Industrie 4.0 in Produktion, Automatisierung und Logistik

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2 Industrie 4.0 in Produktion, Automatisierung und Logistik

3 Thomas Bauernhansl Michael ten Hompel Birgit Vogel-Heuser (Hrsg.) Industrie 4.0 in Produktion, Automatisierung und Logistik Anwendung Technologien Migration

4 Herausgeber Thomas Bauernhansl Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung, Universität Stuttgart, Stuttgart, Deutschland Michael ten Hompel Fraunhofer Institut für Materialfluss und Logistik IML, Universität Dortmund, Dortmund, Deutschland Birgit Vogel-Heuser Technische Universität München, Lehrstuhl für Automatisierung und Informationssysteme, München, Deutschland ISBN DOI / ISBN (ebook) Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen National bibliographie; detaillierte bibliographische Daten sind im Internet über abrufbar. Springer Vieweg Springer Fachmedien Wiesbaden 2014 Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung, die nicht ausdrücklich vom Urheberrechtsgesetz zugelassen ist, bedarf der vorherigen Zustimmung des Verlags. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Bearbeitungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. Quelle Titelfoto: Fraunhofer IPA, Rainer Bez/Heike Quosdorf Gedruckt auf säurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier. Springer Vieweg ist eine Marke von Springer DE. Springer DE ist ein Teil der Fachverlagsgruppe Springer Science+Business Media

5 Vorwort Unmittelbar nachdem im April 2013 auf der Hannover Messe die nationale Plattform Industrie 4.0 gegründet wurde, erlebte der Begriff Industrie 4.0 einen kometenhaften Aufstieg. Ja, er wird mittlerweile geradezu inflationär verwendet. Das heißt aber leider auch, dass der Begriff verwässert. Deshalb ist es notwendig, ein Werk vorzulegen, das die Industrie 4.0-Kernelemente darstellt. Mit diesem Buch wollen wir für Orientierung rund um das Thema Industrie 4.0 sorgen und insbesondere den Nutzen von Industrie 4.0 für die Anwender herausarbeiten. Es ist aus unserer Sicht sinnvoll und wichtig, das Thema nicht nur technologiegetrieben zu betrachten, sondern auch marktgetrieben. Also haben wir uns im Interesse der produzierenden Industrie die Leitfrage gestellt Welchen wirtschaftlichen Nutzen kann Industrie 4.0 für Anwender der entsprechenden Technologien stiften?. Nach der Einführung in das Thema befasst sich der zweite Teil deshalb sehr bewusst mit Anwendungsszenarien, sogenannten Use Cases. Die Use Cases haben wir allem vorangestellt, um exponiert das Potential von Industrie 4.0 im Anwendungszusammenhang zu demonstrieren. Direkt nach einer Einführung, in der die Hauptfragestellungen analysiert und die grundlegenden Begriffe erläutert, sowie die Herausforderungen und Anforderungen an die IT aus Sicht der Automatisierungstechnik beschrieben werden, erfolgt die Darstellung der spezifischen Anwendungen aus Sicht einzelner Branchen. Der dritte Teil widmet sich den Basistechnologien und stellt die Frage: Welche Technologien enabling technologies ermöglichen Industrie 4.0?. Dabei wird der Stand der Technik innerhalb der spezifischen Basistechnologie betrachtet. Es werden die Lücken aufgezeigt im Hinblick auf die Anforderungen (zum Beispiel Sicherheit, Kommunikation, Standards, Kosten), die im Kontext Industrie 4.0 an diese Basistechnologien gestellt werden, sowie aktuelle Forschungsaktivitäten vorgestellt, die diese Lücken schließen sollen. Am Ende der Beiträge werden die Fragen beantwortet, warum die geschilderte Lösung smart ist und welche Möglichkeiten sich daraus ergeben. Migrationsszenarien und -prozesse sind Thema des vierten Teils. Er beschreibt den Veränderungsprozess hin zum Einsatz der Basistechnologien aus dem Industrie 4.0-Kontext. Nach der Beschreibung der Ausgangssituation gehen wir auf die Herausforderungen mit Blick auf Anwendungsszenarien und den Einsatz von Basistechnologien im Rahmen der Migration ein. Hier spielen der Umgang mit Geschäftsmodellen und Altsystemen eine wichtige Rolle sowie die Kompatibilität und der Umgang mit den Paradigmen der vierten industriellen Revolution also Offenheit, Echtzeitfähigkeit und Sicherheit.

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