Industrie 4.0 Die Revolution beginnt jetzt!

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1 Industrie 4.0 Die Revolution beginnt jetzt! Einführung Industrie Oktober 2013, IGM Forum, Erlangen

2 Definition Industrie 4.0 Der Begriff Industrie 4.0 steht für die vierte industrielle Revolution, einer neuen Stufe der Organisation und Steuerung der gesamten Wertschöpfungskette über den Lebenszyklus von Produkten. Dieser Zyklus orientiert sich an den zunehmend individualisierten Kundenwünschen und erstreckt sich von der Idee, dem Auftrag über die Entwicklung und Fertigung, die Auslieferung eines Produkts an den Endkunden bis hin zum Recycling, einschließlich der damit verbundenen Dienstleistungen. Basis ist die Verfügbarkeit aller relevanten Informationen in Echtzeit durch Vernetzung aller an der Wertschöpfung beteiligten Instanzen sowie die Fähigkeit aus den Daten den zu jedem Zeitpunkt optimalen Wertschöpfungsfluss abzuleiten. Durch die Verbindung von Menschen, Objekten und Systemen entstehen dynamische, echtzeitoptimierte und selbst organisierende, unternehmensübergreifende Wertschöpfungsnetzwerke, die sich nach unterschiedlichen Kriterien wie bspw. Kosten, Verfügbarkeit und Ressourcenverbrauch optimieren lassen.

3 Von Industrie 1.0 zu Industrie 4.0 Quelle: Forschungsunion Wirtschaft Wissenschaft

4 Innovationstreiber sind zwei konvergente Technologieentwicklungen Quelle: Forschungsunion Wirtschaft Wissenschaft

5 Grundlegende Paradigmenwechsel kennzeichnet Industrie 4.0 Von einer zentralen Steuerung zu einer dezentralen Selbstorganisation: Ad-hoc-Vernetzung Von etablierten Wertschöpfungsketten zu virtuellen Ad-hoc-Organisationen Von passiven, vorgeplant betriebenen Produktionssystemen zu aktiven autonomen, sich selbst organisierenden Produktionseinheiten Das intelligente Produkt unterstützt aktiv den Produktionsprozess Die Produktion folgt dem Takt des Menschen Von der starren Anwesenheit zum flexiblen Mitarbeitereinsatz (Verfügbarkeitskalender und Expertisenkatalogs) Auflösung der klassischen Branchengrenzen und Verbände Quelle: Forschungsunion Wirtschaft Wissenschaft

6 und ermöglichen neue internetbasierte Dienste und Geschäftsmodelle Alle Einheiten des Produktionsnetzwerks bieten ihre Fähigkeiten und Daten als semantisch beschriebene Dienste (Cloud Services) an. Auf Basis sichere und vertrauenswürdige Cloud-Infrastrukturen (Trusted Cloud) entsteht so ein Internet der Dienste und Daten. Durch semantische Technologien (Theseus) werden diese Basisdienste handelbar, erweiterbar und zu Mehrwertdiensten kombinierbar. Die Bündelungen von intelligenten Produkten, Dienstleistungen und Wissen zu Lösungen für den kundenindividuellen Bedarf ist die Basis für neue innovative Geschäftsmodelle. Nur in Kombination mit neuen Geschäftsmodellen und Internet-basierten Dienstleistungen kann das Potential von Industrie 4.0 voll ausgeschöpft werden. Quelle: Forschungsunion Wirtschaft Wissenschaft

7 Deutschlands Ausgangssituation Marktführerschaft im Anlagen- und Maschinenbau Eine in ihrer Konzentration weltweit beachtete IT-Kompetenz Innovationsführerschaft in Embedded Systems und der Automatisierungstechnik Qualifizierte und hoch motivierte Beschäftigte Kurze Wege zu und teilweise intensive Kooperation zwischen Ausrüstern und Anwendern Leistungsfähige Forschungs- und Ausbildungseinrichtungen Wie kein anderes Land ist Deutschland befähigt, die Potenziale einer neuen Form der Industrialisierung zu erschließen: Industrie 4.0.

8 Internationaler Vergleich Neben Deutschland haben auch andere Länder das Internet der Dinge als strategische Herausforderung für die Produktion der Zukunft identifiziert Dieser Herausforderung wird auch förderpolitisch Rechnung getragen: In den USA wurden die Mittel für Produktionsforschung im Haushalt 2013 um 19% (2,2 Milliarden US-Dollar) gesteigert Bis 2015 stellt China 1,2 Billionen Euro für die Erreichung der globalen Technologieführerschaft u.a. im High-End Equipment Manufacturing zur Verfügung Die EU fördert aktuell mehrere Initiativen zur Implementierung des Internets der Dinge in der Produktion, dafür stehen derzeit mehr als 9 Milliarden Euro zur Verfügung

9 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. Weitere Informationen über Jörn Lehmann VDMA-Gesellschaft für Forschung und Innovation (VFI) mbh Plattform Industrie

10 Backup

11 Ergebnisse Produktionsarbeit der Zukunft Wie wichtig wird der Produktionsstandort Deutschland in fünf Jahren für Ihr Unternehmen? Mensch und Automatisierung Der Automatisierungsgrad wird steigen Automatisierung wird flexibler Durch die Automatisierung werden die Menschen entlastet und unterstützt Die nötige Flexibilität ist nur durch den Menschen erreichbar. Anforderungen des Marktes steigen. Quelle Fraunhofer IAO Studie Produktionsarbeit der Zukunft Industrie 4.0, Dieter Spath,

12 Tendenzumfrage 2013 Perspektive Industrie 4.0 Verteilung über BITKOM, VDMA und ZVEI vom Rückmeldungen: 284 / Quote: 9,2 % 12

13 Tendenzumfrage Anzahl Mitarbeiter - Kernfähigkeiten 13

14 Tendenzumfrage Welchen Stellenwert hat Industrie 4.0 für Sie? 14

15 Tendenzumfrage Herausforderungen auf dem Weg zur Umsetzung 15

16 Tendenzumfrage Welche Unterstützung zur Umsetzung von Industrie 4.0 wünschen Sie sich? 16

17 Beispiele in Umsetzung Spitzencluster IT s OWL Projekt Cypros - Cyber-Physische Produktionssysteme Projekt KAPAFLEXCY Selbstorganisierte Kapazitätsflexibilität in Cyber-Physical-Systems ProSense - Hochauflösende Produktionssteuerung auf Basis kybernetischer Unterstützungssysteme und intelligenter Sensorik 17

18 Das Internet der Dinge CPS inbin - der Behälterschwarm Energy storage Each μw is saved. Self-discharge < 2% p.a. 7,000 telegrams without recharging Self supporter 400Lux of an energy-saving bulp are enough to supply The inbin knows where it is Infrared tracking systems provides for clear position. (inverted light barrier - Patent pending) Graphic display High-resolution communication 2D barcodes, text, graphics Safe as a bank separated 256 Bit crypto core asymmetric encryption Keyboard water resistant maintenance-free The inbin is communicative 433 MHz, 868 MHz, 2,4 GHz spontaneous networking ipv6, 6LoWPAN The inbin thinks 32 Bit μprocessor up 256K RAM inbin ist ein assoziiertes Projekt des EffizienzClusters LogistikRuhr

19 Das Internet der Dinge ibin - Behälter mit Augenmaß Mit einer integrierten Kamera und im Zusammenspiel mit seiner Cloud zählt der ibin die Teile, die in ihm liegen.

20 Das Internet der Dinge Zellulare Fördertechnik LOGISTIK Schwarm mit 50 autonomen Shuttles Agentenbasierte Fahrzeug- und Auftragssteuerung Sensorfusion zur Lokalisierung und Schwarmsteuerung Ersetzen konventionelle Regalbedienung und Fördertechnik die Zellularen Transportsysteme werden gefördert durch:

21 InventAIRy Change Your Point of View! AirBots als cyberphysisches System autonome Interaktion mit der Umgebung und im Schwarm Algorithmen für 3D Sensorfusion und Vernetzung AutoID-Technologie mit RFID, 2D Barcode, Bildanalyse autonome Kommunikation mit der Cloud Autonomer Flug im Zentimeterbereich Outdoor: präzise Positionierung durch hochgenaues GPS Indoor: Lokalisierung mit aktiver Schmalband HF Kollisionserkennung/-vermeidung Sensoriktest und Entwicklung Offene Hard- und Software-Architektur für Navigation und Bildverarbeituung Förderung beantragt im Rahmen Autonomik für Industrie 4.0