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2 Industrial Internet - IT als Innovationstreiber von Maschinenbau und Automatisierung - Migrationsstrategien für Industrie 4.0 Dr.-Ing. Gunther Kegel CEO Pepperl+Fuchs, Mannheim

3 Umsatz und 5500 Mitarbeiter in 2014 Fast 500 Ingenieure arbeiten bei Pepperl+Fuchs an den Produkten von morgen Wir investieren pro Jahr mehr als 30 Mio. in Forschung und Entwicklung

4 Einsatz- und Zielbranchen Geschäftsbereich Fabrikautomation Industrielle Sensoren

5 Industrielle Sensoren Näherungsschalter Optoelektronische Sensoren Bildverarbeitung Ultraschallsensoren Drehgeber AS-Interface Identifikationssysteme Impuls-Auswertegeräte Positionier-Systeme Neigungs- und Beschleunigungssensoren

6 Einsatz- und Zielbranchen Geschäftsbereich Prozessautomation Explosionsschutz

7 Explosionsschutz Eigensichere Barrieren Signaltrenner Feldbusinfrastruktur Remote-I/O-Systeme HART Interface Solutions Wireless Solutions Füllstandsmesstechnik Überdruckkapselungssysteme Bedien- und Beobachtungssysteme Explosionsgeschützte Gehäuse und Geräte Systemlösungen mit Explosionsschutz

8

9 Grundlegende Veränderungen Geräte werden zu digitalen Entitäten! Entitäten werden über das Internet der Dinge vernetzt! Die (in Echtzeit) verfügbaren Daten werden zur Optimierung bestehender Geschäftsprozesse genutzt! Neue big data -Verfahren zur Auswertung der gigantischen Datenmengen werden neue Geschäftsprozesse ermöglichen!

10 Horizontale Integration der Wertschöpfung Durchgängiges Engineering entlang des Lebenszyklus Vertikale Integration vernetzter Produktionssysteme

11 Industrie 1.0. Industrie 4.0 Fulda Folie 11

12 Sensorik 1.0. Sensorik 4.0 Smart Sensors Prozess Analyse Systeme Ovalrad- Zähler, Füllstandssensoren Näherungsschalter, Lichtschranken Prozesssensorik 3D Messtechnik Fliehkraft- Regler Bimetall- Schalter, Ende 18. Jhdt Beginn 20. Jhdt Beginn 70 Jahre 21. Jhdt heute Fulda Folie 12

13 Wann bekommt I4.0 einen volkswirtschaftlich bedeutenden Umfang? Unternehmen Hochschulen Quelle: VDE Fulda Folie 13

14 Paradigmenwechsel in der Automation Eine Referenzarchitektur für alle Industriebereiche? Automation Geschäftsprozesse ERP MES SCADA, SPS, PLS SPS, HMI, SPS

15 Führungskreis Industrie 4.0 Austausch mit der politischen Plattform Industrie 4.0 Geschäfts -stelle (GS) (Ifok, VDI Technologiezentrum) Strategiekreis (SK) AG 1 Referenzarchitektur, Standards und Normung AG 2 Forschung und Innovation Lenkungskreis (LK) AG 3 Sicherheit vernetzter Systeme AG 4 Rechtliche Rahmenbedingungen AG 5 Arbeit, Aus- /Weiterbildung SG Strategie & Use Cases SG Modelle & Standards SG Forschung SG Sicherheit Ausschüsse Vertragsrecht/ Gewerblicher Rechtsschutz Ausschuss Berufsbildung Führungskreis Industrie 4.0 (FK I4.0) AG: Arbeitsgruppe SG: Spiegelgremium

16 Keine I4.0-Komponente Industrie 4.0-Komponente Beispiele für I4.0-Komponenten Verwaltungs- Schale Verwaltungs- Schale (Unbekannt) (Anonym) (Individuell bekannt) Entität Gegenstand Gegenstand, z.b. Maschine Gegenstand, z.b. Gegenstand, Klemmenblock z.b. Drehgeber Verwaltungs- Schale Verwaltungs- Schale Gegenstand, z.b. Elektr. Achse Gegenstand, z.b. Standard-SW = Schnittstelle/ Datenformate I4.0-konform ausgeführt (Gegenstand gibt Zugriff auf Verwaltungsschale) I4.0-konforme Kommunikation (Übergeordnetes System gibt Zugriff auf Verwaltungsschale)

17 Referenzarchitektur-Modell Industrie 4.0 (RAMI 4.0) Quelle: Plattform Industrie 4.0 Fulda Folie 17

18 Wer kommuniziert? Vernetzte Welt Engineering Systeme Jedes asset mit jedem anderen per Service Aufruf

19 SOA Service oriented architecture? Quelle: GDIInfoTour

20 Was wird kommuniziert? Beispiel: Sensor Lebenszyklus der Fabrik Entwicklung Typ Nutzung/ Wartung Produktion Instanz Nutzung/ Wartung Datenblätter Zugriff auf Daten ATEX-Zulassungen und Funktionen CAD Zeichnungen SW-Updates Gegenstand, z.b. Neue Elektr. Zulassungen Achse Verwaltungs- Schale Kalibrierdaten Seriennummer Messwerte Condition monitoring

21 IT-Strukturierung der Kommunikation Business Layer Realisierung von Geschäftsabläufen Wie wird kommuniziert? Functional Layer Funktionszugriff: Aktive Beeinflussung Information Layer Datenzugriff auf Merkmalsleisten

22 Alles das fasst das RAMI 4.0 Referenzmodell zusammen 22

23 (RAMI 4.0) Sensor to Enterprise Communication Quelle: Plattform Industrie 4.0

24 (RAMI 4.0) Sensor Signal Fusion 24

25 (RAMI 4.0) Sensor to Cloud Communication 25

26 (RAMI 4.0) Softsensing Quelle: Plattform Industrie 4.0

27 Industrie 4.0-Komponente I4.0-konforme Kommunikation I4.0-Komponente Verwaltungsschale Gegenstand, z.b. Drehgeber Entität Digitaler Zwilling Folie 27 Fulda

28 Verschiedene Realisierungen möglich Verwaltungsschale Aktive I4.0 Komponente (im Asset realisiert) Passive I4.0 Komponente (in separater IT realisiert)

29 Standardisierte Schnittstellen Wörterbuch Syntax Semantik ONTHOLOGIE Fulda Folie 29

30 Energy Water & wastewater Chemicals Oil & gas Pulp & paper Metals & mining Pharmaceutical Glass Solar & solar Food & beverage Consumer products Marine Automotive Aerospace Machinery Electronics Smart Factory. Smart Plant Industrie 4.0 Facility Future Plant 2030 Future Factory 2030 Process Plant Hybrid Discrete Factory Druck Füllstand Industrie 4.0 Durchfluss Plant Temperatur Prozess Analyse Quelle: Siemens AG Präsenz Position Industrie 4.0 Geometrie Factory Muster Struktur Fulda Folie 30

31 Funktionale Sicherheit

32 Deteminiert, Iso-Synchron Synchronisierung der Druckfarben bei Druckgeschwindigkeiten von bis zu Bogen/h Quelle: Heidelberger Druckmaschinen

33 Explosionsschutz

34 TOOLS TO INTEGRATE DEVICES INTO THE OVERALL SYSTEM ( FDI, EDDL, FDT, WEB, ) Installierte Basis W- HART ISA GBIT DECENTRALIZED ETHERNET FF H1 AS-I Profinet Ethernet Fulda Folie 34

35 Feldbustechnik i / ma d / mm

36 Feldbustechnik i / ma ONTHOLOGIE Verwaltungsschale der I 4.0 Komponente d / mm Semantik Syntax Wörterbuch d

37 Konnektivität Fulda Folie 37

38 Konnektivität Fulda Folie 38

39 Konnektivität Fulda Folie 39

40 Konnektivität SmartBridge besteht in der aktuellen Konfiguration aus einem Wireless-Adapter sowie der SmartBridge-App Wireless-Adapter IO-Link-Master, Bluetooth-Modul, data management -CPU Kommunikation zum Sensor über IO-Link SmartBridge-App Auswahl-Menü mit allen Sensoren in Reichweite und angepassten Screens für verschiedene Sensoren Fulda Folie 40

41 Ethernet to the Field Demonstrator Switch PactWare FDI-i-DTM, CodeWrights Up to 1000 m WLAN Router ipad Web-Browser Power VEGAPUL S Level E+H Micropilot Level Zone 0 E+H Cerabar Pressure P+F PROFIBUS PA Temperature Input Zone 0 Up to 200 m P+F Remote I/O Zone 2 Field-Switch Zone 1 Fulda Folie 41

42 Ethernet to the Field Demonstrator Switch PactWare FDI-i-DTM, CodeWrights Up to 1000 m WLAN Router ipad Web-Browser Power VEGAPUL S Level E+H Micropilot Level Zone 0 E+H Cerabar Pressure P+F PROFIBUS PA Temperature Input Zone 0 Up to 200 m P+F Remote I/O Zone 2 Field-Switch Zone 1 Fulda Folie 42

43 Ethernet to the Field Demonstrator Switch PactWare FDI-i-DTM, CodeWrights Up to 1000 m WLAN Router ipad Web-Browser Power VEGAPUL S Level E+H Micropilot Level Zone 0 E+H Cerabar Pressure P+F PROFIBUS PA Temperature Input Zone 0 Up to 200 m P+F Remote I/O Zone 2 Field-Switch Zone 1 Fulda Folie 43

44 Ethernet to the Field Demonstrator Switch PactWare FDI-i-DTM, CodeWrights Up to 1000 m WLAN Router ipad Web-Browser Power VEGAPUL S Level E+H Micropilot Level Zone 0 E+H Cerabar Pressure P+F PROFIBUS PA Temperature Input Zone 0 Up to 200 m P+F Remote I/O Zone 2 Field-Switch Zone 1 Fulda Folie 44

45

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