Alumni-Workshop des Vereins der Freunde und Förderer des DFKI e.v.

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1 Alumni-Workshop des Vereins der Freunde und Förderer des DFKI e.v. 24. September 2009 Prof. Dr.-Ing. Detlef Zühlke

2 Organisation DFKI-IFS / TU-pak / smartfactory Fachbereich Maschinenbau und Verfahrenstechnik SB ggmbh KL pak Lehrstuhl Produktionsautomatisierung Forschungsbereich Innovative Fabriksysteme IFS-ZMMI HB Industrie B betreibt Land RLP e.v. Verbände SmartFactory KL

3 Zukünftige Entwicklungen im industriellen Bereich Komplexität Vernetzung IT Security Services technischer Fortschritt GPS Kundenforderungen Markt Flexibilität Qualität Kosten UMTS Produktlebensdauer low-power Energie W-LAN Arbeitswelt wireless Elektronik embedded Privacy Komplexität Mensch Aufgaben SmartFactory KL

4 SmartHospital SmartCar Smarte Technologien in allen Bereichen SmartHome SmartOffice SmartFactory KL

5 Heutige Planungsprozesse Prozessleitsystem Leitwarte abstrakte Beschreibung Planungs Ebene Bedienung Verbindungsbox AB35-4 power 240V power 24V NXV 32x0,25 NYH 8x0,75 Gerät E+H FL27X NYM 3x0,75 Verbindungsbox CC5-6 NXM 4x0,15 TXF 8x0,25 Buskoppler IBC25C Signal 4-20mA Signal Power Gerät Anschlussbox AB35-4 Rohr 250/35E Prozess l/min Prozess SmartFactory KL

6 Heutige Planungsprozesse Zukünftige Planungsprozesse WLAN Prozessleitsystem Leitwarte abstrakte Beschreibung Planungs Ebene Bedienung Verbindungsbox AB35-4 power 240V WLAN-bluetooth Kombi-Router power 24V NXV 32x0,25 abstraktes Gerät Gerät NYH 8x0,75 <sensorflow<..>> E+H FL27X Anschlussbox AB35-4 NYM 3x0,75 Verbindungsbox CC5-6 auf Standards basierend verlangt TXF 8x0,25 Buskoppler IBC25C Signal NXM abstrakte 4x0, mA Services bluetooth Rohr 250/35E Prozess l/min angeboten Signal höchst unabhängig!! Power <geraet> device Prozess SmartFactory KL

7 Entwicklung der Technologie-Initiative SmartFactory KL e.v. Idee Studie Gründung der Aufbauphase 7 Partner 9 Initiatoren 10 Partner 5 Sponsoren Initialgespräche 18+X Partner 10+X Sponsoren Demonstrationsanlage F&E Projekte 09. Mai 04. Dez 24. Jan 07. Mai 24. Sept. 17. Dez. 10. März 29. Sept. Informationsveranstaltungen April 21. Mai SPS/IPC/DRIVES Nov März April SPS/IPC/DRIVES Nov März SmartFactory KL

8 Starke Partner bilden die SmartFactory KL Erstes herstellerunabhängiges Forschungs-, Entwicklungs- und Demonstrationszentrum in Europa / wahrscheinlich auch weltweit Ziel: Integration ausgereifter Informations-Technologien in die Fabrikautomation Mitglieder: Sponsoren: SmartFactory KL

9 Die Vision der SmartFactory KL Die Fabrik der Zukunft : ist beliebig modifizierbar und erweiterbar (flexibel) verbindet beliebige Komponenten verschiedener Hersteller (vernetzt) ermöglicht ihren Komponenten kontextbezogene Aufgaben selbständig zu übernehmen (selbstorganisierend) stellt den Menschen in den Mittelpunkt der technischen Systeme (nutzerorientiert) SmartFactory KL

10 Projektlandschaft - SmartFactory zunehmende Integration virtuelle Fabrik Ortungssysteme / -dienste Bediensysteme Service orientierte Interaktionssysteme Basistechnologien Virtuelle Fabrik Intelligente Abstimmung u. Dokumentation Fernkommunikation Ortungstechnologien Bediengeräte SmartFactory KL

11 Das Handy als universelles Parametriergerät Beispiel einer Gemeinschaftsforschung Nutzer Aufgaben Bediengerät Einflüsse auf die Bedienung Funktion Kontext technisch Umfeld organisatorisch Vorarbeiten des Zentrums für Mensch-Maschine- Interaktion Entwicklungsprojekt der Mitglieder AiF-Förderung im ProInno Programm Universelles Bediengerät SmartFactory KL

12 UniBeG Universelles Bediengerät Projektreihe Universelles Bediengerät Vorarbeiten: ¾ 02/ /2006: Diplomarbeit Maike Görlich Grund Dipl.-Inf. Daniel ª Ansteuerung der FlowUnit über Nokia 6210 Handy-Bedienung: Zentrum für Mensch-Maschine-Interaktion KL-Prototypentwicklung (DFKI) ¾ 08/ /2007: SmartFactory ZMMI ª Ansteuerung von 20 Feldgeräten über verschiedene Mobiltelefone Deutsches Forschungszentrum Kooperationsprojekt:für Künstliche Intelligenz ¾ 04/ /2009: unipo DFKI GmbH,GmbH Stollmann GmbH, SmartFactoryKL (DFKI) ª Entwicklung eines dedizierten, zertifizierbaren Handbediengeräts Forschungsprojekt: Postfach KL, AG Software Engineering Kaiserslautern ¾ 08/ /2011: SmartFactory ª Modellbasierte Generierung von Benutzungsschnittstellen Technologieverbund Semantic Product Memory (SemProM): ¾ 02/ /2011: DFKI & 6 Industrieunternehmen ª Zugriff auf angesammelte Lebenszyklusdaten von Produkten & Geräten SmartFactoryKL

13 Innovationsallianz Digitales Produktgedächtnis Die SmartFactory KL als Living Lab in der Innovationsallianz Digitales Produktgedächtnis im Rahmen der High-Tech-Strategie IKT-2020 des Bundesministeriums für Bildung und Forschung Projekttitel: Semantic Product Memory (SemProM) Partner: DFKI, Siemens, SAP, 7x4 Pharma, BMW, Deutsche Post, GLOBUS Projektziel: Umfassende Erfassung, Bereitstellung und Nutzung von PLC-Daten Rolle SF: Betrachtung von DPG in der adaptiven Produktion SmartFactory KL

14 SemProM: Produkte werden zu Smart Items mit Gedächtnis SmartFactory KL

15 Mobile Module der SmartFactory KL Dezentrale Prozessparametrierung Mobiler Zugriff auf Betriebsdaten und Anlagenparameter Unabhängiger Betrieb verschiedener Produktionsmodule SmartFactory KL

16 Installierte Ortungssysteme in der SmartFactory KL UbiSense UWB Echtzeit- Positionierungssystem RFID Raster im Werkstattboden zur mobilen Navigation Crossbow Cricket Ultraschall Lokalisierungssystem SmartFactory KL

17 Industrielle Anwendungen ortsbezogener Dienste Mitarbeitersicherheit Asset Management Marshall Aerospace Ubisense AG Ubisense AG Qualitätssicherung Prozessoptimierung IBS AG SmartFactory KL

18 Funktechnologie in der industriellen Anwendung Implementierte Technologien: Funkkommunikation zum Leitstand (WLAN) Dezentrale Prozesssteuerung via RFID Funkvernetzung von Sensoren Funkbasiertes Notauskonzept Parametrierung über universelles Bediengerät Störungsmeldung über GPRS Leitsystem WLAN RFID WLAN Bluetooth SmartFactory KL GPRS

19 Risiken der Drahtlos-Technologien Abhören wireless network Stören Eindringen Gesundheitsrisiken? SmartFactory KL

20 Projektgruppe Digitale Fabrik Ziel: Demonstration der Digitalen Fabrik Meilensteine: Digitale Repräsentation der SmartFactory KL Partner: Lucian Blaga University Sibiu/RO Simulation des Produktionsablaufs Automatisierte Kontrollsystemgenerierung Verbindung zwischen ERP und MES PLM Software Aufbau einer Forschungs-, Entwicklungsund Demonstrations-Plattform SmartFactory KL

21 Digital Factory Planning Simulation Control (Factory CAD, Solid Edge, NX) (Plant Simulation, Process Simulate) Backbone (Factory Link) WinCC Projects, Operator Panels OPC PLC Code Analysis, Dynamic 3D Vis SmartFactory KL

22 Service orientierte Planung von Fabriksystemen Hardwareunabhängige Planung von Fabriksystemen ERP MES Abstrakter Service harwareunabhängig Service Bibliothek Feldebene Gerätesteuerung hardwareabhängig Sensor-Service Ventil-Service Pump-Service Steuer-Service Kommunikations-Service SmartFactory KL

23 SmartFactory KL Demonstrationsanlage

24 Anlage SmartFactory KL Frisch Wasser Spül- Wasser Flow Unit Farb Wasser Farb Dosierung Seifenvorrat Mischung Demonstration Server Fliessprozess RFID-Floor Operator station Stückgutprozess Techniker Präsentation Werkstatt SmartFactory KL

25 Animation der Gesamtanlage SmartFactory KL

26 Was bietet die SmartFactory KL Die SmartFactory KL stellt eine herstellerneutrale, realitätsnahe Forschungs- und Demonstrationsanlage zur Verfügung Der Verein koordiniert gemeinsame Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten der Mitglieder Infrastruktur Forschung Der Verein organisiert Informationsveranstaltungen zu visionären Themen für seine Mitglieder Der Verein beobachtet und initiiert Standardisierungsvorhaben Der Verein fördert die Verbreitung der erarbeiteten Themen Information Standardisierung Verbreitung SmartFactory KL

27 The Pyramid of Automation yesterday data sets Enterprise WLAN ERP-Level Enterprise Resource Planning the factory of bits and bytes driven by electrical engineering words Plant MES-Level Manufacturing Execution System control room bytes Shop Floor Control-Level Machine controllers bits Component input processes maintenance logistics manufacturing power output Device- Level Sensor-Actor- Machine the intelligent factory of the future SmartFactory KL German Research Center for Artificial Intelligence

28 The Pyramid of Automation today To services Enterprise WLAN IP ERP-Level Enterprise Resource Planning Ethernet the factory of functions driven by software engineering Communication layer Via messages Plant MES-Level Manufacturing Execution System control room IP xx.x Via functions From signals Component input Shop Floor UMTS UMTS processes logistics maintenance Profinet ASI, CAN, Interbus power manufacturing output Communication layer Control-Level Machine controllers Communication layer Device- Level Sensor-Actor- Machine the intelligent factory of the future SmartFactory KL German Research Center for Artificial Intelligence

29 from services Portal IP customerservices IP bluetooth IP bluetooth the factory of things driven by artificial intelligence WLAN Service repository UDDI to services logistics Process UMTS IP IP maintenance ERP-services UMTS WLAN IP MES-services WLAN IP control room IP global services domain services IP bluetooth IP ZigBee ZigBee manufacturing IP output local services Resource input processes IP device services the intelligent factory of the future SmartFactory KL German Research Center for Artificial Intelligence

30 Key changes in the factory of the future eyerything is described by semantic services read_temp<valve_in4> eyerything is mobile the factory of things IP eyerything is networked intelligent collaboration and documentation virtuality location merges sensing with technologies reality interaction devices the intelligent factory of the future SmartFactory KL German Research Center for Artificial Intelligence

31 SmartFactory KL