Digitalisierung der Werkzeuglogistik Entwicklung einer Cloud-Lösung im Kontext Industrie 4.0

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1 Digitalisierung der Werkzeuglgistik Entwicklung einer Clud-Lösung im Kntext Industrie 4.0 Frmware Open Huse Nußdrf am Inn, Marcus Röschinger fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Lgistik Prf. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Lgistik Prf. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München 1

2 Lgistik 4.0 aktueller Frschungsstand Die Lgistik Rückgrat der Industrie 4.0 INTELLIGENT SELBSTSTEUERUNG SELBSTOPTIMIEREND ROBUST INDUSTRIE 4.0 LOGISTIK 4.0 SMART MACHINES VERNETZT NACHHALTIG KLEINSKALIG fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Lgistik Prf. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München 2

3 Industrie 4.0 adressiert einige Zukunftsthemen, darüber hinaus existieren aber auch weitere Herausfrderungen hch Demgrafischer Wandel Durchdringung in der Lgistik Vlatilität Individualisierung Digitalisierung Nachhaltigkeit Industrie 4.0 Mensch in kmplexen Systemen Big Data gering aktuell Zeithriznt / Relevanz zukünftig fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Lgistik Prf. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München 3

4 Visin der Industrie 4.0 basiert auf der Kmbinatin vn Prdukt- und Przessinnvatinen INDUSTRIE 4.0 LOGISTIK 4.0 Heute Industrie 4.0 V1 Prdukt Cyber Physical Systems Integratin Vernetzung Aktueller Frschungsfkus Przess Geschäftsprzesse Digitale Transfrmatin Industrie 4.0 V2 In der Visin der Industrie 4.0 integrieren sich Prdukt- und Przessinnvatinen. fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Lgistik Prf. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München 4

5 Internet der Dinge Basis der Lgistik 4.0 Autnm und kperativ agierende Entitäten fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Lgistik Prf. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München 5

6 Eine zentrale Rlle in der Industrie 4.0 kmmt dem Mitarbeiter zu MITARBEITER INTELLIGENTES PRODUKT VERNETZTE MASCHINEN INDUSTRIE 4.0 LOGISTIK 4.0 fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Lgistik Prf. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München 6

7 TlClud: Unternehmensübergreifend verfügbare digitale Werkzeugbegleitkarten zur Unterstützung der Mitarbeiter fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Lgistik Prf. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München 7

8 Prjektknsrtium aus Industrie (Hersteller und Anwender), IT- Dienstleistung, Standardisierung und Frschung Förderkennzeichen: 02PJ2731 fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Lgistik Prf. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München 8

9 Vielfalt an IT-Systemen und manuelle Datenweitergaben führen aktuell zu zahlreiche Brüchen im Infrmatinsfluss Papierbasierte Przesse im Werkzeugmanagement Werkzeugbegleitkarte als zentrales Dkument für den Infrmatinsaustausch fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Lgistik Prf. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München 9

10 Digitale und knsistente Daten nötig für die Autmatisierung unternehmensinterner und -übergreifender Przesse Bearbeitungsmaschinen Hlzbearbeitung Masch.1 Masch.2 Masch.3 Werkzeugherstellung Schärfen & Vermessen Schärf- / Messmaschinen fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Lgistik Prf. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München 10

11 Ziel des Prjekts TlClud ist die Entwicklung einer Clud- Lösung für das kllabrative Werkzeugmanagement Bereitstellen aktueller und knsistenter Daten in der Clud mit rts- und zeitunabhängigem Zugriff Berücksichtigung aller entlang des Werkzeuglebenszyklus benötigter und generierter Daten Ermöglichen der autmatischen Werkzeugidentifikatin und Maschineneinrichtung Bereitstellen vn Funktinen für die Auswertung und Nachverflgung vn Werkzeugen (Tracking&Tracing) Ermöglichen der transparenten Bestands- und Zustandsüberwachung und -ptimierung Knzeptinierung einer mdularen Lösung, die an individuelle Anfrderungen angepasst werden kann Anbindung diverser (mbiler) Endgeräte Sicherstellen der einfachen Übertragbarkeit und Erweiterbarkeit (hher Standardisierungsgrad) Bereitstellung, Erfassung und Aktualisierung der richtigen Daten zum richtigen Werkzeug am richtigen Ort zur richtigen Zeit in der richtigen Frm zu richtigen Ksten fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Lgistik Prf. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München 11

12 Berücksichtigung der Werkzeug-Supply-Chain und des Werkzeuglebenszyklus in allen Arbeitspaketen Clud-basiertes Werkzeugmanagementsystem Geschäfts- und Betreibermdell (wirtschaftliche und rechtliche Aspekte) Intelligente Systemelemente AutID- Gesamtknzept Angepasste Sll- Przesse Festlegen ID-Punkte Erstellung Datenmdell Identifizierung benötigter Daten Architektur und Sicherheit Rechte- und Rllenknzept Auswahl Datenträger Festlegen Zugriffspunkte Klassifizierung der Daten Datenbankstruktur Auswahl Identifier Auswahl Applikatin Definieren vn Events Mdularisierung Ermittlung vn Relatinen Abbilden vn Events Serverachitektur Datenübermittlung / Schnittstellen Branchenübergreifende Standardisierung fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Lgistik Prf. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München 12

13 Eindeutige Identifikatin der Werkzeuge durch (serialisierte) Artikelnummern auf DataMatrix-Cdes und RFID-Transpndern Kennzeichnung aller relevanten Systemelemente (Werkzeuge, Aufnahmen, Maschinen etc.) Lösung unabhängig vn Identifikatinsverfahren (z.b. RFID, ptisch) Eindeutige Aggregatinsbeziehungen durch überschneidungsfreie standardisierte Nummern Länderpräfix präfix Artikelnummer Serialteil x 1 x 20 Unternehmens- Prüfziffer GTIN fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Lgistik Prf. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München 13

14 EPCIS-Events sind standardisiert und ermöglichen die einfache Datenübertragung swie umfangreiche Auswertungen Dimensin WANN Zeitstempel Dimensin WAS Identifikatinsnummer des Objekts + extensins (Daten aus / für Przessschritt) Dimensin WARUM Standardisierte und für TlClud definierte Attribute Dimensin WO Lkatinsnummer fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Lgistik Prf. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München 14

15 Die IT-Architektur sieht die sichere Datenübertragung und Schnittstellen zu diversen Endgeräten und IT-Systemen vr Cnnected Wrld (Clud Ebene) Speicherkapazität Rechnerkapazität App Server Reprting Firma A Virtualisierung Unternehmensebene Firma N Bestandsverwaltung Prduktinsplanung ERP WMS Anlagensteuerungsebene Steuerungseinheit Middleware E/A Treiber Feldebene Netzwerk (z.b. VPN) Sensrik Middleware Mbile Geräte Interaktinsgeräte RFID Werkzeug DMC Werkzeug fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Lgistik Prf. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München 15

16 Hhe Flexibilität und Mdularität durch mbile App (z.b. bei fehlender Internetanbindung vn Maschinen) fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Lgistik Prf. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München 16

17 Als Ausblick wurde eine GgleGlass-Anwendung implementiert, die z.b. den Kmfrt beim Datenabruf erhöht Quelle: fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Lgistik Prf. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München 17

18 Kllabratives und digitalisiertes Werkzeugmanagement ermöglicht das Schließen bestehender Autmatisierungslücken Durchgängige Infrmatinsflüsse im unternehmensinternen und -übergreifenden Werkzeugmanagement Es werden alle Bereiche des Werkzeugmanagements und alle Phasen des Werkzeuglebenszyklus adressiert Durch die autmatische Bereitstellung und Erfassung vn Daten können Fehler vermieden und die Przesssicherheit erhöht werden Service Orientierte Architektur bietet die Möglichkeit zur Erweiterung der Lösung um weitere Funktinen bzw. Services fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Lgistik Prf. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München 18

19 Ausblick: Digitales Netzwerk für intelligente und mdulare SLT TlClud als Basis für weitere Entwicklungen im Bereich der Lgistik Ziele des Prjekts: Entwicklung vn Knzepten für die Mdularisierung vn intelligenten Snderladungsträgern Bereitstellen digitaler Dienste für ein effizientes und transparentes Behältermanagement Entwicklung eines Ladungsträgernetzwerkes swie eines passenden Geschäftsmdells fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Lgistik Prf. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München 19

20 Dipl.-Ing. Marcus Röschinger Technische Universität München fml - Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Lgistik Bltzmannstr Garching Tel Fax reschinger@fml.mw.tum.de fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Lgistik Prf. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München 20