Industrie 4.0 Eine Vision auf dem Weg zur Wirklichkeit

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1 Siemens AG, Industrie 4.0 Eine Vision auf dem Weg zur Wirklichkeit Answers for industry.

2 Industrie 4.0 Eine Vision auf dem Weg zur Wirklichkeit Herausforderungen führen zu Industrie 4.0 Der Siemens Weg zu Industrie 4.0 Das Siemens Portfolio Die nächsten Schritte Seite 2

3 Industrie 4.0 Eine Vision auf dem Weg zur Wirklichkeit Herausforderungen führen zu Industrie 4.0 Seite 3

4 Industrie ist weltweit wieder in Bedeutende Industrieländer sehen industrielle Produktion als Wachstumsmotor und Garant für Stabilität USA "Manufacturing Renaissance" Gründung des "National Network for Manufacturing Innovation" Förderung heimischer Schiefergasvorkommen Smart Manufacturing Leadership Coalition Seite 5 Germany Führende industrielle Position halten Leistungsfähige Struktur Nachhaltiges Investment in Innovationskraft Hoher Exportanteil Industrie 4.0 als neues Leitbild Japan China Höhere Produktqualität durch Spitzentechnologie Steigende Lohnkosten Bedarf an hochwertiger Automatisierung Staatliche Vorgaben für Energieeffizienz Intelligent Manufacturing Integriertes Innovationsprogramm auf allen Ebenen Verbund von Wissenschaft, Technologie und Industrie Demografischer Wandel Erhalt der Fertigung komplexer Produkte Innovation 25 initiative

5 Herausforderungen: Wandel in der Produktion schneller als je zuvor Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit 1 Effizienz steigern 2 Time-to-Market verkürzen 3 Flexibilität erhöhen Energie- und Ressourceneffizienz als entscheidende Wettbewerbsfaktoren Kürzere Innovationszyklen Komplexere Produkte Größere Datenvolumina Individualisierte Massenfertigung Volatile Märkte Hohe Produktivität Industrie 4.0 soll helfen, die Herausforderungen in der Fertigung zu meistern Seite 6

6 Auf dem Weg zu Industrie 4.0 Evolution statt Revolution Einführung von Elektronik und IT zur Erhöhung des Automatisierungsgrades Integration und Optimierung des gesamten Produktentstehungsprozesses Industrie 4.0 Selbstoptimierung von Cyber-Physischen Systemen Auf dem Weg zu Industrie 4.0 Seite 7

7 Industrie 4.0 Produktion auf Basis von Cyber-Physischen Systemen Intelligente Produkte Das zu fertigende Produkt besitzt alle Informationen über jeden einzelnen Produktionsschritt Autonome Produktionseinrichtungen Selbstorganisation vernetzter Produktionseinrichtungen unter Berücksichtigung der gesamten Wertschöpfungskette Produktionsschritte werden auf Basis der aktuellen Situation flexibel ausgehandelt Reduzierung der Komplexität durch intelligentere Strukturen Seite 8

8 Cyber-Physische Systeme besitzen alle Informationen als digitales Modell Cyber-Physisches System (CPS) Enthält alle Informationen über Physische Produktionseinrichtung + Digitales Modell Software / Informatik Mechanik Elektrik, Elektronik Automatisierung, HMI Safety, Security Maintenance Ortsangabe, Identität Zustand SW-Version Schnittstellen Das digitale Modell ist immer aktuell und wird über den gesamten Lebenszyklus erweitert Produktdesign Produktionsplanung Produktions- Engineering Produktionsausführung Services Seite 9

9 Handlungsfelder auf dem Weg zu Industrie 4.0 Digitalisierung Virtuelle Produkte / virtuelle Produktionsmodelle System- / Funktions-Modellierung Integration PLM-MES, ERP-MES, PLM-ERP Design Engineering Production Vernetzung Machine2Machine Machine2Men Schnittstellen Offenheit Standardisierung Security & Safety IPP Cyber-Kriminalität Seite 10

10 Unsere Vision Offenes System für Lebenszyklusentscheidungen Intuitive, transparente Umgebung für alle Anwender Daten werden aus vielfältigen Quellen gesammelt und gefiltert Offene Apps für umfassende Entwicklungsaufgaben Informationen erscheinen im Zusammenhang mit der aktuellen Aufgabe des Anwenders Stellt jede Entscheidung im vollständigen Kontext dar Seite 13

11 Industrie 4.0 Eine Vision auf dem Weg zur Wirklichkeit Herausforderungen führen zu Industrie 4.0 Der Siemens Weg zu Industrie 4.0 Das Siemens Portfolio Die nächsten Schritte Seite 14

12 Industrie 4.0 Eine Vision auf dem Weg zur Wirklichkeit Der Siemens Weg zu Industrie 4.0 Seite 15

13 Ganzheitlicher Ansatz über den gesamten Produktentwicklungs- und Produktionsprozess Wir integrieren alle Stufen der Wertschöpfungskette durch fortschrittliche Industriesoftware und verbessern so Produktivität und Effizienz Seite 16

14 Virtuelle und reale Fertigungswelt verschmelzen dank unserer Digital Enterprise Platform Design und virtuelle Produktion Reale Produktion Produktionsplanung Produktdesign PLM Product Lifecycle Management TIA Totally Integrated Automation Produktions- Engineering Produktionsausführung Seite 17

15 Virtuelle und reale Fertigungswelt verschmelzen dank unserer Digital Enterprise Platform Design und virtuelle Produktion Integrated plant management (2008) Ethernet communication products and network solutions (2012) Reale Produktion PLM software integration (2013) Computer-aided motion software (2012) CAE software for simulating and testing of mechatronic systems (2012) Produktionsplanung Produktdesign CAD design software Production of composite materials (2011) (2007) Product cost management (2012) PLM Product Lifecycle Management TIA Totally Integrated Automation Produktions- Engineering Software for production planning and scheduling (2013) Produktionsausführung Industrial quality and production management (2012) MES software Life science industries (2009) Software for production management (2001) MES software Pharmaceutical and biotech industries (2011) Seite 18

16 Digital Enterprise Platform Basis für Industrie 4.0 Produktivität und Wettbewerbsfähigkeit PDM cpdm PLM Produkt Erstanwender Produktion Produkt Nahtlose Integration Produktion mit gemeinsamen Datenmodellen Einzelne Bereiche Best-of-Breed durch Datenimport und -export angebunden Zeit Paradigmenwechsel für die nächste Produktivitätsstufe: Integration der Produkt- und Produktions-Lebenszyklen ermöglichen eine bis zu 50% reduzierte Time-to-Market Seite 19

17 Industrie 4.0 Eine Vision auf dem Weg zur Wirklichkeit Herausforderungen führen zu Industrie 4.0 Der Siemens Weg zu Industrie 4.0 Das Siemens Portfolio Die nächsten Schritte Seite 20

18 Industrie 4.0 Eine Vision auf dem Weg zur Wirklichkeit Das Siemens Portfolio Seite 21

19 Beispiel Fertigungsindustrie: Durchgängigkeit über die gesamte Wertschöpfungskette Produktdesign Produktionsplanung Produktions- Engineering Produktionsausführung Services PLM Software Totally Integrated Automation Seite 22

20 Das Automatisierungsangebot für die Fertigungsindustrie Enterprise Level PLM ERP PLM NX Product Development TEAMCENTER Collaborative PDM TECNOMATIX Digital Manufacturing Management Level MES SIMATIC IT Production Suite SIMATIC IT Intelligence Suite Operator Level SIMATIC WinCC SCADA System SCADA Control Level SIMATIC Controllers SIMATIC HMI SINUMERIK CNC SIMOTION Motion Control TIA PORTAL Engineering Framework for Automation Tasks Field Level SIMATIC NET Industrial Communication SIRIUS Industrial Controls SIMATIC IDENT Industrial Identification SIMATIC Distributed I/O SINAMICS Drive Systems Seite 23

21 Siemens PLM Software integriert Produkt und Produktion Zusammenarbeit auf einer gemeinsamen Plattform Entwicklungs/ Fertigungs- Integration Integrierte Planung und Simulation Prozess und Layout Integration Anlaufunterstützung JT 3D Zusammenarbeit basierend auf ISO Standard Fabrikplanung und Visualisierung Product Data Process Data Resource Data Plant Data Teamcenter integrierte Produkt/Produktions-Plattform Weltweite Produktions- und Lieferanten-Integration Seite 27

22 Index: Produktivitätssteigerung durch Simulation des Produktionsprozesses "Virtuelle Maschinen" steigern die Produktivität durch Simulation Virtuelle Maschine als "Digitaler Zwilling ermöglicht: Simulation der Werkstückbearbeitung Evaluierung von Produktionszeiten 10% Produktivitätssteigerung im laufenden Betrieb Bis zu 80% Zeitersparnis beim Einfahren der realen Maschine Weniger als 1% Echtzeit-Abweichung der Virtuellen Maschine gegenüber Original Hohes Potential für den Maschinenbau durch die konsequente Absicherung anhand virtueller Modelle Seite 29

23 BMW: Durchgängige Industriesoftware optimiert die Produktion bei BMW in Shenyang Elektrische und mechanische Gesamtlösung für Montagewerk von BMW Brilliance PLM-Software, MES und TIA Portal Auf einer Fertigungslinie können alle BMW-Pkw produziert werden (bislang X1 und 3er-Serie) Erweiterung in Zukunft möglich Ergonomische Anpassung der Fertigungsanlage und hoher Sicherheitsstandard >99% Verfügbarkeit damit Engpass in der Automobilproduktion vermieden Kurze Stillstandzeiten Hohe Qualität Automobilhersteller erreicht die nächste Stufe der Produktion durch Industriesoftware Seite 30

24 VW: Simulation steigert Produktivität einer existierenden Fertigungsanlage Press Line Simulation (PLS) zur Modernisierung einer 17 Jahre alten Pressenstraße Steuerungs-, Antriebs- und Sicherheitstechnik von Siemens Virtuelles Modell simuliert alle mechanischen, elektrischen und Software-Komponenten zur Bewegungsführung Kombinierter Einsatz von SIMOTION und PLM-Software Direkte Datenverbindung zwischen PLS und Steuerungen der Pressenstraße Leistungserhöhung und Energieeinsparung von bis zu 40 Prozent Industriesoftware von Siemens ist auch für installierte Industriesoftware ist auch für vorhandene Systeme ein Produktivitätshebel Systeme ein Produktivitätshebel Seite 31

25 Industrie 4.0 Eine Vision auf dem Weg zur Wirklichkeit Herausforderungen führen zu Industrie 4.0 Der Siemens Weg zu Industrie 4.0 Das Siemens Portfolio Die nächsten Schritte Seite 33

26 Industrie 4.0 Eine Vision auf dem Weg zur Wirklichkeit Die nächsten Schritte Seite 34

27 Von der Vision zur Realität: Die Zukunft der Produktion gestalten Gestern Heute Morgen Übermorgen Lokale Automatisierungstechnik Kommunikationsgestützte Automatisierung Optimierung des gesamten Produktionsprozesses durch innovative Softwaresysteme Selbstoptimierung von cyber-physischen Systemen aufbauend auf Analyse virtueller Modelle der Handlungsoptionen Seite 36

28 Unsere Sicht auf Industrie 4.0 Was ist zu tun? Zukunft: Industrie 4.0 Aufgaben Dynamisches Netzwerk von lokalen Steuerungen Heute: Industrie 3.8 Regelwerk für dynamische Netze Erweiterte komplexe Kommunikation Heute Lokale Steuerung Lokale Steuerung Echtzeit-Kommunikation Echtzeit-Kommunikation Digitale Abbilder von Produkten und Fertigung Digitale Kopien von Produkten und Fertigung Fertigungsausführungssysteme Fertigungsausführungssysteme Konzepte für Industrial Security Konzepte für Industrial Security Ausführung und und Entscheidungs- Entscheidungsfindung hauptsächlich durch Menschen Integration Zusätzlicher Wortschatz in der M2M-Kommunikation Integrierte Prozesssimulation zur Verknüpfung von Produkt und Fertigung Dynamische, lösungsorientierte Architektur Regeln und Mechanismen zur dynamischen Absicherung der Datenübertragung Fähigkeit zur prozess- und modellbezogenen Abstraktion trainieren Zusammenarbeit Digitale Modelle des Gesamtprozesses und der beteiligten Elemente Prozessoptimierung in dynamischen Netzen Selbstkonfigurierende Sicherheitskonzepte auch für befristete Anforderungen Menschen legen Regeln und Rahmenbedingungen für Entscheidungsfindung fest Seite 37

29 Industrie 4.0 Eine Vision auf dem Weg zur Wirklichkeit Vielen Dank. Answers for industry.