Der Weg ist das Ziel oder wie plane ich die Zukunft, ohne sie zu kennen

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1 Der Weg ist das Ziel oder wie plane ich die Zukunft, ohne sie zu kennen 2. Markt&Technik Summit Industrie 4.0 Bamberg, Bremen, Düsseldorf, Gießen, Koblenz, München, Nürnberg, Stuttgart Oktober 2014, München Dr. Klaus Hesselmann Seite 1 - Vortrag 2. M&T Summit I4.0 Der Weg ist das Ziel

2 YEC GmbH - Büro Düsseldorf Dr. Klaus Hesselmann Maschinenbau-Ingenieur (TU) Forschungsaufenthalt USA 25 Jahre im Bayer Konzern Seit 2013 Geschäftsführer YEC GmbH Leiter Betriebstechnik Filmbegießerei (AGFA) Leiter Normung / technische Dokumentation (Bayer) Leiter Procurement Services (Bayer BTS) Leiter Struktur & Technik im ecl@ss e.v Mitglied NAM Klassifizierungssysteme & Datenqualität Mitglied VDI / VDE GMA Industrie 4.0 Seite 2 - Vortrag 2. M&T Summit I4.0 Der Weg ist das Ziel

3 Zielsetzung des Vortrages Darstellung unserer Sicht für KMUs (Industriegüterindustrie) Aufzeigen von Handlungsfeldern im Spiegel von Industrie 4.0 Seite 3 - Vortrag 2. M&T Summit I4.0 Der Weg ist das Ziel

4 Agenda Industrie 4.0 Kurze Einführung Fallbeispiele rund um Industrie 4.0 Fallbeispiel 1: Die Vorbereitung auf I4.0 Fallbeispiel 2: Die I4.0 Komponente Fallbeispiel 3: Die Nutzung I4.0 Big Data Zusammenfassung Wir über uns Seite 4 - Vortrag 2. M&T Summit I4.0 Der Weg ist das Ziel

5 Der Weg ist das Ziel oder wie plane ich die Zukunft, ohne sie zu kennen

6 Industrie 4.0 Kurze Einführung Fallbeispiele rund um Industrie 4.0 Fallbeispiel 1: Die Vorbereitung auf I4.0 Fallbeispiel 2: Die I4.0 Komponente Fallbeispiel 3: Die Nutzung I4.0 Big Data Zusammenfassung Wir über uns Seite 5 - Vortrag 2. M&T Summit I4.0 Der Weg ist das Ziel

7 Die 4. Industrielle Revolution (I4.0) Single Source of Truth IT-Globalisierung Cooperation Kollaborationsproduktivität Mensch / Mensch Mensch / Maschine Maschine / Maschine Automation???? Quelle: Prof. Dr. Schuh, Keynote-Vortrag, DINstag, HMI 2014 Seite 6 - Vortrag 2. M&T Summit I4.0 Der Weg ist das Ziel

8 Die I4.0 Treiber Informatik Informations- und Kommunikationstechnik I4.0 E-Technik Automatisierungstechnik I3.0 Planung Maschinenbau Inbetriebnahme Betrieb Instandhaltung I2.0 I1.0 Seite 7 - Vortrag 2. M&T Summit I4.0 Der Weg ist das Ziel Quelle: VDI Wissensforum 2103

9 Der I4.0 Paradigmenwechsel Aufgezeigt am Beispiel Automatisierungstechnik Auflösung der Automatisierungspyramide durch CPS mit verteilten Diensten Quelle: VDI Wissensforum 2103 Seite 8 - Vortrag 2. M&T Summit I4.0 Der Weg ist das Ziel

10 Der I4.0 Nutzen Industrie 4.0 Return on Production Kosten Industrie 4.0 heute Anzahl der Produkt Quelle: Prof. Dr. Schuh, Keynote-Vortrag, DINstag, HMI 2014 Seite 9 - Vortrag 2. M&T Summit I4.0 Der Weg ist das Ziel

11 Der I4.0 Nutzen Industrie 4.0 Return on Engineering Kosten Return on Production Kosten Industrie 4.0 Industrie 4.0 heute heute Anzahl der Produkt Anzahl der Produkt Quelle: Prof. Dr. Schuh, Keynote-Vortrag, DINstag, HMI 2014 Seite 10 - Vortrag 2. M&T Summit I4.0 Der Weg ist das Ziel

12 Zusammenfassung Verschiebung der Technologieentwicklung von der Mechanik / Elektrotechnik hin zur Informatik / Kommunikationstechnik Damit einhergehend Verschiebung von einem stark normativen Bereich zu einem (zur Zeit) weniger normativ festgelegten Bereich Verschiebung von festen hierarchischen Strukturen hin zu offenen Strukturen, die über Rahmenfestlegungen beschrieben werden müssen Damit einhergehend dezentrale Intelligenz (CPS, Schwarmintelligenz) und große Datenmengen, auf die die Systeme mit unterschiedlichen Sichten zugreifen (Big Data) Seite 11 - Vortrag 2. M&T Summit I4.0 Der Weg ist das Ziel

13 Industrie 4.0 Kurze Einführung Fallbeispiele rund um Industrie 4.0 Fallbeispiel 1: Die Vorbereitung auf I4.0 Fallbeispiel 2: Die I4.0 Komponente Fallbeispiel 3: Die Nutzung I4.0 Big Data Zusammenfassung Wir über uns Seite 12 - Vortrag 2. M&T Summit I4.0 Der Weg ist das Ziel

14 Fallstudien Auf dem Weg zu I4.0 (1) Produktion Konventionell Übergang in die I4.0 Zukunft Produktion Industrie 4.0 Produkt Quelle: YEC GmbH Seite 13 - Vortrag 2. M&T Summit I4.0 Der Weg ist das Ziel

15 Fallstudien Auf dem Weg zu I4.0 (2) Supply Chain Konventionell Produktion Konventionell Übergang in die I4.0 Zukunft Übergang in die I4.0 Zukunft Produktion Industrie 4.0 Produkt I4.0 Komponenten Lieferant von I4.0 Komponenten Zulieferer Equipment 4.0 Quelle: YEC GmbH Seite 14 - Vortrag 2. M&T Summit I4.0 Der Weg ist das Ziel

16 Fallstudien Auf dem Weg zu I4.0 (3) Supply Chain Konventionell Produktion Konventionell Übergang in die I4.0 Zukunft Übergang in die I4.0 Zukunft Produktion Industrie 4.0 Produkt I4.0 Komponenten Lieferant von I4.0 Komponenten Zusammenarbeit mit I4.0 Unternehmen Information Fertigungsteil Zulieferer Equipment 4.0 Zulieferer Teilprodukt 4.0 Quelle: YEC GmbH Seite 15 - Vortrag 2. M&T Summit I4.0 Der Weg ist das Ziel

17 Fallstudien Auf dem Weg zu I4.0 (4) Supply Chain Konventionell Produktion Konventionell Dienstleistung 4.0 Produkt Übergang in die I4.0 Zukunft Übergang in die I4.0 Zukunft Information Neue Geschäftsmodelle Produktion Industrie 4.0 Produkt I4.0 Komponenten Lieferant von I4.0 Komponenten Zusammenarbeit mit I4.0 Unternehmen Information Individuelle Produkte Information Fertigungsteil Zulieferer Equipment 4.0 Zulieferer Teilprodukt 4.0 Anforderungen 4.0 Produkt Quelle: YEC GmbH Seite 16 - Vortrag 2. M&T Summit I4.0 Der Weg ist das Ziel

18 Industrie 4.0: Unternehmen überfordert eco : Verband der deutschen Internetwirtschaft Quelle: (10/14) Seite 17 - Vortrag 2. M&T Summit I4.0 Der Weg ist das Ziel

19 Fallstudien Auf dem Weg zu I4.0 (5) Supply Chain Konventionell Produktion Konventionell Dienstleistung 4.0 Produkt Übergang in die I4.0 Zukunft Übergang in die I4.0 Zukunft Information Neue Geschäftsmodelle? Produktion Industrie 4.0 Produkt I4.0 Komponenten Lieferant von I4.0 Komponenten Zulieferer Equipment 4.0 Information Zusammenarbeit mit I4.0 Unternehmen Zulieferer Teilprodukt 4.0 Fertigungsteil Information Flexiblere Produktion Anforderungen 4.0 Produkt Quelle: YEC GmbH Seite 18 - Vortrag 2. M&T Summit I4.0 Der Weg ist das Ziel

20 Fallstudien Auf dem Weg zu I4.0 Beispiele Supply Chain Konventionell Produktion Konventionell Dienstleistung 4.0 Produkt Übergang in die I4.0 Zukunft Übergang in die I4.0 Zukunft Information Neue Geschäftsmodelle? Produktion Industrie 4.0 Produkt I4.0 Komponenten Lieferant von I4.0 Komponenten Zulieferer Equipment 4.0 Information Zusammenarbeit mit I4.0 Unternehmen Zulieferer Teilprodukt 4.0 Fertigungsteil Information Flexiblere Produktion Anforderungen 4.0 Produkt Quelle: YEC GmbH Seite 19 - Vortrag 2. M&T Summit I4.0 Der Weg ist das Ziel

21 Industrie 4.0 Kurze Einführung Fallbeispiele rund um Industrie 4.0 Fallbeispiel 1: Die Vorbereitung auf I4.0 Fallbeispiel 2: Die I4.0 Komponente Fallbeispiel 3: Die Nutzung I4.0 Big Data Zusammenfassung Wir über uns Seite 20 - Vortrag 2. M&T Summit I4.0 Der Weg ist das Ziel

22 Fallstudie 1: Paxisbeispiel Stammdaten Material Materialkurztext FLACHRUNDSCHRAUBE FLM10* Gewindestift M10x1x8 A2 Niro DIN SPINDEL-GEWINDE L= Senkschraube M 5 x AUGENSCHRAUBE LB 4.6 M12X90 ST:ZN DIN AUGENSCHRAUBE LB 4.6 M12X90 STZN DIN Bohrschraube mit Linsenkopf Bohrschraube 4,2x13 mm DIN7504K A Selbstbohrschraube S-MD51S 5,5x Bohrschraube mit Senkkopf Zapfen zentrisch Zapfen exzentrisch Flachrundschraube M12x40 A2-70 DIN Gewindebolzen M12x1000 Niro-A2 DIN Gewindestift M12x1mm mit Innensechskant Halfenschraube mit Mutter HS28/15 M AMTEC-SCHRAUBE 6X VS ST:ZN Gewindestift M16x45mm A2 EN ISO Verschlussschraube GEWINDESCHNEID-SCHRAUBE 92525A Sechskantschraube M16x40 mm 12.9 StZn SECHSKANTSCHRAUBE GEWINDESTIFT 1/4-20UNC L=12,7 MM SECHSKANTSCHRAUBE B A2 Seite 21 - Vortrag 2. M&T Summit I4.0 Der Weg ist das Ziel Charakteristika: Keine harmonisierten Materialtexte Ungenügender Füllgrad der Merkmale Keine einheitliche Terminologie Keine Berücksichtigung von Standards Fehlende Vollständigkeit der Beschreibung Quelle: YEC GmbH

23 Fallstudie 1: Praxisbeispiel Nummernsystem Charakteristika: Keine durchgängige Benummerungssystematik Vermischung von Identifizierung und Klassifizierung Keine Berücksichtigung von Standards für (funktionale) Anlagenkennzeichnung Stark historisch geprägt (Industrie 2.0 /3.0) Quelle: YEC GmbH Seite 22 - Vortrag 2. M&T Summit I4.0 Der Weg ist das Ziel

24 Fallstudie 1: Praxisbeispiel IT-Struktur Standort ERP 4A Standort 4B 3D-PF Standort 3 3D-CAD PDM 3D-CAD PDM Standort 1 ERP Standort 2 Standort B 3D-CAD ERP ERP 3D-CAD PDM PDM Charakteristika: Dezentrale Struktur Vielzahl von Systemen für spezielle Anwendungen Komplexe Daten- Kopplung zwischen den Systemen Keine redundanzfreie Datenhaltung Kein eindeutig führendes System Quelle: YEC GmbH Seite 23 - Vortrag 2. M&T Summit I4.0 Der Weg ist das Ziel

25 Fallstudie 1: Zusammenfassung Eine wesentliche Voraussetzung für Industrie 4.0 ist die vertikale und horizontale Datenintegrität Hier besteht großer Handlungsbedarf bezüglich: Konsolidierung der Stammdaten Konsolidierung der Nummerungssysteme Konsolidierung der IT-Systeme (Harmonisierung Insellösungen) Konsolidierung der Prozesse Vorantreiben der (industriellen) Standardisierung Konzeptstandards versus Anwendungsstandards NAM Klassifikationssysteme, Produktmerkmale und Bibliotheken Seite 24 - Vortrag 2. M&T Summit I4.0 Der Weg ist das Ziel

26 Industrie 4.0 Kurze Einführung Fallbeispiele rund um Industrie 4.0 Fallbeispiel 1: Die Vorbereitung auf I4.0 Fallbeispiel 2: Die I4.0 Komponente Fallbeispiel 3: Die Nutzung I4.0 Big Data Zusammenfassung Wir über uns Seite 25 - Vortrag 2. M&T Summit I4.0 Der Weg ist das Ziel

27 Fallstudie 2: Informationsmodell (1) Arbeitsergebnis VDI/VDE GMA-Fachausschuss Industrie 4.0 Physische Welt - Produkte - Anlage - Datenträger Informationsträger Informationswelt - Zustände - Modell / tech. Daten - Archiv Daten Quelle: VDI/VDA GMA I40 Seite 26 - Vortrag 2. M&T Summit I4.0 Der Weg ist das Ziel

28 Fallstudie 2: Informationsmodell (2) Arbeitsergebnis VDI/VDE GMA-Fachausschuss Industrie 4.0 Physische Welt - Produkte - Anlage - Datenträger Informationswelt - Zustände - Modell / tech. Daten - Archiv Informationsträger Daten wird verwaltet durch Resource Manager Seite 27 - Vortrag 2. M&T Summit I4.0 Der Weg ist das Ziel Quelle: VDI/VDA GMA I40

29 Fallstudie 2: Informationsmodell (3) Arbeitsergebnis VDI/VDE GMA-Fachausschuss Industrie 4.0 Bekanntheitsgrad Physische Welt - Produkte - Anlage - Datenträger Informationswelt - Zustände - Modell / tech. Daten - Archiv Informationsträger Daten wird verwaltet durch Resource Manager Kommunikationsfähig Quelle: VDI/VDA GMA I40 Seite 28 - Vortrag 2. M&T Summit I4.0 Der Weg ist das Ziel

30 Fallstudie 2: I4.0 Komponente Arbeitsergebnis VDI/VDE GMA-Fachausschuss Industrie 4.0 Kommunikationsfähig serviceorientiert aktiv passiv keine Eigenschaften einer Industrie 4.0 Komponente. Eindeutige Identifizierbarkeit aller Informationen des Produktlebenszyklus in Raum und Zeit Identifizierende Eigenschaften (Auszug) Bekanntheitsgrad Quelle: VDI/VDA GMA I40 Seite 29 - Vortrag 2. M&T Summit I4.0 Der Weg ist das Ziel

31 VDI Thesen und Handlungsfelder Arbeitsergebnis VDI/VDE GMA-Fachausschuss Industrie 4.0 Industrie 4.0 Wertschöpfungsketten Industrie 4.0 Gegenstände, Entitäten, Komponente Industrie 4.0 Auf dem Weg zu einem Referenzmodell Seite 30 - Vortrag 2. M&T Summit I4.0 Der Weg ist das Ziel

32 Fallstudie 2: Zusammenfassung Eine wesentliche Eigenschaft von Industrie 4.0 ist Jedes Ding trägt seine Informationen in sich Daraus ergeben sich folgende Handlungszwänge: Strukturierte Beschreibung von Sachverhalten (Content) Strukturierte Beschreibung der Zusammenhänge (Domain- Modell) Übergreifende Festlegung einer Service-Architektur Einheitliches Referenzmodell als Basis für alle Betrachtungen Einheitliche Terminologie als Basis für eine Verständigung VDI / VDE GMA FA 7.21 Industrie 4.0 Begriffe, Referenzmodell Seite 31 - Vortrag 2. M&T Summit I4.0 Der Weg ist das Ziel

33 Industrie 4.0 Kurze Einführung Fallbeispiele rund um Industrie 4.0 Fallbeispiel 1: Die Vorbereitung auf I4.0 Fallbeispiel 2: Die I4.0 Komponente Fallbeispiel 3: Die Nutzung I4.0 Big Data Zusammenfassung Wir über uns Seite 32 - Vortrag 2. M&T Summit I4.0 Der Weg ist das Ziel

34 Fallstudie 3: Beispiel Landmaschinen Präventive Fehlervermeidung Kein Stillstand in Erntezeiten Optimierung Erntelogistik Ernteertrag vs. Dünger Schonung des Feldbodens Koordinierung der Landmaschinen Vorausschauende Planung Verwendung von Echtzeitdaten Minimierung Kraftstoff Rendezvous der Landmaschinen Optimierung Erntegeschwindigkeit Überladung Erntegut Quelle: Studie Industrie 4.0 Volkswirtschaftliches Potenzial für Deutschland Seite 33 - Vortrag 2. M&T Summit I4.0 Der Weg ist das Ziel

35 Fallstudie 3: Geschäftsmodell In Zukunft geht es nicht mehr um die einzelne Maschine oder nur um die Fertigung. Unternehmen müssen lernen, Gesamtlösungen und Services für ihre Kunden zu entwickeln, die weit über die bislang vertriebenen Produkte hinausgehen. Industrie 4.0 ermöglicht Wertschöpfung auf Basis von Individualisierung, Interaktion und Hybridität. Industrie 4.0 bietet Zugang zu reichhaltigen Datenmengen (Big Data). Datenqualität Anmerkung: Hybride Wertschöpfung ist definiert als Prozess der Generierung von Mehrwert mittels innovativer Kombinationen von Dingen, Daten und Dienstleistungen (Velamuri 2011). Quelle: S. J. Oks Geschäftsmodelle im Kontext Industrie 4.0, Nürnberg 2014 Seite 34 - Vortrag 2. M&T Summit I4.0 Der Weg ist das Ziel

36 Fallstudie 3: Qualität der Daten Prüfung Prüfung Daten-Qualität Prozess-Qualität Vorschriften-QM-Prüf-Prozess ISO 8000 nutzt Operativer-QM-Prüf-Prozess (Prozess-Qualität) Prüfplan Daten Fragen Antworten Vorschriften-QM-Daten-Prozess nutzt Operativer QM-Daten-Prozess (Daten-Qualität) Hierarchiekonzept der Qualitätsprüfung von Daten nach ISO 8000 Struktur Realer QM Prozess 5 Prüfplan Daten Messpunkt Wert Informationen & Daten Produktion Struktur Realer Prozess Quelle: YEC GmbH Seite 35 - Vortrag 2. M&T Summit I4.0 Der Weg ist das Ziel

37 Fallstudie 3: Zusammenfassung Eine herausfordernde Eigenschaft von Industrie 4.0 ist Daten, Daten, Daten (Big Data) Daraus ergeben sich folgende Notwendigkeiten: Schutz der Daten und deren rechtliche Basis Strukturierung / Ordnung der Daten Sicherstellung der Datenqualität Festlegung von Prozessen / Regeln für die Datenqualität Einfordern der Realdaten aus dem Feld über Verträge NAM Qualität industrieller Daten (ISO 8000) Seite 36 - Vortrag 2. M&T Summit I4.0 Der Weg ist das Ziel

38 Industrie 4.0 Kurze Einführung Fallbeispiele rund um Industrie 4.0 Fallbeispiel 1: Die Vorbereitung auf I4.0 Fallbeispiel 2: Die I4.0 Komponente Fallbeispiel 3: Die Nutzung I4.0 Big Data Zusammenfassung Wir über uns Seite 37 - Vortrag 2. M&T Summit I4.0 Der Weg ist das Ziel

39 Zusammenfassung Wesentliche Voraussetzung für den Weg in eine Industrie 4.0 Zukunft sind Maschinenverwertbare Daten (Struktur, Sicherheit, QM) Standardisierte Konzepte (Rahmenbedingungen) Harmonisierte und definierte Prozesse Im Rahmen dieser drei Grundlagen können dann individuelle Lösungen realisiert werden. Diese sind im Prinzip chirurgisch austauschbar, ohne das Gesamtgefüge zu beeinflussen Auch wenn das Ziel noch in weiter Ferne liegt (Zeithorizont 5 bis 15 Jahre), können schon heute in den KMUs Strategien entwickelt und vorbereitende Arbeiten getätigt werden bzw. werden schon getätigt (mittelfristig Marktvorteile) Seite 38 - Vortrag 2. M&T Summit I4.0 Der Weg ist das Ziel

40 Industrie 4.0 Kurze Einführung Fallbeispiele rund um Industrie 4.0 Fallbeispiel 1: Die Vorbereitung auf I4.0 Fallbeispiel 2: Die I4.0 Komponente Fallbeispiel 3: Die Nutzung I4.0 Big Data Zusammenfassung Wir über uns Seite 39 - Vortrag 2. M&T Summit I4.0 Der Weg ist das Ziel

41 Your Expert Cluster GmbH Das Unternehmen versteht sich als Technische Unternehmensberatung Partner mit langjähriger Industrie- & Beratungserfahrung weites Netzwerk an Experten und Fachfirmen bundesweite Niederlassungen Seite 40 - Vortrag 2. M&T Summit I4.0 Der Weg ist das Ziel

42 Your Expert Cluster GmbH Zusammenarbeit mit DIN, DIN-ANP, Beuth, VDI, VDE, VDMA, IHK - Automation Valley, ecl@ss, Plattform Industrie 4.0, Green Economy Nürnberg, Mitarbeit u.a. in NAM AK Qualität industrieller Daten NAM AK Klassifikationssysteme, Produktmerkmale VDI/VDE GMA-Fachausschuss Cyber-Physical Systems VDI/VDE GMA-Fachausschuss Industrie 4.0 Seite 41 - Vortrag 2. M&T Summit I4.0 Der Weg ist das Ziel

43 Tätigkeitsfelder Quelle: YEC GmbH Seite 42 - Vortrag 2. M&T Summit I4.0 Der Weg ist das Ziel

44 Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Bei Fragen: rufen Sie mich an oder schreiben Sie Seite 43 - Vortrag 2. M&T Summit I4.0 Der Weg ist das Ziel