Industrie 4.0 Vom Verstehen der Idee bis zur laufenden Anwendung

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1 Industrie 4.0 Vom Verstehen der Idee bis zur laufenden Anwendung Prof. Dr. Thomas Pietsch Dr. Benjamin Kettner GI RG Berlin-Brandenburg, Übersicht Die industriellen Revolutionen Elektrizität & Fließband Computer Vernetzung Dampfmaschine 1

2 Historie Seit 50 Jahren die gleichen Bestrebungen Marvin Minsky, 1968: Die neuen Maschinen werden einen Menschen ansehen, beobachten, wie er läuft, beobachten, wie er sich ausruht, und eigens für seine Figur und die ihm eigenen Haltungen einen Anzug entwerfen. RAMI 4.0, 2015: Intelligente Produktionssysteme sind adaptiv. Flexibilität bedeutet, dass Prozesse bzw. Systeme in definierten und begrenzten Korridoren vorgedacht wurden, um ein möglichst breites Spektrum an Anforderungen abzudecken. Fragestellung Was bedeutet Industrie für den Mittelstand?... für verschiedene Branchen? 2

Logistik klassische Logistik und unternehmens-interne Intralogistik, Schnittstellenfunktion.

3 Fokus der Untersuchung Wir haben folgende Branchen untersucht Einzelfertigung individuell gefertigte und konfigurierte Produkte. Massenproduktion standardisierte, in sehr großer Stückzahl hergestellte Produkte. Energiesektor stark staatlich regulierte Branche, durch Energiewende im Wandel, Schnittstellenfunktion. Logistik klassische Logistik und unternehmens-interne Intralogistik, Schnittstellenfunktion. Foto: Thomas Pietsch ThP-PhotoArt Vorgehen So haben wir die Daten erhoben Experteninterviews Standardisierte Fragen (identisch, Relevanz für alle Branchen). Individuelle Fragen (branchenbezogen formuliert). Offene Fragen (Freiheitsgrade, keine Vorgaben). Geschlossene Fragen (Punktebewertung 1-10, Vergleichbarkeit). Interviewleitfaden, einheitliche Interview- Struktur. Foto: Thomas Pietsch ThP-PhotoArt 3

Foto: ehuth/pixelio.de Foto: Andreas Hermsdorf/pixelio.de 03.04.

Einzelfertigung Erhöhung der Transparenz Mehrwert durch bessere Produktionsplanung Ziel: Losgröße 1 Logistik Schnittstelle zu anderen Branchen Potenzial in Assistenzsystemen Ziel:

4 Foto: ehuth/pixelio.de Foto: Andreas Hermsdorf/pixelio.de Resultate Das haben die Befragungen ergeben Massenproduktion Schlagwort für Kommunikation Stehen am Anfang des Weges Ziel: Produktivitätssteigerung durch Automatisierung Einzelfertigung Erhöhung der Transparenz Mehrwert durch bessere Produktionsplanung Ziel: Losgröße 1 Logistik Schnittstelle zu anderen Branchen Potenzial in Assistenzsystemen Ziel: Erhöhung der Transparenz und Optimierung des Planungsprozesses Energiesektor Schlagwort zur Schaffung von Kommunikations- und Datenstandards Mehrwert durch Wartungsvorhersagen Ziel: Schaffung eines Datenpools Konsequenz Vernetzen = miteinander sprechen Maschinen & Produkte Management Kommunikation Qualifikation Arbeiter 4

5 Frage Sind wir reif für die Digitalisierung? Das muss ganz individuell geprüft werden: Leistungsfähigkeit von Mitarbeitern, Prozessen und IT sind sehr unterschiedlich Unternehmen wissen oft nicht, wo sie stehen Status-Report soll den jeweiligen Zustand zeigen Maßnahmen situationsgerecht entwickeln SARA Structural Ability Rating Application Foto: Thomas Pietsch ThP-PhotoArt Erkenntnis Den Reifegrad bestimmen Reifegradstufen eines Prozesses Stufe Name Beschreibung 5 Optimierend Der Prozess wird kontinuierlich verfeinert und verbessert. 4 Gemanagt Der Prozess ist verstanden, wird kontrolliert und gesteuert. 3 Etabliert Der Prozess folgt einem standardisierten Verfahren. 2 Vorhersagbar 1 Durchgeführt 0 Unvollständig Der Ablauf des Prozesses wird geplant und administriert. Die Basisanforderungen des Prozesses sind erfüllt. Der Prozess ist nicht implementiert oder er erfüllt seinen Zweck nicht. SARA Leistungsfähigkeit von Prozessen und IT in einem strukturierten Prozess prüfen Status anhand von Prüfkriterien ermitteln Status-Report generieren Detaillierte Analysen der Daten mit BI-Tool Maßnahmen ableiten und umsetzen Foto: Thomas Pietsch ThP-PhotoArt 5

6 Dem Standard folgen Referenzarchitektur RAMI 4.0 Umsetzungs-Modell Eine exemplarische Cloud-Architektur On Premise Stammdaten (DWH) Massenspeicher Azure Data Lake Cloud (Azure) Analyse ADLA Anzeige Power BI Sensorik & Steuerung Gateway IOT Hub Device Mgmt Stream Analytics Machine Learning Azure ML Anzeige Power BI 6

7 Erkenntnis Konsequenzen ziehen Industrie 4.0 betrifft nicht nur einzelne Unternehmen. Den Weg der Digitalisierung gemeinsam beschreiten. Referenzarchitekturmodell Industrie 4.0 (RAMI 4.0) verwenden, aber Komplexität von RAMI 4.0 reduzieren und für alle Stakeholder handhabbar machen und dabei Fach-Chinesisch vermeiden! Wichtiger Aspekt Sicherheit muss beachtet werden Die Vernetzung kritischer Infrastruktur erfordert einen verstärkten Fokus auf die Sicherheit. Angriffsfläche ist nicht mehr das einzelne Asset, sondern das gesamte Unternehmen. 7

8 Ein neues Verständnis von IT Die IT wird zum zentralen Produktionsbestandteil Die IT vernetzt - Personen - Maschinen - Produkte stellt die Integrität verteilter Datentöpfe sicher wird zum produktionskritischen Bereich wird zentraler Ansprechpartner für - Datenhaltung - Datenauswertung - Vernetzung der Daten Fazit Wie sieht unser gemeinsamer Weg aus? Industrie 4.0 ist keine technische, sondern eine sozio-technische Entwicklung. setzt transparent dokumentierte und verstandene Prozesse voraus. verschiebt die Position aller Beteiligten im Unternehmen. braucht neue Qualifikationen und Qualifizierungsmethoden. braucht neues Management und neue Formen der Kommunikation. braucht neue Geschäftsmodelle. thomas.pietsch@htw-berlin.de benjamin.kettner@ml-pa.com 8

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