografieren lassen. Für jedes Foto, das Siemens Water Technologies mit Zustimmung der Teilnehmer auf seiner Facebook-Seite einstellen durfte, spendete das Unternehmen Trinkwasser für einen Menschen und für zehn Jahre. Die Spende erfolgt in Form mobiler Wasserfilteranlagen, so genannter SkyHydrants. Diese kleinen Anlagen können pro Tag bis zu Liter verschmutztes Wasser auf Basis einer Membrantechnologie trinkbar machen. Insgesamt Teilnehmer ließen sich fotografieren. Damit trugen sie zu einer Spende von drei SkyHydrants bei. Siemens legte noch eine Anlage drauf. Dadurch werden jetzt in Kenia Menschen mit sauberem Wasser versorgt. Insgesamt werden die vier SkyHydrants im kommenden Jahrzehnt knapp 40 Millionen Liter Wasser reinigen.

10 10 Industry Journal Performance Schwerpunkt: Erfolgsfaktor Software Total vernetzt Ohne modernste Software läuft heute keine Fräsmaschine mehr, keine Ampelanlage, kein Zug, kein Gepäckband, keine Heizungsanlage und keine Briefsortieranlage. Automatisierungstechnologien sind zum selbstverständlichen Bestandteil von Industrie und Alltag geworden. Vielfach handelt es sich dabei noch um Insellösungen, die nicht digital miteinander kommunizieren können. Doch der Durchbruch zu einer durchgängigen Vernetzung steht kurz bevor und hat in vielen Industriebranchen schon eingesetzt.

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12 12 Industry Journal Performance Ohne sie geht nichts mehr: Die Automatisierung hat alle Bereiche der Industrie erfasst. Mikrosteuerungen befinden sich in kleinsten Geräten. Steuerungsanlagen machen auch vor der größten und komplexesten Produktionsanlage nicht Halt. Und überall ist das entscheidende, letzte Mittel zur Optimierung Software. Parallel zur Automatisierung der Arbeitswelt und der Produkte, Maschinen und Anlagen wurden auch die Entwicklung und die Absicherung der Produkte selbst, das Engineering, der gesamte Produktentstehungsprozess, digitalisiert. CAD (Computer Aided Design) liefert die Produktdaten, die auf CNC-Maschinen mit CAM- Programmen (Computer Aided Manufacturing) abgearbeitet werden. Mit CAE (Computer Aided Engineering) werden bereits die digitalen Modelle getestet anstelle von teuren Hardware-Prototypen. Die Fabrik, in der die Fertigungsanlage aufgebaut wird, entsteht zuerst auf dem Bildschirm als Digitale Fabrik. Hier werden die Anlagen weit vor der Installation virtuell in Betrieb genommen. Von der Ideenfindung über Konzept und Entwicklung, Test und Validierung bis zur Produktions- Billionen von Möglichkeiten Individualisierung und Standardisierung diese Welten zusammenzubringen, ist vor allem in der Automobilindustrie eine gewaltige Herausforderung. So kann der Käufer eines Ford Pickup F150 in den USA aus 16 Ausstattungsdetails wählen, um sein persönliches Modell zusammenzustellen. Rechnerisch ergibt das 654 Billionen unterschiedliche Ford- F150-Kombinationen. Ausstattungsdetail Varianten Theoretische Kombinationsmöglichkeiten Zierleisten 6 6 Fahrgastzelle 3 18 Antrieb 2 36 Laderaum Motor Getriebe Hinterachsübersetzung Räder Reifen Sitze Motorisch verstellbare Sitze Radio Trittbretter Heckscheiben Farben Zierfarben individuelle Auswahlmöglichkeiten Software deckt alle Anforderungen bei komplexen Aufgaben im Product Lifecycle Management für Werkzeugmaschinen ab von der Produktentwicklung bis zur Validierung.

13 Industry Journal Performance 13 planung und schließlich Produktion immer ist Software das treibende Element. Völlig neue Geschäftsmodelle Das führt zu völlig neuen Geschäftsmodellen. Das virtuelle Modell wird immer wichtiger, seine Verfügbarkeit immer entscheidender. Anbieter von Komplettlösungen müssen deshalb neben Anlagen, Komponenten, Produkten und der Software zu ihrem Betrieb auch solche Software bieten, mit der die Produkte und Anlagen entwickelt und gefertigt werden. Der Kauf des US-Softwareunternehmens UGS war eine der Antworten von Siemens auf diese Herausforderung. Dessen Produkte NX und Solid Edge für CAD, Tecnomatix für die Digitale Fabrik und vor allem Teamcenter (TC) für Produkt-Lebenszyklus-Management (PLM) zählen zu den weltweit führenden Programmen auf diesen Gebieten. Mit seiner Business Unit Siemens PLM Software hat die Division Industry Automation die Voraussetzung für mehr Durchgängigkeit geschaffen (s. S. 20). Product Life cycle Management und Automatisierung wachsen zusammen. CAD-Standard optimiert den Workflow Die Marktkonsolidierung hat nicht viele verschiedene CAx-Systeme übrig gelassen. Dennoch nutzen nur selten zwei CAD- oder Simulationsmodelle dasselbe Datenformat. In verteilter Entwicklung mit externen Partnern und erst recht in der Kommunikation zwischen Engineering und anderen Unternehmensbereichen wie Einkauf, Fertigung, Vertrieb oder Service ist deshalb der Wunsch nach einem neutralen Datenformat groß, das für 3D-Geometrien ähnlich funktioniert wie PDF für Texte. Daher hat Siemens das Datenformat Jupiter Tesselation (JT) entwickelt. JT kann Daten im Format nahezu beliebiger CAD-Systeme verarbeiten. Und zahlreiche Translatoren auf dem Markt ermöglichen eine schnelle Konvertierung. ISO-Norm bis Ende 2011 angestrebt Die Business Unit Siemens PLM Software zählte bereits im Mai 2009 rund Kunden mit etwa 4,8 Millionen JT-Anwendern. Seit 2008 ist JT konzernweit zur Langzeitarchivierung zusätzlich zum so genannten reduzierten 2D-Zeichnungssatz zugelassen. Beim Daimler Konzern etwa wird jedes CATIA-Modell beim Check-in in das PDM-System Smaragd automatisch in JT konvertiert und auch als JT-Datei gespeichert. Allein hier waren bis zum Frühjahr 2009 mehr als zwei Millionen JT-Files in Smaragd abgelegt und rund JT-Anwender aktiv beides mit stark steigender Tendenz. JT ist bei Daimler inzwischen auch das strategische Format zum Austausch von Daten zwischen Engineering und Digitaler Fabrik. Bei der Entscheidung von Daimler im Jahr 2010, in der Fahrzeugentwicklung von CATIA auf NX von PLM Software umzusteigen, dürfte die Verfügbarkeit von JT eine wesentliche Rolle gespielt haben. Siemens hat JT im Dezember 2006 veröffentlicht und frei zugänglich gemacht, um die Voraussetzung für eine Standardisierung zu erfüllen. Im April 2007 hat Siemens, unterstützt von VDA und ProSTEP ivip Verein, bei der International Organization for Standardization (ISO) den Antrag zur Standardisierung von JT eingereicht. Die Veröffentlichung von JT als Publicly Available Specification (PAS) erfolgte im Herbst Knapp ein Jahr später wurde die neueste JT-Spezifikation (Version 9,5) zur Standardisierung eingereicht und wenig später von der ISO zur Standardisierung angenommen. Ziel ist, bis Ende dieses Jahres eine ISO-Norm JT zur Verfügung zu haben.

14 14 Industry Journal Performance Massenhafte Einzelfertigung Aus einer Serienfertigung in Massen wurde in den vergangenen 15 Jahren eine massenhafte Einzelfertigung. Pro Fahrzeugtyp ergeben sich heute aus den individuellen Ausstattungs-Kombinationsmöglichkeiten Billionen von Varianten (s. Kasten S. 12). Nur Software ermöglicht die Vielfalt und erlaubt es, die Komplexität zu beherrschen. Das Äußere vieler Produkte ist schöner, weicher, sicherer geworden. CAD hat zu Formen geführt, die mit den alten Maschinen und Verfahren gar nicht herzustellen gewesen wären. Und in ihrem Inneren verfügen Produkte und Anlagen über eine Fülle von Elektronik und Software, ohne die sie nicht funktionieren könnten. Ohne weitere Softwareunterstützung wiederum können solche Systeme erst gar nicht entwickelt und gefertigt werden. Gleichzeitig hat der Softwareeinsatz die Komplexität selbst weiter erhöht: Alle fünf Jahre so schätzen Experten verzehnfacht sich die Menge digitaler Informationen. Etwa doppelt so schnell wie die Speicherkapazitäten wächst die Summe der anfallenden Daten. Anders als mit hochintelligenter Software ist diese Entwicklung nicht zu beherrschen. Aber die Digitalisierung geht noch weiter. Sie durchdringt alle Bereiche des gesellschaftlichen Lebens und vernetzt softwaregesteuert immer häufiger Produkte, Verfahren, Dienste, Regeln und Regelungen auch übers Internet. Von der Werkzeugmaschine bis zum Handy, von der Bahnkarte bis zum Kfz-Beleuchtungssystem tendenziell müssen alle Produkte einerseits intelligenter werden, also Vernetzungstechnologien unterstützen. Andererseits wird die Vernetzung von immer mehr Dingen und Vorgängen zu einer eigenständigen Herausforderung, die ebenfalls nur mit intelligenten Softwarelösungen, softwarebasierten Dienstleistungen und Softwareprodukten gelöst werden kann. Neue Mobilitätskonzepte Die steigenden Anforderungen an Sicherheit und Umweltschutz fordern neue Konzepte für die Mobilität. Autos werden künftig miteinander kommunizieren, um Unfälle und Staus zu vermeiden. LED-Leuchten werden zu kleinen, intelligenten Leuchtkörpern, deren Leuchtstärke, Leuchtwinkel und Lichtfarben sich automatisch auf Außeneinflüsse einstellen. Die LKW-Flotten, die sich beispielsweise zum Anlegezeitpunkt eines Containerriesen auf den Weg zum Hamburger Hafen machen und Zufahrtswege blockieren, rufen förmlich nach einem firmenübergreifenden Leitsystem, das Verwaltung und Betreiber einbezieht. Die Zunahme des öffentlichen Verkehrs wird ohne weitere Automatisierung des Bahnverkehrs und ohne automatisierte Überwachung und Steuerung der Material- und Verkehrsflüsse nicht möglich sein. In diesen und vielen anderen Bereichen sind heute unzählige, weitgehend unabhängig voneinander operierende Dienstleister, Unternehmen, Institutionen und Behörden tätig. Am Hafen ebenso wie am Airport; am Bahnhof wie in der U-Bahn-Leitstelle. Mit Software arbeiten sie alle aber in der Regel mit jeweils sehr unterschiedlicher. Es gibt kaum einheitliche Datenformate und nur selten effiziente Schnittstellen zwischen den Systemen. Das Ergebnis ist eine Zusammenarbeit, die weiterhin geprägt ist von Papierdokumenten, Telefonaten, Meetings. Standardisierung als nächster Schritt Auch bei Siemens hatten Software und die mit ihr verknüpften Technologien der Visualisierung und Kommunikation die meisten Bereiche zunächst nur einzeln erfasst. Jetzt geht Siemens einen Schritt weiter, weiter auch als die meisten Wettbewerber. Die strategische Linie ist klar: Auf die Digitalisierung von Einzelfeldern muss eine Standardisierung auf Basis offener Standards folgen. Statt vornehmlich neue Software für einzelne Aufgaben zu programmieren, entstehen nun Plattformen für eine Vielzahl von Anwendungen. Dazu zählen etwa Teamcenter von Siemens PLM Software fürs Management beliebiger Produktdaten über den gesamten Lebenszyklus (s. S. 20). Oder Siamos (Siemens Airport Management & Operation Suite) für die Integration aller Logistikaufgaben an und um Flughäfen (S. 17). Oder wie Siveillance ELS Vantage von Siemens Building Technologies für das integrierte Sicherheitsmanagement in kritischen Infrastrukturen wie in Industriekomplexen, Schwerindustrie, Chemie und Pharma, Energieerzeugung und -verteilung, Öl und Gas, Nahverkehr, Häfen und Flughäfen (S. 18). Oder auch die Integrationsplattform für Aufgaben rund um den Versand von Post und Gütern (S. 18). Und statt vieler nicht miteinander kommunizierender Systeme in einzelnen Fachbereichen, zwischen Dienstleistern, Unternehmen und Kunden werden schon in naher Zukunft von Software vernetzte Gesamtlösungen entstehen.um eine Technologie im Massenmarkt zu verankern, sind Standards unverzichtbar. Dabei spielen nationale und internationale Normungsgremien eine zentrale Rolle. Denn deren Standards sind weltweit als neutral und firmenunabhängig anerkannt. Das schafft

15 Industry Journal Performance 15 Mit einem Leitsystem von Siemens steuert die Salzburger Brauerei Stiegl den gesamten Brauprozess von einer Einbildschirmlösung aus und produziert so schneller und günstiger. Synergien bei Leitsystemen Die Überwachung und Steuerung technischer Prozesse ist ein extrem komplexer Vorgang. Genau darauf hat sich das Softwarehaus ETM Professional Control mit Hauptsitz im österreichischen Eisenstadt und Niederlassungen in Deutschland, der Schweiz und den Niederlanden spezialisiert. ETM ist eine Tochter von Siemens Industry Automation und entwickelt das SCADA-System Simatic WinCC Open Architecture, besser bekannt als PVSS. SCADA steht für Supervisory Control And Data Acquisition. In der Automatisierung steht SCADA für die Leitebene. Das Besondere an Simatic WinCC OA: Es wurde nicht für die Überwachung und Steuerung bestimmter Prozesse oder Produktionsanlagen entwickelt, sondern ist branchenneutral. Im Fokus stehen insbesondere komplexe, geografisch weit verteilte Systeme mit hohen Sicherheits- und Verfügbarkeitsanforderungen. Siemens Industry unterstützt solche Prozesse in vielerlei Hinsicht. Daher kommt Simatic WinCC OA schon heute an vielen Stellen zum Einsatz. Aktuell wird das System bereits in den Bereichen Verkehr, Umwelt, Energie und Forschung verwendet. Mit Industry Automation, Mobility, Building Technologies und Industry Solutions sind schon vier Siemens Divisions in die neue einheitliche Basis eingestiegen. Simatic WinCC OA ist auf beliebigen Betriebssystemen einsetzbar. Damit eignet sich das System auch uneingeschränkt für den internationalen Betrieb, wo teilweise die Unterstützung des offenen Betriebssystems LINUX eine Voraussetzung ist. Simatic WinCC OA ist zudem beliebig skalierbar vom Einplatzsystem bis zur hochgradig vernetzten und redundanten High-End-Lösung. Vor allem aber ist Simatic WinCC OA ausgelegt auf ständige Erweiterbarkeit und Anpassungsfähigkeit. Diese Eigenschaften machen Simatic WinCC OA zu einem Beschleuniger des Angebots und Betriebs von Siemens Automatisierungslösungen. Weil die Integration verschiedener Fachbereiche immer stärker in den Vordergrund tritt, wird auch die Kommunikation zwischen den Fachleuten zum entscheidenden Kriterium für schnelle Marktverfügbarkeit. Und nirgends lässt sich besser kommunizieren als auf einer einheitlichen Basis.

16 16 Industry Journal Performance für Anwender und Nutzer die Gewissheit, dass sie sich langfristig darauf stützen können und somit nicht von Strategiewechseln einzelner Unternehmen abhängig sind. Ein Beispiel dafür ist das bei der International Organization for Standardization (ISO) zur Normierung eingereichte 3D-Datenformat JT (s. S. 13). Es zeigt aber auch die Grenzen der Standardisierung auf: 2007 von Siemens zur Normierung eingereicht, ist frühestens Ende 2011 mit JT als ISO-Norm zu rechnen. Vier Jahre in der heutigen Zeit ist das eine Ewigkeit. Industriestandards faktisch selbst setzen Deshalb wird es für Unternehmen immer wichtiger, mit hervorragenden und branchenweit anerkannten Produkten, Lösungen und vor allem mit Software die Industriestandards faktisch selbst zu setzen. Hohe Durchgängigkeit, Integration, Vernetzung und vor allem konsistente Daten das werden in den kommenden Jahren die Kriterien sein, an denen sich Industrieunternehmen messen lassen müssen. Die Komplexität wird dabei zunehmen. Aber gleichzeitig wird Software helfen, diese Komplexität zu verkapseln und Produkte, Lösungen und Dienstleistungen für die Anwender einfacher erscheinen zu lassen. Aber erst, wenn all das auf breiter Front und in allen Bereichen der Industrie gelungen ist, werden Automatisierungstechnologien das sein, was sie sein können: ein unschätzbar wichtiges, unverzichtbares Tool für mehr Produktivität, Energieeffizienz und Wettbewerbsfähigkeit. Der Tisch für Entscheidungen Im Bahnverkehr sind es meist Ausnahmesituationen wie extreme Witterungseinflüsse oder technische Störungen, die zu Verzögerungen im Betriebsablauf führen und immer wieder die Frage aufwerfen: Wie sorgen Bahnbetreiber dafür, dass der Zugbetrieb weiterläuft und die für alle Fahrgäste besten Entscheidungen getroffen werden? Ein nervenaufreibendes Geschäft ist das. Fünf Bildschirme, mehrere Telefone und manchmal noch erheblich mehr hat ein Zugdisponent auf dem Tisch, der Ordnung in den Betriebsablauf bringen soll. Je nach Aktualität der Ausstattung befinden sich darüber noch weitere Monitore und eine oder mehrere Großleinwände. Im Störfall müssen die Verantwortlichen schnell entscheiden: Mit welchen Maßnahmen kann die Betriebsbehinderung möglichst schnell abgestellt werden? Wie können die negativen Konsequenzen möglichst gering gehalten werden? Welcher Zug bekommt Vorrang bei der Einfahrt in den Bahnhof? Bei herkömmlichen Leitstellen führt das zu ständigen Telefonaten, Laufereien und Erklärungen. Denn nicht immer sitzen die Entscheider unmittelbar beieinander. Siemens Mobility arbeitet an einer Art Entscheidungstisch, der vieles einfacher und effizenter macht: das Operation Control Interaction Lab. Dazu wurde auf der Berliner Innotrans 2010 eine Designstudie vorgestellt. Hier können sich mehrere Entscheider gleichzeitig anmelden, um daran gemeinsam zu arbeiten. Jedem Teilnehmer stehen individuell zugeschnittene modulare Anwendungen zur Verfügung. Multitouchfunktionalität verbessert und beschleunigt die Interaktion und erlaubt völlig neue Formen der Arbeitsorganisation: Statt an verschiedenen Monitoren werden Entscheidungen nun gemeinsam am Großdisplay getroffen, dem Collaboration Design Table oder eben Entscheidungstisch. Das Interesse ist groß, zumal die Software schnelles Nachrüsten per Upgrade erlaubt. Betreiber müssen also nicht bis zur nächsten Großinvestition warten. Auch die Einbindung mobiler Endgeräte ist denkbar.

17 Industry Journal Performance 17 Effektives Airportmanagement Kaum ein Ort vereint auf gleichem Raum derart viele Dienste, Betreiber und Kunden wie ein Flughafen. Ob in der Kommunikation zwischen Tower und Piloten, in der Betankung, bei den Sicherheitskontrollen, den Gates oder im Catering überall werden Daten erzeugt und verarbeitet, die nirgendwo zentral zusammenfließen. Vor allem, wenn die Datenflut zunimmt, etwa in Stoßzeiten, bei Flugverspätungen oder widrigen Wetterverhältnissen, kommt es in vielen Entscheidungssituationen auf jede Sekunde an. Je schneller die Beteiligten auf die Daten aus unterschiedlichsten Quellen zugreifen können, desto besser gelingt das Collaborative Decision Making. Siemens Mobility hat Business-Intelligence- Lösungen entwickelt und erprobt, mit denen alle erforderlichen Daten als Entscheidungsgrundlage gesammelt und konsolidiert werden. Nur so ist im Ernstfall eine rasche Auswertung möglich. Nötig ist dafür ein übergeordnetes System über den eingesetzten Einzelsystemen. Diese stellt Siemens mit Siamos (Siemens Airport Management & Operation Suite) bereit. Flughafen ohne Flugzeuge für Tests Derartige Anwendungen werden zuvor im Siemens Airport Center (SAC) in Fürth getestet. Beim SAC handelt es sich im Prinzip um einen kompletten Flughafen nur ohne Flugzeuge, ohne Start- und Landebahnen und ohne Shopping- und Gastronomiebereiche. Es ist in mehrere Kompetenz-Bereiche aufgeteilt, die die komplette Logistik- und Infrastruktur eines Flughafens abbilden. Dieses einzigartige Innovations- und Erprobungszentrum dient auch der Entwicklung von Integrationslösungen für alle Bereiche von Flughäfen und für Airlines. An Beispielprozessen werden etwa die Vorteile einer durchgängigen Vernetzung der Systeme vorgeführt, die an Flughäfen oft für Stress bei Mitarbeitern, Dienstleistern und Fluggästen sorgen. Gebäudemanagement für Airports Präsentiert werden im SAC zum Beispiel auch Gebäudemanagement-Lösungen mit Parkhaus- Technologien wie Parkleitsysteme mit Videoüberwachung und Parkpositionsanzeige sowie Fahrzeugnummernerkennung. Oder fürs Tracking von Fluggästen mit biometrischen Erkennungsverfahren, mit mobilem Check-in, durchgängigem Sicherheitssystem und einem Fluginformationssystem. Wer bewegt sich wo? Das ist nicht sicherheitsrelevant. Wüsste das Personal am Gate beim Boarding, dass ein fehlender Fluggast, der mobil eingecheckt hat, den Airport noch nicht betreten hat, würde es nicht mehr auf ihn warten und damit teure Bodenzeiten der Flieger vermeiden. Leitstand im Siemens Airport Center (SAC) in Fürth (l.). Mit der Test-Gepäckförderanlage des SAC wurden auch Installationen zur Kapazitätserweiterung der Flughafen-Terminals in Beijing und im südkoreanischen Incheon (r.) getestet.

18 18 Industry Journal Performance Digitalisierte Postzentren Große Post- und Paketversender verwenden Softwareapplikationen für die Adressenerfassung und -bearbeitung und die Produktionsplanung. Sie steuern die Prozesse in den Bearbeitungszentren und optimieren die Prozessflüsse im Netzwerk. In den vergangenen Jahren ist die Nachfrage nach einer Optimierung des Gesamtprozesses gestiegen, um das Zusammenwirken der Teilsysteme sowie die übergeordneten Prozesse zu verbessern. Die Lösung der Siemens Division Mobility lautet: Prozessintegrations plattform. Diese ist für Briefdienste sowie CEP- Dienste und andere Logistikanwendungen geeignet. Die Plattform und das Applikationsportfolio sind zum Beispiel Bestandteil von REMA (Reengineering Mailprocessing). Dahinter verbirgt sich das bis dahin größte europäische Logistikprojekt, das 2009 in der Schweiz erfolgreich abgeschlossen wurde. Von 18 Briefzentren hat die Schweiz im Rahmen von REMA ihre Sparte Postmail auf drei neue Briefzentren reduziert und diese entlang der frequentiertesten Verkehrsströme und schnellsten Straßen- und Zugverbindungen in der Alpenrepublik platziert. Hier werden 86 Prozent aller Briefe aufgegeben und 77 Prozent zugestellt. Die Umstrukturierung hat zu jährlichen Kosteneinsparungen von mehr als 150 Millionen Euro geführt. Insgesamt bieten modernste Sortiersysteme, eine umfassende IT-Anlagensteuerung und innovative IT-System- und Anlagentechnik in ihrer Vernetzung völlig neue Möglichkeiten in der Postautomatisierung. Eine Kombination von Hochleistungslagertechnik im Wareneingang und einer Sortierlösung, gepaart mit flexibler, leistungsfähiger Kommissionierung und optimierten Transportströmen ist das Ergebnis, das auch die Schweizer Post überzeugt hat. Das mitdenkende Gebäude Rollläden, die sich per Handy bedienen lassen, Photovoltaikanlagen auf Gebäudedächern, die bevorstehende Kälteeinbrüche erkennen und vorheizen, Sensoren, die das Raumklima steuern viel ist über das softwaregesteuerte Management von Gebäuden geschrieben worden. Realisiert wurde davon bislang nur wenig. Doch inzwischen hat sich gerade für Gewerbeimmobilien eine rege Nachfrage für die Möglichkeiten der Gebäudeautomatisierung entwickelt. Die technologischen Möglichkeiten bestehen bereits, und ein rascher Return on Investment lässt sich wegen der gestiegenen Energiepreise nachweisen. Hinzu kommt, dass Betreiber und Mieter von Verwaltungs- und Produktionsgebäuden, von Krankenhäusern, Schwimmbädern oder Veranstaltungszentren zunehmend Wert auf mehr Nachhaltigkeit, Sicherheit und besseres Risikomanagement legen. Global Management Station heißt ein neues, innovatives Programm, das Siemens Building Technologies 2012 auf den Markt bringen wird. Es bündelt die Möglichkeiten zur automatisierten Verbesserung von Bequemlichkeit, Sicherheit und Brandschutz sowie die Steuerung von Licht, Strom, Heizung und Belüftung in einem einzigen System. Die Lösung kann Standard-Endgeräte integrieren und erlaubt die Verwaltung der Gebäudeinfrastruktur über eine einzige Bedienoberfläche. Ein anderes Softwareprodukt von Building Technologies ist Siveillance ELS Vantage. Es ist auf das integrierte Sicherheitsmanagement in kritischen Infrastrukturen wie Industriekomplexen, im Nahverkehr, in Häfen oder Flughäfen ausgelegt, die häufig noch als dezentral eingesetzte Einzelsysteme an einer Stelle koordiniert und konsolidiert werden. Fast alle namhaften Postzustelldienste der Welt setzen auf Sortieranlagen mit Technik von Siemens (l.). Die Siemens Software Siveillance ELS Vantage für Infrastrukturen kann alle Informationen auf einer Einbildschirmlösung darstellen (r.).

19 Industry Journal Performance 19 Geschichte der Automatisierung Auf dem Weg vom Handwerk zum Industrieunternehmen mussten neben der Dampfmaschine, dem elektrischen Licht, der Eisenbahn und dem Telegrafen auch neue Methoden der Produktion gefunden werden. Erst Taylorismus, Arbeitsteilung und Fließbandfertigung nach dem Vorbild von Ford und General Motors machten es möglich, dass das Auto und andere Konsumgüter bezahlbar, massenhaft verfügbar und zum Symbol des Lebensstandards westlicher Gesellschaften wurden. Die nächste Stufe der Industrialisierung war die Automatisierung von Arbeitsschritten. In vorderster Linie stand dabei Siemens: 1958 kam die erste Simatic Steuerung auf den Markt und begründete die Erfolgsgeschichte der Automation. Elektronik hielt Einzug in die industrielle Produktion. Transistoren, Gleichrichter und Widerstände sorgten dafür, dass etwa eine automatische Unterscheidung zwischen und und oder bezüglich eines Arbeitsschrittes getroffen werden konnte. Das Zusammenschalten von Komponenten, die automatisierte Lenkung von Strömen und Signalen ließen die Produktion schneller laufen. Gleichzeitig stieg die Qualität der Produkte. Speicherprogrammierte Steuerung Von Software war zu dieser Zeit noch keine Rede. Aber schon mit der nächsten Entwicklungsstufe war aus der Steuerung eigentlich ein Computer geworden. Der Programmable Logic Controller (PLC), die Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) erlaubte ab Anfang der Siebzigerjahre, die verdrahteten Steuerungsfunktionen durch programmierte und damit auch neu programmierbare Funktionen zu ersetzen. Wieder war es die Automobilindustrie, die den Anstoß gab. Denn mittlerweile wollte der Konsument Autos eines Typs in unzähligen Ausstattungsvarianten. Um diese Varianten in den zunehmend automatisierten Fertigungsstraßen herstellen zu können, mussten Produktionsanlagen flexibler werden. Verdrahtete Logik reichte nicht mehr aus. Zwischen verschiedenen Fahrzeugvarianten musste schneller umgeschaltet werden können. Die Speicherprogrammierbare Steuerung trat bald darauf ihren Siegeszug durch die Fertigungsindustrie an. Bei Siemens wurde der Schalter in Richtung SPS im Jahr 1973 mit der dritten Generation der Steuerungstechnik umgelegt, der Simatic S3. Das Programmiergerät für diese Steuerung wog noch fast 100 Kilogramm. Aber es war transportabel und brachte den Kunden damit ungeahnte Flexibilität. Jetzt ging alles sehr schnell: 1979 erreichte die SPS- Technologie mit der Simatic S5 den Durchbruch in der Massenanwendung. Aber die Industrien wollten noch mehr Intelligenz in der Automatisierung. Das bedeutete: Standardisierung und offene Systeme. Computer Integrated Manufacturing (CIM) hieß das Schlagwort. Über Software sollten die Prozessschritte so miteinander vernetzt werden, dass die Automatisierung nicht nur einzelne Schritte, sondern die ganze Prozesskette erfasste einschließlich der Drehbänke und Fräsmaschinen, die als CNC-Maschinen inzwischen ebenfalls programmierbar waren. CIM kam jedoch ein wenig zu früh, denn damals waren Softwaretechnologie, Hardware, Speicherkapazitäten und Visualisierungsmöglichkeiten noch nicht hinreichend ausgereift. Aber Siemens arbeitete bereits an der Verkettung des Engineerings in der Automatisierung und präsentierte 1996 Totally Integrated Automation (TIA). Alle Schritte von der Planung und Entwicklung einer Steuerung über die Bedienoberfläche der Mensch-Maschine-Schnittstelle (Human Machine Interface, HMI) bis zur Absicherung der Anlage und ihrer Steuerung bot Siemens nun aus einer Hand. Ende 2010 hat diese Entwicklung mit dem TIA Portal ihren vorläufigen Höhepunkt erreicht (s. S. 25) kam die erste Simatic Steuerung mit Germanium-Transistoren auf den Markt (l.). In Zusammenarbeit mit den Anwendern hat Siemens 1983 mit dem Gerät Simatic S5 die Möglichkeit geschaffen, Fertigungsprozesse zu bedienen, zu beobachten und zu diagnostizieren (r.).

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