INDUSTRIE 4.0 AUS SICHT EINES IKT-INSTITUTS. Dr.-Ing. Mike Heidrich BICCnet OpenLabs am Fraunhofer ESK, München, 17.

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1 INDUSTRIE 4.0 AUS SICHT EINES IKT-INSTITUTS Dr.-Ing. Mike Heidrich BICCnet OpenLabs am Fraunhofer ESK, München, 17. September 2014

2 Inhalt des Vortrages Einleitung Innovationen durch Informations- und Kommunikationstechnik Analyse Industrie 4.0 Methodische Weiterentwicklung der IKT Zusammenfassung Folie 2

3 Einleitung Zunehmender Grad der Vernetzung Folie 3

4 Einleitung Zunehmender Grad der Vernetzung Quelle (1): W. Bauer, S. Schlund, D. Marrenbach, O. Ganschar: Industrie 4.0 Volkswirtschaftliches Potential für Deutschland, Studie von BITKOM und Fraunhofer IAO, 2014 Folie 4

5 Einleitung Innovationen durch Informations- und Kommunikationstechnik Persönliche Mobilkommunikation Breitbandig vernetzte Smartphones Viele mobile Dienste Moderne vernetzte Fahrzeuge Massiver Ausbau in der Software Viele hilfreiche Funktionen: Assistenzsysteme, Infotainment, Sicherheit Internet der Energie Ausbau von Smart Grids Erreichen von Klimazielen Folie 5

6 Analyse Nächster Schritt: Innovationen in der Produktion von Gütern Informations- und Kommunikationstechnik Produktionstechnik Welche Nutzeffekte können erreicht werden? Folie 6

7 Analyse Deutschland: Industrie 4.0 Folie 7

8 Analyse Erhoffte Nutzeffekte der Industrie 4.0 Quelle (2): S. Russwurm: Industrie 4.0 die Zukunft der Produktion, Vortrag auf dem Wirtschaftstag der Botschafterkonferenz, Berlin, August 2014 Folie 8

9 Analyse Erhoffte Nutzeffekte der Industrie 4.0 Wertschöpfungspotentiale Quelle (1) Folie 9

10 Analyse Was macht Industrie 4.0 aus? Horizontale und vertikale Integration Verstärkte Vernetzung und Virtualisierung Informationen stehen nahtlos in Echtzeit zur Verfügung Durchgängiges Engineering Mensch soll weiterhin im Mittelpunkt stehen Folie 10

11 Methodik Methodische Annäherung an die IKT Weiterentwicklung 1. Was sind innovative Szenarien und Anwendungen und welche Anforderungen stellen diese an die Technik? 2. Was sind bestimmende IKT-Technologietrends? 3. Welche Roadmaps ergeben sich aus Szenarien und Technologien? 4. Welcher Forschungsbedarf ist daraus abzuleiten? Neue Industrie 4.0 Szenarien durch geeignete Technologiebausteine ermöglichen und optimieren. Folie 11

12 Methodik Szenarien und Anforderungen: Beispiel Flexibilisierung Mehrwerte Effiziente Beherrschung einer hohen Anzahl von Produktvarianten Verbesserte Reaktion auf spezifische Kundenwünsche Flexible situative Reaktionen (z.b. Logistikengpässe) Technologische Anforderungen Komponentenorientierung Ad-hoc Vernetzbarkeit Autonome Entscheidungen Quelle (3): H. Kagermann, W. Wahlster, J. Helbig: Umsetzungsempfehlungen für das Zukunftsprojekt Industrie 4.0, Abschlussbereit des Arbeitskreises Industrie 4.0, acatech, 2013 Folie 12

13 Methodik Szenarien und Anforderungen: Beispiel Service 4.0 Mehrwerte Einheitliche IKT-Plattform für den Service Telepräsenz in der Cloud Unterstützung von Collaboration (Anbieter Anbieter Kunde) Technologische Anforderungen Sichere Cloud-Plattformen Breitbandige Vernetzung der Standorte Lokale Vernetzung und Navigation Quelle (3) Folie 13

14 Methodik Technologietrends, Beispiel Cyber Physical Systems Quelle (4): H. Gill: From Vision to Reality: Cyber-Physical Systems, HCSS National Workshop on New Research Directions for High Confidence Transportation CPS, 2008 Es entstehen offene, vernetzte Systeme, die mithilfe von Sensoren Daten zu Situationen der physikalischen Welt erfassen, sie interpretieren und für netzbasierte Dienste verfügbar machen sowie mittels Aktoren direkt auf Prozesse in der physikalischen Welt einwirken und damit das Verhalten von Geräten, Dingen und Diensten steuern können. Bei solchen Systemen sprechen wir von Cyber-Physical Systems (CPS) Fraunhofer ESK: Plethora Plattform Quelle (5): E. Geisberger, M. Broy: agendacps Integrierte Forschungsaganda Cyber-Physical Systems, acatech Studie, 2012 Folie 14

15 Methodik Technologietrends, Beispiel Cyber Physical Systems Quelle (6): VDI/VDE GMA: Cyber-Physical Systems Chancen und Nutzen aus Sicht der Automation, Thesen und Handlungsfelder, 2013 Folie 15

16 Methodik Technologie- und Anwendungsroadmaps Quelle (7): ROI Management Consulting, München, 2014 Folie 16

17 Methodik Forschungsbedarf für das ESK Industrielle Funkkommunikation Umsetzung des Szenarios Flexibilisierung in der Vernetzung Ad-hoc Fähigkeit für situative Vernetzung Zusatzfunktionen Lokalisierung und Navigation Hohe technologische Herausforderungen für Zuverlässigkeit und Sicherheit Offene verteilte Softwarearchitekturen Sichere, leistungsfähige und zuverlässige Integration in Cloud-Plattformen Einbindung offener Webtechnologien mit lokalen CPS Technologische Herausforderungen in der Durchgängigkeit und im Engineering Bereitstellung von Technologiebausteinen für die Industrie 4.0 Folie 17

18 Zusammenfassung Informations- und Kommunikationstechnik als Innovationstreiber in vielen Anwendungen Industrie 4.0 als verstärkte Integration von IKT und Produktionstechnik Integration neuer Produktionsszenarien mit Technologieinnovationen Folie 18

19 Literatur (1) W. Bauer, S. Schlund, D. Marrenbach, O. Ganschar: Industrie 4.0 Volkswirtschaftliches Potential für Deutschland, Studie von BITKOM und Fraunhofer IAO, 2014 (2) S. Russwurm: Industrie 4.0 die Zukunft der Produktion, Vortrag auf dem Wirtschaftstag der Botschafterkonferenz, Berlin, August 2014 (3) H. Kagermann, W. Wahlster, J. Helbig: Umsetzungsempfehlungen für das Zukunftsprojekt Industrie 4.0, Abschlussbereit des Arbeitskreises Industrie 4.0, acatech, 2013 (4) H. Gill: From Vision to Reality: Cyber-Physical Systems, HCSS National Workshop on New Research Directions for High Confidence Transportation CPS, 2008 (5) E. Geisberger, M. Broy: agendacps Integrierte Forschungsaganda Cyber-Physical Systems, acatech Studie, 2012 (6) VDI/VDE GMA: Cyber-Physical Systems Chancen und Nutzen aus Sicht der Automation, Thesen und Handlungsfelder, 2013 (7) ROI Management Consulting, 2014 Folie 19

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