Migrationsstrategien für Industrie 4.0

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1 Industrie 4.0 IT als Innovationstreiber von Maschinenbau und Automatisierung Migrationsstrategien für Industrie 4.0 Dr.-Ing. Gunther Kegel Vorsitzender der Geschäftsführung Pepperl+Fuchs, Mannheim

2 Mittelständisches Familienunternehmen 530 Mio. Jahresumsatz und Mitarbeiter Entwicklung, Herstellung und Vertrieb Elektrische Automatisierungsprodukte Mehr als 50 Standorte weltweit

3 Industrielle Sensoren Geschäftsbereich Fabrikautomation

4 Explosionsschutz Geschäftsbereich Prozessautomation

5 DIGITALISIERUNG Vierte industrielle Revolution

6 Einordnung Big Data INDUSTRIE 4.0 SMART Factory SMART Factory Cyber Physical Production Systems (CPPS) Cyber Physical Systems (CPS) Internet- Technologien Embedded Systems (ES)

7 Quelle: Prof. Wrobel, Fraunhofer IAIS Diagnose ohne Kausalität?

8 Forschungsprojekt KARIS PRO Flexibles wandlungsfähiges cyberphysisches Produktions-Logistik- System Module ermöglichen die (autonome) Anpassung der Produktionslogistik an Bedarf, Durchsatz und Lokalisierung Einzelsysteme gruppieren sich selbständig zu Transportsystemen für Waren und Produktionsmittel Vernetzung auf Modulebene erforderlich

9 Quelle: Prof. ten Hompel Fraunhofer IML

10 Big Data INDUSTRIE 4.0 SMART Factory Cyber Physical Production Systems (CPPS) Cyber Physical Systems (CPS) Internet-Technologien Embedded Systems (ES)

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

12 Energy Water & wastewater Chemicals Oil & gas Pulp & paper Metals & mining Pharmaceutical Glass Solar & solar Food & beverage Consumer products Marine Automotive Aerospace Machinery Electronics Industrie 4.0 betrifft alle Industriebranchen von diskreter Industrie bis Prozessindustrie Industrie 4.0 Facility Future Plant 2030 Future Factory 2030 Process Hybrid Discrete Druck Füllstand Durchfluss Temperatur Industrie 4.0 Plant Position Position Position Geometrie Industrie 4.0 Factory Quelle: Siemens AG Foli

13 Asynchrone Dienste Diagnose, Parametrierung SYNCHRONE UND ASYNCHRONE DIENSTE Soll-Wert Regler Prozess Ist-Wert Synchrone Dienste Sensor Messwert >99% IP-fähige Systeme können in weiten Grenzen sowohl synchrone als auch asynchrone Dienste über eine physische Schnittstelle bedienen. <1%

14 Werden alle Sensoren zu CPS-Bausteinen??

15

16 Sensorik 4.0 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

17 Sensorik 4.0 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

18 Quelle: GMA 2013 Paradigmenwechsel in der Automation Automation Geschäftsprozesse ERP MES SCADA, SPS, PLS SPS, HMI, SPS verteiltes ERP, verteiltes MES? Foli

19 Führungskreis Industrie 4.0 Arbeitsergebnis: SOA-Implementierung SOA-Implementierung durch semantische Verknüpfung von Officefloor und Shopfloor Quelle: Prof. Wegener, Siemens

20 » Was ist ein Cyber Physical System? Was ist ein CPS? 1. Eine Maschine/Anlage, die ihre aggregierten Shopfloor- Daten innerhalb einer Service Oriented Architecture mit Hilfe einer domänspezifischen Semantik an die zugeordneten Geschäftsprozesse koppelt. oder 2. Ein mechatronisches embedded system, das über das IoT auf der Shopfloor-Ebene vernetzt wird. Sierpinski-Dreieck

21 CPS ein Fraktal? Sierpinski-Dreieck

22 Kognitive Fähigkeiten

23

24 Nachweis der Eigensicherheit (NADES) Bedien- Schnittstelle Kommunikations- Schnittstelle Anschluss- Technik Ex-Trennung Signal- Aufbereitung IoT-Schnittstelle EMBEDDED SYSTEM SOFTWARE Produkt- Datenbank

25 FAZIT» Eine Trennung zwischen Realtime-Shopfloor und Officefloor ist sinnvoll und notwendig.» Die aktuellen Echtzeit-Daten aus dem Shopfloor sind ohne weitere Verdichtung für die heutigen Geschäftsprozesse auf dem Officefloor von nur geringem Wert.» Die Vernetzung der Dinge im Shopfloor erlaubt die Integration deutlich leistungsstärkerer Sensoren und zeigt große Potenziale für neue Geschäftsprozesse.» Industrie 4.0 braucht auch eine Sensorik 4.0. Die Anforderungen an die kognitiven Fähigkeiten autonomer I4.0 Systeme können mit heutigen Sensoriken nicht abgedeckt werden.

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