12. AALE-Konferenz 2015, Jena, 5. März Industrie 4.0. Prof. Dr. Dieter Wegener. Frei verwendbar / Siemens AG Alle Rechte vorbehalten.

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1 12. AALE-Konferenz 2015, Jena, 5. März 2015 Industrie 4.0 Prof. Dr. Dieter Wegener Answers for industry.

2 Übersicht Industrie 4.0 Definition Industrie 4.0 PwC-Studie Industrie 4.0 ZVEI-Ansatz Industrie 4.0 Siemens-Ansatz Seite 2

3 Die Evolution zu Industrie 4.0 in der Produktion Von Industrie 1.0 bis Industrie 4.0 Grad der Komplexität Erste Industrielle Revolution Zweite Industrielle Revolution Dritte Industrielle Revolution Vierte Industrielle Revolution durch Einführung mechanischer Produktionsanlagen mithilfe von Wasser- und Dampfkraft durch Einführung arbeitsteiliger Massenproduktion mithilfe von elektrischer Energie durch den Einsatz von Elektronik und IT zur weiteren Automatisierung der Produktion auf Basis von cyberphysischen Systemen Erster mechanischer Webstuhl, 1784 Erstes Fließband, Schlachthöfe von Cincinnati, 1870 Erste Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) Modicon 084, Zeit Heute Quelle: DFKI (2011) Seite 3

4 Industrie 4.0 ist Teil von IoT und IoS IoS = Internet of Services IoT = Internet of Things Seite 4

5 Verbände-Plattform Industrie 4.0 wurde von den Verbänden ZVEI, VDMA und BITKOM gegründet Seite 5

6 Übersicht Industrie 4.0 Definition Industrie 4.0 PwC-Studie Industrie 4.0 ZVEI-Ansatz Industrie 4.0 Siemens-Ansatz Seite 6

7 In der PwC-Studie vom Okt wird der Nutzen von Industrie 4.0 entlang eines Frameworks aufgezeigt Seite 7

8 PwC-Studie vom Okt zeigt Nutzen von Industrie 4.0 auf Seite 8

9 PwC-Studie vom Okt zeigt Nutzen von Industrie 4.0 auf Seite 9

10 PwC-Studie vom Okt zeigt Nutzen von Industrie 4.0 auf Seite 10

11 PwC-Studie vom Okt zeigt Nutzen von Industrie 4.0 auf Seite 11

12 PwC-Studie vom Okt zeigt Nutzen von Industrie 4.0 auf Seite 12

13 PwC-Studie vom Okt zeigt Nutzen von Industrie 4.0 auf Seite 13

14 Übersicht Industrie 4.0 Definition Industrie 4.0 PwC-Studie Industrie 4.0 ZVEI-Ansatz Industrie 4.0 Siemens-Ansatz Seite 14

15 Industrie 4.0 betrifft alle Industriebranchen von diskreter Industrie bis Prozessindustrie Industrie 4.0 Facility Future Plant 2030 Future Factory 2030 Process Hybrid Discrete Industrie 4.0 Plant Energy Water & wastewater Chemicals Oil & gas Pulp & paper Metals & mining Pharmaceutical Glass Solar & solar Food & beverage Consumer products Marine Automotive Aerospace Machinery Electronics Industrie 4.0 Factory Seite 15

16 Handlungsfeld Team Deutschland aus technischer Sicht Interoperabilität der System-Landschaft entlang der Wertschöpfungskette sicherstellen Produktentwicklung Produktion Interoperabilität Interoperabilität Service Wertschöpfungskette Enterprise Network "Office Floor" (Machine-to- Business) ERP Real time Network "Shop Floor" (Machine-to- Machine) PLM MES Control Logistics Seite 16

17 Herausforderung Team Deutschland: Gemeinsames Verständnis von Shop- u. Office-Floor Produktentwicklung Produktion Interoperabilität Interoperabilität Service "Office Floor" (Machine-to- Business) "Shop Floor" (Machine-to- Machine) PLM Wertschöpfungskette ERP MES Control Auf Shop Floor-Level ist zu beachten: hohe Branchenabhängigkeit, 1 detailliert in Normen/Standards Referenzarchitekturen 2 abhängig vom Use-Case Process Hybrid Discrete Energy Water & wastewater Chemicals Oil & gas Pulp & paper Metals & mining Pharmaceutical Glass Solar & solar Food & beverage Consumer products Marine Automotive Aerospace Machinery Electronics Logistics Seite 17

18 SOA* Implementierung durch semantische Verknüpfung von Office- und Shop Floor Seite 18 Quelle: ZVEI Führungskreis Industrie 4.0; * SOA: Service - Oriented - Architecture

19 Der ZVEI-Führungskreis Industrie 4.0 definiert gerade I4.0-Komponenten für 3 Usecases X X Seite 19

20 Der ZVEI-Führungskreis Industrie 4.0 arbeitet eng mit der Plattform Industrie 4.0 zusammen Seite 20

21 Übersicht Industrie 4.0 Definition Industrie 4.0 PwC-Studie Industrie 4.0 ZVEI-Ansatz Industrie 4.0 Siemens-Ansatz Seite 21

22 "Digital Enterprise" Software Suite The Siemens answer to Industrie 4.0 requirements Production engineering Production planning Product design Production execution Services Key customer requirements (Industrie 4.0) Digital Enterprise (Suite of Siemens Industry SW) Reducing the timeto-market Enhancing flexibility Shorter innovation cycles More complex products Individualized mass production Volatile markets Increasing efficiency Energy and resource efficiency as key competitive factors Seite 22

23 "Virtuelle Maschine" - Erhöhung der Produktivität durch Simulieren des Fertigungsverfahrens Digitaler Zwilling Simuliertes Herstellen eines Werkstücks Ermittlung von Produktionszeiten. 10% Produktivitätssteigerung im laufenden Betrieb und bis zu 80% Zeiteinsparungen beim Aufstellen/Einrichten der realen Maschine. Seite 23

24 Eisenmann: Simulation of dip coating systems for the automotive industry Simulation of the system to determine plant geometry and throughput Design of dip coating system using PLM Software NX, simulation of the plant and control with Tecnomatix Plant Simulation Complex dynamics thanks to three axes for horizontal, lift and rotation movement while accounting for acceleration, delay and carry-over Different body types and dip curves in a process with variable speeds and various cycle times Provision of the required process parameters for optimal system programming Seite 24

25 Seite 25

26 Industrie 4.0 affects all aspects of the industrial value chain Siemens focuses on selected domains Global Communication Infrastructure Factory Infrastructure Human Resources Customer Relationship Management Supply Chain Management Tools & Fixtures Engineering, Design Tools & Simulation Lifecycle Data Management (cpdm) for Product and Production Enterprise Resource Planning Manufacturing Operations Management Asset Management Machinery Maintenance, Repair & Overhaul Material IT Infrastructure Digital Manufacturing Industrial Communication & Security Industrial Control Systems Sensors & Actuators Domains covered by Siemens DF portfolio Seite 26

27 ITP, a leading company supplying high-tech products for aero-engines, is using Siemens Industry Software Siemens Industry Software enables integrated design, manufacturing and production lifecycles ERP As designed As planned As built SIMATIC IT Part manufacturing, assembly and inspection execution Automation Order scheduling Benefits Standardization and integration of end-to-end corporate processes Errors and non value-added tasks reduction during design and manufacturing planning Improved quality with less effort/costs Maximum production visibility, traceability and efficiency System map rationalization and IS/IT overall cost reduction ITP has digitalized the product/process definition and the production execution, with direct connection and feedback loop between the two worlds IS = Information Systems Seite 27

28 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Prof. Dr. Dieter Wegener Office Industrie 4.0 DF I40 Gleiwitzer Str Nuremberg, Germany Phone: Fax: Mobile: Answers for industry. Seite 28