ROBOTICS. Hallo Industrie 4.0. Senior System Engineer. Hallo Industrie 4.0.

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2 ROBOTICS Senior System Engineer KUKA Roboter GmbH R-R&D Munz Seite 2

3 KUKA AG - Strategie KUKA Robotics KUKA Systems Industries KUKA AG Systems Swisslog Komponente Zelle Lösung Industrie- Robotik Service-Robotik Medizin-Robotik KUKA ROBOTER Technical Solutions Reis Automotive Aerospace KUKA SYSTEMS Warehouse Logistics Healthcare Integrierte Software-Lösungen und modulare Produkt-Plattform Robotik- Kompetenz Applikations- und Industrie-Kompetenz System- und Prozesskompetenz System- und Prozesskompetenz Globaler Markt-Zugang KUKA Roboter GmbH R-R&D Munz Seite 3

4 KUKA Robotics: Unser Produktportfolio Applikationsmodule Customer Services Software Roboter Steuerungen KUKA Roboter GmbH R-R&D Munz Seite 4

5 Industrie- und MRK Roboter für Traglasten von 5 bis kg Leichtbauroboter Kleinrobotik Niedrige Traglastklasse Mittlere Traglastklasse Hohe Traglastklasse Schwerlastklasse Sonderbauformen KUKA Seite 5 Roboter GmbH R-R&D Munz Seite 5

6 Langfristiger Wachstumstrend in der roboterbasierten Automation Marktwachstum Service- und Medizinrobotik KUKA Seite 6 Roboter GmbH R-R&D Munz Seite 6

7 Megatrends change the world Car, plane production Car production in Silicon Valley Psssst KUKA Roboter GmbH R-R&D Munz Seite 8

8 Wie die Automatisierung davon beeinflusst wird Megatrends Neue Anforderungen (Market Pull) Individualisierte Produkte Mitarbeitergesundheit & -zufriedenheit Flexible Produktion Neue technische Möglichkeiten (Technology Push) Industrie 4.0 Explodierende Rechenleistung, Moore s Law Internet Technologien, Nielsen s Law Low cost IT durch Consumer Produkte Smart Software KUKA Roboter GmbH R-R&D Munz Seite 9

9 Warum Industrie 4.0? Herausforderungen der Zukunft In 2025 sind ~8 Mrd. Menschen auf der Erde; mehr als die Hälfte in der Consumer-Class Die Menschen werden immer älter, in Deutschland werden wir weniger Konsequenzen: Behalten und stärken der Produktion in Deutschland, Produkteexport, aber auch Export von Produktionstechnologien und Know How Verwende Roboter und andere Maschinen als Assistenzsysteme für den Menschen (MRK) Verwende Smart Devices und Computer als Informations- und Entscheidungshilfen KUKA Roboter GmbH R-R&D Munz Seite 10

10 Warum Industrie 4.0? Hochlohnländer müssen die Produktion zurückholen KUKA Roboter GmbH R-R&D Munz Seite 11

11 Was ist Industrie 4.0? Mechatronic Cyber Physical Systems Massenproduktion Dampfkraft KUKA Roboter GmbH R-R&D Munz Seite 12

12 Industrie 4.0 ist die vollständige Digitalisierung der Automation A fundamental new rule for business is that the Internet changes everything. Source: IIC Bill Gates, 1999 aber 1999 war das nur das Internet der Menschen! Das Internet der Dinge (IoT) wird viel mehr verändern! Z.B. die Automation Manufacturing KUKA Roboter GmbH R-R&D Munz Seite 13 Heute Die Zukunft ist Robotik

13 Industrie 4.0 ist eine deutsche Erfindung Industrie 4.0 ist eines von zehn Zukunftsprojekten der deutschen Regierung 1 Mrd. Fördergelder Gesteuert durch die deutsche Regierung Chefsache von Kanzlerin Angela Merkel (besuchte KUKA in 03/15) KUKA Roboter GmbH R-R&D Munz Seite 14

14 Industrie 4.0 ist eine deutsche Erfindung Industrie 4.0 ist eines von zehn Zukunftsprojekten der deutschen Regierung 1 Mrd. Fördergelder Gesteuert durch die deutsche Regierung Chefsache von Kanzlerin Angela Merkel (besuchte KUKA in 03/15) Minister für Wirtschaft und Energie Siegmar Gabriel Ministerin für Bildung & Forschung Johanna Wanka H. Munz ist stellvertretender Vorsitzender der Arbeitsgruppe Referenzarchitektur, Standardisierung und Normung Nach deutschen Autos und deutschem Bier ist Industrie 4.0 bereits ein perfekter Exportartikel KUKA Roboter GmbH R-R&D Munz Seite 15

15 Taiwan / China Terry Gou definiert Industrie 4.0 als: Cloud Computing Big Data Mobile Devices Roboter Mitarbeiterbezogen: Smart Living Smart Work Networks KUKA Roboter GmbH R-R&D Munz Seite 16

16 Taiwan Diese Bild wird von der taiwanesischen Regierung benutzt, um die lokalen Unternehmen so schnall wie möglich in Richtung Industrie 4.0 zu bewegen KUKA Roboter GmbH R-R&D Munz Seite 17

17 China Chinese Manufacturing 2025 Ministerium für Industrie und Informationstechnologie (MIIT) KUKA Roboter GmbH R-R&D Munz Seite 18

18 Japan Robot Revolution Initiative Ministry of Economy, Trade and Industry (METI) Industrial Value Chain Initiative Omron, Toyota, Denso, Fujitsu, Hitachi, Panasonic, Mitsubishi KUKA Roboter GmbH R-R&D Munz Seite 19

19 USA Präsident Obama verabschiedet die Nationwide Network for Manufacturing Innovation (NNMI) Am 16. Dezember 2014 unterzeichnet der Präsident den Revitalize American Manufacturing Act Cincinnati s Bürgermeister, John Carnely, unterzeichnet eine Proklamation, welche "Cincinnati als Industrie 4.0 Demonstrations- Stadt ausruft Es ist eine Zusammenarbeit zwischen dem amerikanischen IIC und der Industrie 4.0 Plattform geplant KUKA wird dem IIC beitreten KUKA Roboter GmbH R-R&D Munz Seite 20

20 Wie KUKA auf Industrie 4.0 antwortet Sensitive und sichere Roboter für Mensch-Roboterkooperation (MRK) Keine Zäune notwendig Smarte (und sicher) Sensoren im Roboter Assistenzsysteme für Menschen Nicht um den Menschen zu ersetzen! Neue, sichere Technologien, um die Annäherung von Menschen an die größeren Industrieroboter zu erkennen Wenn ein Mensch sich dem Roboter nähert, wird er langsamer Wenn der Mensch zu nahe kommt, bleibt der Roboter stehen Alles in sicherer Technik ausgeführt Neuartige Roboterprogrammierungen mit IT- und Cloud-Technologien Der IIWA kann in Java programmiert werden Alle KUKA Roboter können auch von Fremdsteuerungen aus programmiert werden (z.b. von Edge Cloud Steuerungen) KUKA Roboter GmbH R-R&D Munz Seite 21

21 Wie KUKA auf Industrie 4.0 antwortet Mobile Produkte, Maschinen und Werkzeuge sind für Industrie 4.0 sehr wichtig KUKA Roboter GmbH R-R&D Munz Seite 22

22 Wie KUKA auf Industrie 4.0 antwortet Anwendung von Kommunikations- und Rechen-Power Moore s law (Computer-Leistung verdoppelt sich alle 18 Monate) Nielsen s Law (Internet Bandbreite sich alle 24 Monate) Time Sensitive Networks (IEEE TSN) ermöglichen deterministische harte Echtzeit Verteilte Uhren mit Nanosekunden Genauigkeit Kleine, verteilte, Netzwerkknoten Holone Systeme Kaskadiertes Cloud Computing Public Cloud oder nur Cloud Computers (Servers) irgendwo im Internet Private Cloud = Computers im eigenen Rechenzentrum Hybrid Cloud = Kombination von beidem Edge Cloud Computers an der Grenze des Netzwerks, direkt neben den Geräten bringen unzählige neue Anwendungsfälle, Use Cases, Business Cases KUKA Roboter GmbH R-R&D Munz Seite 23

23 Wie KUKA auf Industrie 4.0 antwortet KUKA Roboter GmbH R-R&D Munz Seite 24

24 Wie KUKA auf Industrie 4.0 antwortet Big Data Computing in der Cloud Datensammlung Datenstromanalyse und Machine Learning Vorausschauende Wartung Optimierungen auf allen Ebenen, etc. Verwendung von Smart Devices (Phones, Tablets, Wearables) Bring your own Device (BYOD) or Corporate Owned, Personally Enabled (COPE) Smart Devices sind das Interface zu den Menschen (HMI) Nicht nur Bildschirm und Touch Beschleunigungssensoren und Gyroskope Audio Eingabe (Mikrophone), Ausgabe (Lautsprecher) Globale Position (GPS) Internet Gateway Versenden von s, SMS, Twitter, Facebook, etc. Empfangen von Alarmen und vieles mehr KUKA Roboter GmbH R-R&D Munz Seite 25

25 Wie KUKA auf Industrie 4.0 antwortet Engineering entlang der Wertschöpfungsketten (horizontale Integration) Von der Produktidee bis zum Receycling Simulation in der Cloud Skalierbare Rechenleistung Machine to Business (MES, ERP, Cloud) Kommunikation OPC UA Machine to Machine Kommunikation (Peer to Peer) in deterministischer Echtzeit Keine Feldbuskonfigurationen, sondern Self-Configuration ad hoc Netzwerkbeitritte OPC UA Publisher/Subscribers auf Time Sensitive Networks KUKA Roboter GmbH R-R&D Munz Seite 26

26 Folgende Industrie 4.0 Standards zeichnen sich ab Von KUKA mxautomation zur Roboterprogammierung verwendet Von KUKA mitgegründet Kombination von KUKA initiiert KUKA Roboter GmbH R-R&D Munz Seite 27

27 Technologische Auslöser für das IoT: Gartner s Hype Cycle Modell 2012 KUKA Roboter GmbH R-R&D Munz Seite 28

28 Aber Vorsicht: Gefahr für etablierte Unternehmen! Bill Gates Founder of Microsoft killed (at least) Digital Research (CP/M) Digital Equipment (PDP/VAX/VMS) Steve Jobs Founder of Apple and Pixar killed a lot of companies from four industries 1. User friendly PCs (Apple II) 2. Digital Films (Pixar) 3. Music Player (ipod) 4. Mobile Phones (iphone) 5. Next: Cars?! Sean Parker Founder of Napster nearly killed the whole music industry Free shared MP3 music Read the book: The Innovator's Dilemma von Clayton Christensen KUKA Roboter GmbH R-R&D Munz Seite 29

29 Einige Beispiele für historische Irrtümer und Marktführersterben Thomas J. Watson, IBM 1943 Ich glaube, dass es auf der Welt einen Bedarf von vielleicht fünf Computern geben wird Digital Equipment Corporation, Marktführer bei Mini-Computern Ken Olsen 1977: Es gibt keinen Grund dafür, dass jemand einen Computer zu Hause haben wollte Windows/PC-Trend nicht geschafft; vom PC-Hersteller Compaq übernommen worden Leica, Analog-Kameras Hans-Peter Cohn 2004: Die Digitaltechnik ist nur ein Intermezzo. In spätestens 20 Jahren werden wir sicher mit anderen Technologien als heute fotografieren. Aber den Film wird es dann immer noch geben Kodak, Marktführer der Analog-Fotografie Digitalfotografie Trend nicht geschafft; Fotografie-Geschäft eingestellt Nokia, Marktführer bei Mobiltelefonen Trend zu Smart Devices nicht geschafft KUKA Roboter GmbH R-R&D Munz Seite 30

30 https://youtu.be/64s5i_vpa1q Und in der Logistik? Maru - A Micro Warehouse Seit ca. 6 Wochen life in einer Apotheke in Freiburg Apothekenbestand von Packungen auf 7m 2 Auslagerungszeit 6-11 Sekunden Vollautomatische Einlagerung mit Erkennung des Verfallsdatums Vollintergrierte Kameras zur Produkterkennung Pfiffige Hardware mit Seilkran und Drehscheiben mit Schlitz Simulation vor Hardware-Entwicklung 2 ½ Jahre Entwicklungszeit eines Startups 11 Mitarbeiter Verwendung von Open Source Software für nicht alleinstellendes Know How Linux, ROS (Robot Operating System) KUKA Roboter GmbH R-R&D Munz Seite 31

31 Know How und Open Source Software QM Testing GUI Applications & Libraries Middleware Operating system libraries Alleinstellendes Know-How Nicht alleinstellendes Know-How Drivers & other kernel modules Operating system KUKA Roboter GmbH R-R&D Munz Seite 32

32 ROS Industrial und Amazon Picking Contest 2015 in Seattle The following companies have generously agreed to support contestants by providing the default platforms below: KUKA Roboter GmbH R-R&D Munz Seite 33

33 Think Global, act Local! KUKA Robotics: Think Solutions, act Component! KUKA Robotics KUKA Systems Industries KUKA AG Systems Swisslog Komponente Zelle Lösung Industrie- Robotik Service-Robotik Medizin-Robotik KUKA ROBOTER Technical Solutions Reis Automotive Aerospace KUKA SYSTEMS Warehouse Logistics Healthcare Integrierte Software-Lösungen und modulare Produkt-Plattform Robotik- Kompetenz Applikations- und Industrie-Kompetenz System- und Prozesskompetenz System- und Prozesskompetenz Globaler Markt-Zugang Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit KUKA Roboter GmbH R-R&D Munz Seite 34

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