OCG Jahrestagung 2015 Workshop Industrie 4.0, Industrie 4.0 beginnt beim Engineering

Transkript

1 OG Jahrestagung 2015 Workshop Industrie 4.0, Industrie 4.0 beginnt beim ing Heinrich Steininger [logi.cals GmbH]

2 AML.hub unterstützt ing für I4.0 Industrie 4.0 Lösungen benötigen maschinell verarbeitbare Anlagenmodelle AutomationML ist ein geeigneter Standard für Anlagenmodelle Der AML.hub ist eine Infrastruktur zur Werkzeug-Integration Integrierte ing-werkzeugnetzwerke verbessern die ingeffizienz helfen, Anlagenmodelle zu erstellen OG Jahrestagung Workshop Industrie 4.0 Seite 2

3 logi.cals GmbH: ing-software für die industrielle Automatisierung Analyse Analysephase Systemplanungsphase Planung Domänenspezifischer Entwurf Domänenspezifischen Entwurf Systemintegration Systemintegrations - phase Phase Inbetriebnahme der Inbetriebnahme Betrieb und des und Betriebs Revamp Systemprozessplanung Anforderungsanalyse Komponentenauswahl Systemprozessfein -planung Verhaltenssimulation Prozessanpassungsplanung Mechanischer Entwurf Steuerungs -entwurf MMI Entwurf Hydraulik- Pneumatikplanung Rohrleitungsplanung Elektrischer Entwurf Roboterprogrammierung und Simulation Leittechnikplanung Montage Test Wartung/ Instandhaltung Inbetriebnahme Überwachung/ Diagnose Endmontage Virtuelle Inbetriebnahme Kaufteilebeschaffung Gerätekonfiguration/ Programmupload logi.do / Sonderprodukte (ED, ) logi.ad / logi.ad 3 / logi.pl logi.guard logi.asb / AML.hub logi.rts OG Jahrestagung Workshop Industrie 4.0 Seite 3

4 Industrielle Fertigung: Wettbewerbsfähigkeit Europas sinkt! OG Jahrestagung Workshop Industrie 4.0 Seite 4

5 (Besser und billiger) tun, was andere nicht (so gut) tun können! BILLIGER Geringere Arbeitskosten Niedrigerer Ressourceneinsatz Geringere Lager- und Logistikkosten BESSER Höhere Qualität Individualisierte Massenfertigung Kürzere Lieferzeiten OG Jahrestagung Workshop Industrie 4.0 Seite 5

6 Klassische Automatisierung der industriellen Produktion ist zu wenig Prozesse Planung ing Produktion Akteure Industrielle Produzenten Dienstleister Kunden Industrie OG Jahrestagung Workshop Industrie 4.0 Seite 6

7 Erwartungshaltung [ OG Jahrestagung Workshop Industrie 4.0 Seite 7

8 Wertschöpfungsketten Planung und Errichtung (2013 Ulrich Epple) OG Jahrestagung Workshop Industrie 4.0 Seite 8

9 Wertschöpfungsketten Betrieb und Fertigung (2013 Ulrich Epple) OG Jahrestagung Workshop Industrie 4.0 Seite 9

10 Wertschöpfungsketten In Industrie 4.0 Lösungen (2013 Ulrich Epple) OG Jahrestagung Workshop Industrie 4.0 Seite 10

11 Bedarfe für integriertes ing (nach Ulrich Epple) OG Jahrestagung Workshop Industrie 4.0 Seite 11

12 Forschungsbedarfe (VDI/VDE 2014) Anpassung der Vernetzungs-Systeme der Unternehmens-IT Anpassung der Methoden der Automatisierungstechnik Strukturelle Änderungsmöglichkeit zur Laufzeit Nutzung von Informationen aus früheren Entwurfsphasen Echtzeitfähigkeit Auslagerung in externe Dienste (loud) Adaptive Schnittstellen für Interaktion Betriebsdaten, Gerätedaten Funktionale Sicherheit Steuerrezepterstellung Anpassbare Benutzerschnittstellen Bruchlose Modelle in ingphasen Informationssicherheit Komplexe Optimierungsaufgaben Absicherung bei Änderungen zur Laufzeit Durchgängige Werkzeugketten (VDI/VDE Statusreport Industrie 4.0, PS-basierte Automation - Forschungsbedarf anhand konkreter Fallbeispiele, Juli 2014) OG Jahrestagung Workshop Industrie 4.0 Seite 12

13 Forschungsbedarfe (VDI/VDE 2014) Anpassung der Vernetzungs-Systeme der Unternehmens-IT Anpassung der Methoden der Automatisierungstechnik Strukturelle Änderungsmöglichkeit zur Laufzeit Nutzung von Informationen aus früheren Entwurfsphasen Echtzeitfähigkeit Auslagerung in externe Dienste (loud) Adaptive Schnittstellen für Interaktion Betriebsdaten, Gerätedaten Funktionale Sicherheit Steuerrezepterstellung Anpassbare Benutzerschnittstellen Bruchlose Modelle in ingphasen Informationssicherheit Komplexe Optimierungsaufgaben Absicherung bei Änderungen zur Laufzeit Durchgängige Werkzeugketten (VDI/VDE Statusreport Industrie 4.0, PS-basierte Automation - Forschungsbedarf anhand konkreter Fallbeispiele, Juli 2014) OG Jahrestagung Workshop Industrie 4.0 Seite 13

14 Während des ings und im Betrieb zu erbringende Aufwände Inbetriebnahme Analyse Entwurf Integration Betrieb Revamp Revamp Aufwand Anforderungsanalyse Komponentenauswahl Verhaltenssimulation Mechanischer Entwurf Elektrischer Entwurf Steuerungsentwurf Virtuelle Inbetriebnahme Fertigung Konfiguration Test Entmontage Abnahme Produktion Zustandsüberwachung Wartung ing generiert und nutzt Modelldaten OG Jahrestagung Workshop Industrie 4.0 Seite 14

15 Entstehende Modelldaten könnten weiter genutzt werden Revamp Revamp Aufwand Inbetriebnahme Analyse Entwurf Integration Betrieb Modelldaten (kum) Anforderungsanalyse Komponentenauswahl Verhaltenssimulation Mechanischer Entwurf Elektrischer Entwurf Steuerungsentwurf Virtuelle Inbetriebnahme Fertigung Konfiguration Test Entmontage Abnahme Produktion Zustandsüberwachung Wartung OG Jahrestagung Workshop Industrie 4.0 Seite 15

16 Standardisierung des Austauschformats als Grundlage der Integration Industrie 4.0 Komponenten als mechatronische Objekte mit Struktur und Verhaltensmodell. Produktbezogene Fertigungsprozess-Rezepturen Ressourcenbezogene Steuersequenzen Basisprozesse Grundlegende Treiberfunktionalität OG Jahrestagung Workshop Industrie 4.0 Seite 16

17 AutomationML-Architektur (IE 62714) Basiert auf der Verwendung bestehender XML Datenformate AEX - Struktur/Relation der Anlagenobjekte OLLADA - Geometrie und Kinematik PLopen XML - Verhalten AutomationML AEX IE Dachformat OLLADA ISO/PAS 17506:2012 Geometrie Kinematik Anlagenstruktur Mechatronik Kommunikation Objekt A Objekt A 1 Objekt A 2 PLopen XML gesteuertes und ungesteuertes Verhalten Objekt A n Weitere Formate für zukünftige zu integrierende Informationsinhalte OG Jahrestagung Workshop Industrie 4.0 Seite 17

18 hancen bei der Verwendung von AutomationML Effizienter Datenaustausch zwischen unterschiedlichen Fachbereichen Vermeidung von Fehlern Einfache und sichere Änderungspropagierung Ermöglichung von Wiederverwendung Integriertes Anlagenmodell Konzistenzprüfungen über Gewerke Modellweite Suche Unterstützung bei Fehlererkennung Grundlage ergänzender Werkzeuge Builder Simulation Virtuelle Inbetriebnahme OG Jahrestagung Workshop Industrie 4.0 Seite 18

19 Herausforderungen in AutomationML-Werkzeugnetzen Project Manager ustomer Rep. Project Participants Start Design Document After Milestone B 3 Approved? Yes No hange & Notify Reject hange 1? 2 Ticketing End 1. Sicherstellung von Datenkonsistenz. 2. Einheitlicher Zugriff auf Daten für Abfragen. 3. Datenzugriff auf Projektebene, für Risikomanagement, Testautomatisierung Fortschrittsbeobachtung, etc. Heidel R., Industrie 4.0: Ohne Normung geht es nicht. IE T 65: Industrial-process measurement, control and automation, Blomberg, OG Jahrestagung Workshop Industrie 4.0 Seite 19

20 Voraussetzungen um von AutomationML zu profitieren Domänenexperten wollen AutomationML-und verbundene Daten (OLLADA, PLopen XML) aus Werkzeugketten revisioniert speichert. Praktiker wollen einfach und effektiv gewerkeübergreifende Konsistenzprüfungen und Abfragen durchführen können.. Projektpartner wollen die gespeicherten Daten anreichern können. Beispielsweise mit dem Status von Objekten im ingprozess, diese Daten analysieren und für fortgeschrittene Prozesse wie Testautomatisierung nutzen können. Eine offene Austausch und Integrationsplattform wie der AML.hub unterstützt dabei, die aus AutomationML erwachsenden hancen wahrzunehmen! OG Jahrestagung Workshop Industrie 4.0 Seite 20

21 AML.hub Anwendung für Versionsmanagement Zentrale Funktionen und Prozesse Mechanical Mechanical AD ing ockpit Project Manager Basic Process Layout Planner AD, Pipe & Instrumentation Electrical Plan AML Storage AutomationML Hub ustomer Reqs. & Review Software Dev. Environment PL program ustomer Representative Software Electrical ontrol Offene Integrations und Kommunikationsplattform Versioniertes AutomationML Modell-Repository für Anlagenstruktur. (AutomationML instance hierarchy) und Klassenbibliotheken Datei-basiertes Versionsmanagement System. Ermöglicht Verwaltung, Änderungsmanagement und Konsistenzprüfung von AutomationML-Modellen und Bibliothjeken und Verbindungen zu eingebetteten Modellen (OLLADA, PLopen XML) OG Jahrestagung Workshop Industrie 4.0 Seite 21

22 AutomationML Datenmanagement auf Basis des AML.hub Rollenorientierte Basisfunktionen Basic Process Mechanical Mechanical AD Layout Planner AD, Pipe & Instrumentation Electrical Plan Electrical heck-out, heck-in, Browsing der Versionsstände AML Storage AutomationML Hub PL program ontrol Linking zwischen AutomationML- Fragmenten aus heterogenen Quellen ing ockpit ustomer Reqs. & Review Software Dev. Environment Project Manager ustomer Representative Software Einfache Propagierung betroffener Daten Annotationen von Elementen der AutomationML-Instanzhierarchie Änderungsanalyse, AutomationML- Konsistenzmanagement, Notifizierung. Projekt und User-Administration Ingenieur EP Sub- ontractor Manager Auftraggeber IT-System Admin OG Jahrestagung Workshop Industrie 4.0 Seite 22

23 AutomationML Datenmanagement auf Basis des AML.hub Erweiterte Funktionen Ausbau der Basisfunktionen AutomationML Datenelement Differenzanalyse Erweiterte Zugriffsrechte für Anwender (z.b.: Projektkonsortium) Regelbasiertes Mapping und strukturelles Merging Regelbasiertes Konsistenzprüfungen Zusätzliche Projektmanagement Funktionen Progress-Report Dashboard Project Manager ustomer Rep. Project Participants Start Design Document After Milestone B 3 Approved? Yes No hange & Notify Reject hange Ticketing End API für Power-User / Tool-Provider Abfragen Datenexport Funktionelle Erweiterungen Basic Process Mechanical Mechanical AD Layout Planner AD, Pipe & Instrumentation Electrical Plan Electrical Business Process AML Storage 2 AutomationML 1 Hub ing ockpit ustomer Reqs. & Review Software Dev. Environment Simulation/Test Project Manager ontrol ustomer Representative Software OG Jahrestagung Workshop Industrie 4.0 Seite 23

24 AutomationML Daten-Management mit dem AML.hub Demonstrator-Highlights (1/2) 1 Projekt-Explorer 2 Dateiversionierung Änderungshistorie 1 4 Anlagentopologie 3 1. Datei-basierte Sammlung der Eingangsdaten (Ordner wie Dropbox) 2. Versionierung von Datei und AutomationML-Datenelementen (Git VS) 3. Änderungshistorie für Teamkoordination und Fortschrittsanalyse. 4. AutomationML Anlagentopologie versioniert auf Modellobjektlevel OG Jahrestagung Workshop Industrie 4.0 Seite 24

25 AutomationML Daten-Management mit dem AML.hub Demonstrator-Highlights (2/2) 1 Projekt-Explorer 2 Dateiversionierung 3 Linking 4 Anlagentopologie Datei-basierte Sammlung der Eingangsdaten (Ordner wie Dropbox) 2. Versionierung von Datei und AutomationML datenelementen (Git VS) 3. Linking von Ordnern, Dateien und AutomationML Modellelementen 4. AutomationML Anlagentopologie versioniert auf Modellobjektlevel OG Jahrestagung Workshop Industrie 4.0 Seite 25

26 AutomationML Daten-Management mit dem AML.hub Grundlage für ing-prozess-unterstützung Basic Process Mechanical Project Manager ustomer Rep. Project Participants Start Electrical Design Document After Milestone B Mechanical AD Layout Planner AD, Pipe & Instrumentation Electrical Plan 3 Approved? Yes No hange & Notify Business Process AML Storage 2 AutomationML 1 Hub Reject hange Ticketing ing ockpit End ustomer Reqs. & Review Software Dev. Environment Simulation/Test Project Manager ontrol ustomer Representative Software ing-prozesse haben Zugriff auf Informationen von Dateiund Modellversionen in Verbindung mit der AutomationML- Anlagenstruktur. Lösungselemente 1. AML.hub unterstützt Konsistenzmanagement 2. Daten können über ein einheitliches Interface abgefragt werden. 3. Datenzugriff auf Projekt-Level OG Jahrestagung Workshop Industrie 4.0 Seite 26

27 AML.hub Anwendung für Versionsmanagement Vorteile Übersicht über versionierte Daten Dateien und AML-Datenelemente Instanzhierarchie Optional: Weitere Daten (ollada, PLopen) Unterstützung der Koordination Effizientere Suche und Datenfusion (Merging) Verfolgbarkeit des ingprozesses Mehr Information, bessere Verknüpfung zwischen Daten Unterstützung eines effizienten Qualitätsmanagements Fehlererkennung: Konsistenzchecks Datenintegration für Reporting Risikobegrenzung Frühere Warnungen Sichtbarkeit durch Notifizierung und Reporting Basic Process Mechanical Electrical Mechanical AD Layout Planner AD, Pipe & Instrumentation Electrical Plan AML Storage AutomationML Hub ing ockpit ustomer Reqs. & Review Software Dev. Environment PL program ontrol OG Jahrestagung Workshop Industrie 4.0 Seite 27 Project Manager ustomer Representative Software

28 Vertikale Integration der Geschäftsprozesse Horizontale Integration des ings Geschäftsprozess Projektmanager Kunden Vertreter Projektteilnehmer Start Auftrag ändern Änderung ok? Nein Änderung verwerfen Ende Start Betreiber... Instandhalter Ende ing Nach Meilenstein B Ja Ändern & informieren Ticketing Produktion Vertikale Integration Verkauf Logistik Integrierte ing-daten Integrierte Laufzeit- & ing-daten Horizontale Integration Mechanisches AD Elektrotechn. AD Software Entw. Umgebung Simulation/Test Laufzeitdatenquelle Lokaler Transport Mechanischer Fachexperte Elektrotechnischer Fachexperte Software ing Fachexperte Fachexperte für Simulation Operator Production OG Jahrestagung Workshop Industrie 4.0 Seite 28

29 AML.hub unterstützt ing für I4.0 Industrie 4.0 Lösungen benötigen maschinell verarbeitbare Anlagenmodelle AutomationML ist ein geeigneter Standard für Anlagenmodelle Der AML.hub ist eine Infrastruktur zur Werkzeug-Integration Integrierte ing-werkzeugnetzwerke verbessern die ingeffizienz helfen, Anlagenmodelle zu erstellen OG Jahrestagung Workshop Industrie 4.0 Seite 29

30 Kontaktdaten Heinrich Steininger, EO logi.cals Austria Prof. Dr. Stefan Biffl, Head of the h. Doppler Laboratory Software Integration for Flexible Automation Systems OG Jahrestagung Workshop Industrie 4.0 Seite 30

31 Empower Automation!