OPC UA für eine datengetriebene Produktion bei AUDI. Mathias Mayer AUDI Fertigungsplanung Automatisierungstechnik

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1 OPC UA für eine datengetriebene Produktion bei AUDI Mathias Mayer AUDI Fertigungsplanung Automatisierungstechnik

2 2 Agenda Aktuelles zu OPC UA bei AUDI OPC UA als Enabler für die Smart Factory Beispiele für OPC UA Anwendungen bei AUDI Neckarsulm Ingolstadt Györ Blick in die Zukunft

3 Komplexität im Karosseriebau am Beispiel Verbindungstechnologien

4 4 Komplexität im Karosseriebau am Beispiel Verbindungstechnologien Karosserie A8 Halbhohlstanznieten Laserstrahlschweißen Dachnullfuge Al Reibelementschweißen Widerstands- Punktschweißen Aluminium MAG Schweißen Stahl Fließformschrauben Strukturkleben Rollfalzen Laserstrahl- Remoteschweißen Clinchen MIG Schweißen Alu Gripstanznieten Widerstandspunktschweißen Stahl Laserstrahlschweißen Stahl

5 5 Komplexität im Karosseriebau am Beispiel Verbindungstechnologien Beherrschung der Komplexität durch Standardisierung

6 6 Komplexität im Karosseriebau am Beispiel Verbindungstechnologien Beherrschung der Komplexität durch Standardisierung

7 7 OPC UA Lastenheft Anforderungen an OPC UA bei AUDI Anforderungen an die Umsetzung eines OPC UA Informationsmodells: Siehe OPC UA Lastenheft (V0.4) Zusammenarbeit mit der Technische Hochschule Ingolstadt Prof. Dr.-Ing. Daniel Großmann Inhalte: 1. Umsetzung von Security, Performance, Handshake, Zeitstempel usw. 2. Konventionen zur Informationsmodellierung AUDI spezifischer Teil Hersteller spezifischer Teil Technologie spezifischer Teil

8 8 Agenda Aktuelles zu OPC UA bei AUDI OPC UA als Enabler für die Smart Factory Beispiele für OPC UA Anwendungen bei AUDI Neckarsulm Ingolstadt Györ Blick in die Zukunft

9 9 OPC UA als Enabler für die Smart Factory Kommunikationsstruktur AudiAnalyticPlatform Produktions-Netzwerk Data lake DESCRIPTIVE DIAGNOSTIC PREDICTIVE PRESCRIPTIVE EtherCAT Data Lake Prozessgerät 1-n Prozessgerät Controller PROFINET TCP/IP Bereichszentrale PROFINET PROFINET SCADA PLC Robot Tool Roboter Controller 1 SPS

10 10 OPC UA als Enabler für die Smart Factory Vorgehensweise CM/PM-System in der Produktion Daten-Generieren Protokoll OPC UA Daten können direkt an übergeordnete Systeme gesendet werden Daten-Analysen Identifikation von entscheidenden Einflussfaktoren Komplexitätsreduktion Zusammenhänge in Daten Komplexitäts- Reduzierung und Algorithmen Daten-Visualisierung Auswertung werden dem User direkt zur Verfügung gestellt Abhängigkeiten in Daten Erkenntnisse Aufdecken unbekannter Einflüsse von Variablen auf den Ertrag

11 11 OPC UA als Enabler für die Smart Factory Vorgehensweise CM/PM-System in der Produktion Mechanical / system health Condition Monitoring Advanced Analytics Process health Maintenance health Condition-based Maintenance Predictive Maintenance

12 12 OPC UA als Enabler für die Smart Factory Die Datenökonomie der Smart Factory Deep Learning Digital Twin Smart Analytics Data Lake Entwicklung Planung / VSC Fertigung Internet of Things

13 13 OPC UA als Enabler für die Smart Factory Grobkonzept der Vernetzung Virtuelles Produkt und digitale Fabrik Reales Produkt und Reale Fabrik Entwicklung Steuerungslogik Produktmodell Planung (Virtuelle) Inbetriebnahme Anlagenmodell Betrieb Produkt z.b. JT Prozess und Ressourcen z.b. AML Steuerung z.b. PLCopen Fertigung Standard Produkteigenschaften 1 Standard Standard Standard Informationsaustausch Anlagenstruktur Steuerungslogik Betriebsdaten Standards als ein Schlüssel für den Datenfluss zwischen Gewerken, Softwarevendoren und Lieferanten Standard Schnittstellen

14 14 Disruption der Automatisierungspyramide durch IoT Sicherer Betrieb von IoT Komponenten Technologie-Initiative SmartFactory KL e.v. Herausforderungen Technologische Konvergenz und offene Standards => Maximale Angriffsfläche! Geringer Aufwand, unreife Rechtslage, unterentwickeltes Problembewusstsein Wer prüft? Wer zertifiziert? Wer haftet?

15 15 Agenda Aktuelles zu OPC UA bei AUDI OPC UA als Enabler für die Smart Factory Beispiele für OPC UA Anwendungen bei AUDI Neckarsulm Ingolstadt Györ Blick in die Zukunft

16 16 Beispiele für OPC UA Anwendungen bei AUDI Neckarsulm 1. Inline-Messsystem zur Bestimmung der Nietgeschwindigkeit 2. Zeitreihenanalyse zur Detektion des Verschleißes in Nietzuführschlauch 4. Visualisierung der Ergebnisse sowie Zugriff auf detaillierte Maschinendaten

17 17 Beispiele für OPC UA Anwendungen bei AUDI Ingolstadt Eingangsdaten Intelligentes Werkzeug Automatische Prozessregelung beim Ziehprozess Prozessdaten Produktdaten Regelkreis Lasersensor im intelligenten Werkzeug

18 18 Beispiele für OPC UA Anwendungen bei AUDI Györ

19 19 Agenda Aktuelles zu OPC UA bei AUDI OPC UA als Enabler für die Smart Factory Beispiele für OPC UA Anwendungen bei AUDI Neckarsulm Ingolstadt Györ Blick in die Zukunft

20 20 Blick in die Zukunft Fazit OPC UA ist ein Schlüsselelement für Industrie 4.0 und das Industrial Internet of Things (IIoT) Platzierung der OPC UA Anforderungen in der AIDA sowie im Konzernarbeitskreis Automatisierungstechnik OPC UA muss die Standardisierung in Branchengruppen noch weiter vorangetrieben werden Von 45 Lieferanten sind 10 Brownfieldfähig OPC UA nur embedded realistisch A. Kreis

21 21 Danke.