Anforderungen von Industrie 4.0 an die Kommunikationsinfrastruktur

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1 Anforderungen von Industrie 4.0 an die Kommunikationsinfrastruktur Wolfgang Brem Business Development Senior Architekt für das Produzierente Gewerbe in Europa 03. März 2016 Watch Video

2 Die Industrielle Evolution Technologischer Fortschritt 18ste Jahrhundert 20ste Jahrhundert Dampf Massen Produktion Intelligente Dinge Die Siebziger Heute Roboter Digitalisierung

3 Die vierte industrielle Revolution erlaubt deutliche Verbesserungen der Wirtschaftlichkeit Reduzierung Stillstandzeiten 48% Reduzierung von Ausschuss 49% Neue Produkte einführen 23% OEE Verbesserung 16% Verbesserung der Inventarisierung 35% Reduzierung der Energiekosten 18% Nicht geplanter Stillstand von11% auf 5.8% verbessern Ausschussrate von 4.9% auf 2.5% verbessern Verbesserung der Produkteinführungszeit von 15 zu 11 Monaten Verbesserung der Ø OEE von 74% zu 86% (Overall Equipment Effectivenes) Verbesserung der Auslastung von Investionsgüttern Jährliche kosten Einsparung von 18% Was sind die wirtschaftlichen Ziele Quelle: SCM World/Cisco Smart Manufacturing and the Internet of Things 2015 Survey von 418 Firmen mit Verantwortlichen der Business Line bzw. Produktionsleitern von 17 verschiedenen Branchen

4 Digital Manufacturing Journey - 49% Defects + 16% OEE + 23% NPI - 48% Downtime - 35% Inventory Supply Chain Orchestration Connected Enterprise Off-Line Connected Factory Factory Network Factory Security Factory Wireless Analytics & Big Data Virtualization & Compute Connected Machines Factory Collaboration Location Services Supply Chain Collaboration Design Collaboration

5 Aufgabenstellung Kommunikation für Industrie 4.0 Clients Daten Lokationen Prozesse Maschinen Dinge Netzwerke Anschlüsse Elemente Internet Data Center IT Clients IT Abteilung Fabrik Maschine Produktionsverantwortung Ende zu Ende Kommunikation erfordert ganzheitliche Betriebskonzepte Betreibbarkeit und Sicherheit für das Internet der Dinge

6 Edge Computing Computing Model (Data Volume, Security, Resiliency, Latency) DATA CENTER/CLOUD Edge / FOG Computing Traditional Data Management: HDFS EDW Data Marts Etc Analytics am Edge: Data reduction Pattern detection Action in true-realtime DEVICE

7 Digital Manufacturing Solutions Compute Apps Analytics & Big Data Factory Virtualization Supply Chain Collaboration Connected Machines & Edge Compute Data Center and Cloud Factory Collaboration Connected Factory Infrastructure Factory Wireless Factory Security Factory Network

8 Wie weit sind Sie? Connected Factory Network Connected Factory Wireless Connected Factory Security 5. SDN for Plug & Play Factory 5. Hyper Location 5. Industrial Protocol DPI 4. Management in OT Tools 4. LBS-Ready WiFi 4. Secure Remote Access 3. Connected IT/OT Network 3. Wi-Fi Management Tools 3. Central Identity and Policy 2. Managed Switches 2. Unified Factory-Wide Wi-Fi 2. Network Access Control 1. Ethernet 1. Factory Wi-Fi (ad Hoc) 1. Industrial DMZ

9 Vernetzte Fabrik: Cisco Planed Wide Ethernet Internet Enterprise Network Levels 4 5 Web Apps DNS FTP Patch Management Terminal Services Application Mirror AV Server Gbps Link for Failover Detection Firewall (Standby) Cisco ASA 5500 Demilitarized Zone (DMZ) Firewalls Firewall (Active) FactoryTalk Application Servers Cisco Catalyst 6500/4500 Cisco Catalyst Switch Manufacturing Zone Level 3 Distribution and Core Cisco Cat Switch Stack Network Services Drive Controller HMI Distributed I/O Cell/Area #1 (Redundant Star Topology) Layer 2 Access Switch Controller Cell/Area #2 (Ring Topology) HMI Drive HMI Distributed I/O Cell/Area #3 (Linear Topology) Controller Drive Cell/Area Zone Levels 0 2 Layer 2 Access

10 Vernetzte Fabrik: Cyber Security Protection Onion Layers Secure Zones Cells Zones Plants Internet Enterprise Network VPN Remote Services Segmented Access (Role-Based) Security Policy, AAA and Identity Services Cloud Systems Physical Security Smart, Programmable Cameras Let s do some maintenance! Industrial Cyber Security Security Monitoring, Threat Detection, Incident and Event Monitoring IEDs, PLCs, Sensors, Actuators DMZ Web Server App Server Supervisory Network SCADA/DCS Historian Control System Network Historian Actuato VPN Remote Facility Field Network Actuators Sensors Application Visibility, IPS/IDS Switching Routers Network and Security Mgmt. Identity Services Engine Video Surveillance Manager Firewalls Access Points

11 Maschine Data Client Architektur Maschine HMI MDC PLC Data Collector (e) IOS Analytics e.g. OPC OS/Hypervisor Produktikon On Premise (option) MES AD ERP Analytic UCS LAN Open Development Framework Embedded IOS/IoX Secure Concepts Different HW Options Industry Protocol Know How DMZ Identity Management AD-Ser. CA-Ser. ISE Trust Exchange Internet OR/AND Intranet Internet Technology Leader (DMVPN; FlexVPN) High Performance NG FWs Trust Management LAN TrustSec Technology 802.1x Authentication QoS E2E Architecture DMZ (p)cloud Identity Management CA-Ser. ISE Large Scale DC and Cloud Architectures SDN Technology Leader Large Scale Orchestration (p)cloud Client A/Vendor A (p)cloud Client A/Vendor A (p)cloud Client A/Vendor A (p)cloud Client A/Vendor A Apps Apps Apps Apps UCS UCS UCS UCS Prime Analytics Prime Analytics Prime Analytics Prime Analytics

12 OPC als universelles Datenmodel eplan IBM ProAlpha SM KL OPC Model OPC Model OPC Model OPC Model OPC Model OPC Model OPC Model OPC Model Data Safety Air AC 400V

13 Herausforderungen Komplexe Integration Ausarbeitung von Aktionen durch Analytik Big Data Management Erhöhter bedarf an Datensicherheit Kommunikation in Silos

14 Woran arbeiten wir mit unseren Kunden Prozesse Validierte Designs & Apps für die Produktion Wirtschaftlicher Vorteil Analytik und Applikationen Daten Management vom Edge bis in die Cloud Ende-zu-Ende Daten Sicherheit Angepasste Lösungen für Analytics Rechenleistung wo sie gebraucht wird Datensicherheit auf jedem Netzwerkebene Einheitliche Konnektivität Beherrschbare Netzwerk Architekturen Zeit

15 Danke!

16 Cisco IoT Produkte CISCO VISION Cisco IoT System Große Produktvielfalt: Ethernet, Wireless, Routing, Security Optimiert für den Industriellen Umgebungen Unterstützung von Sicherheit von der Cloud bis zum Edge CISCO PORTFOLIO IE 2000, 3000 CGS2000 IP67 IE 4000 IE 5000 ASA H Cisco ISE Field AP 1552 Manufacturing WGB/AP (Rockwell) Industrial AP IW ac Mobile IP Gateway CGR 1000 IR H IR 809 IR 829 IR 910 CGR 2K ASR 90X ESS Switches 5900 ESR 5921 Software Router ISA 3000 Industrial Switching Industrial Security Industrial Wireless Field Routing Network Embedded Networks 2015 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential 16