Liebe Leserin, lieber Leser,

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1 advance 2/2015 (Auszug) Editorial Liebe Leserin, lieber Leser, Siemens AG / E. Malter das Internet als globale Echtzeit-Kommunika tionsplattform wirkt als enormer Beschleuniger der Geschäftsprozesse rund um den Globus. Für immer mehr Unter nehmen werden die kundenspezi fische Einzelfertigung und Just-in-Time-Belieferung ihrer Kunden wett be werbs entscheidend, und längst betrifft diese Entwicklung nicht mehr nur die Konsumgüterindustrie, sondern auch den Maschinen- und Anlagenbau. Wir sind davon überzeugt, dass jedes Unternehmen seinen eigenen Weg in die digitale Zukunft finden muss. Wir wollen unsere Kunden jedoch auf diesem Weg unterstützen und arbeiten deshalb an einem entsprechenden, umfassenden Portfolio von Produkten, Lösungen und Services. Zu guter Letzt wird jedes Unternehmen seine gesamten Wert schöpfungsprozesse ganzheitlich digital abbilden müssen, um mit der notwendigen Geschwindigkeit und Flexibilität auf Kundenverhalten und Marktveränderungen reagieren zu können. Unsere Digital Enterprise Software Suite mit Team center als gemeinsame Datenmanagement-Plattform ist ein großer Schritt in Richtung digitale Zukunft und ermöglicht bereits heute ausgezeichnete und zukunftsfähige Lösungen für alle Industrieunternehmen, welche die Transformation in Richtung Digitalisierung und Industrie 4.0 selbst in die Hand nehmen und aktiv gestalten wollen. In dieser Ausgabe möchten wir Ihnen vorstellen, wie wir speziell den Maschinenbau auf dem Weg zur Digitalisierung begleiten, und wir zeigen, welche Vorteile Anwender schon heute aus der Digitalisierung ziehen. Die Digitalisierung hilft Unternehmen, ihre Prozesse schlanker, flexibler und schneller zu machen und so auf dem Markt nachhaltig erfolgreich zu sein. Anton S. Huber Chief Executive Officer der Siemens AG Digital Factory Division

2 (c) Michael Hitoshi Digitalisierung sorgt für mehr Qualität und Effizienz im Maschinenbau Der digitale Zwilling Er wird schon bald jede Maschine von der ersten Idee bis zur Modernisierung begleiten: Mit dem digitalen Zwilling kann der Maschinenbau das Potenzial der Digitalisierung für mehr Effizienz und Qualität nutzen. Denn er sorgt für ein optimiertes Maschinendesign, eine unkomplizierte Inbetriebnahme, kurze Umrüstzeiten und einen fehlerfreien Betrieb. Nicht nur in Deutschland, sondern weltweit sind Industrie 4.0 und die Digitalisierung der produzierenden Industrie ein wichtiges Thema. Neue Produkte müssen in immer schnelleren Zyklen auf den Markt gebracht werden, bis hin zu vollständig individualisierten Produkten, die vom Kunden online konfiguriert und erst danach hergestellt werden. Das klassische statische Linienkonzept in der Fertigung wird zunehmend durch modulare Konzepte ergänzt. Flexibilität ist aber auch noch an anderer Stelle gefordert: Trotz der zunehmenden Produkt- und Prozessvielfalt darf die Fertigung nicht mehr an Zeit, Energie und Ressourcen verbrauchen als bisher. Daher werden alle Innovationen rund um die Digitalisierung auch immer dahingehend überprüft, inwiefern sie einen Beitrag zu mehr Effizienz leisten angefangen vom Produktdesign über die Produktionsplanung und das Engineering bis hin zu Inbetriebnahme, Betrieb, Service und Modernisierung von Systemen und Anlagen.

3 Digital Enterprise umfasst vier Kernelemente Time-to-Market verkürzen Kürzere Innovationszyklen Komplexere Produkte Flexibilität erhöhen Individualisierte Massen fertigung Volatile Märkte Effizienz steigern Energie- und Ressourceneffizienz als entscheidende Wettbewerbsfaktoren Digital Enterprise Software Suite Ein seit mehr als fünfzehn Jahren aufgebautes umfassendes Portfolio an softwarebasierten Systemen für die diskrete Industrie: Dieses basiert auf Teamcenter als Kollaborations plattform (Data Backbone) und verbindet PLM (Product Lifecycle Management), MES/MOM (Manufacturing Execution System/Manufacturing Operations Management) und TIA (Totally Integrated Automation). PLM Teamcenter / NX MES / MOM Simatic IT Totally Integrated Automation Simatic / Sinumerik Industrial Communication Industrial Security Industry Services Mit Industrial Communication verfügt Siemens über ein um fassendes Angebot an aufeinander abgestimmten Kommunikationsnetzen von Industrial Ethernet mit der dazugehörigen Scalance- Familie von Netzwerkkom ponenten bis hin zum offenen und zukunftssicheren Profinet. Anlagensicherheit Netzwerksicherheit Systemintegrität Mit den Industry Services bietet Siemens klassische Dienstleistungen sowie datenbasierte Services, etwa die Plant Data Services, Plant Security Services und Plant Cloud Services. Zum Schutz von Industrieanlagen vor Cyber-Angriffen bietet Siemens mit Industrial Security der Industrie ein breites Portfolio an Produkten und Services zur Umsetzung des Defense in Depth -Konzepts. Dieses umfasst sowohl Anlagen- und Netzwerksicherheit wie auch Systemintegrität.

4 Startschuss für den digitalen Maschinenbau Genau an diesem Punkt setzt das Konzept des digitalen Zwillings an. Gemeint ist damit ein digitales Abbild der realen Maschine, das gleichzeitig mit dieser erstellt und erweitert wird, und zwar idealerweise schon von der ersten Studie an. Zur Entwicklung solcher digitalen Zwillinge gibt Siemens seinen Kunden leistungsstarke Software-Systeme an die Hand. Damit wurde beispielsweise ein innovatives Transportsystem des deutschen Maschinenbauers Optima digital abgebildet (mehr dazu auf Seite 10). Der Hersteller von Verpackungs- und Sondermaschinen für verschiedene Branchen legte großen Wert darauf, dass die Maschine als mechatronisches System konzipiert wird, das virtuell getestet, geplant und validiert werden kann. Auf diese Weise konnten die Ideen vorab geprüft und weiterentwickelt werden, noch bevor die eigentliche Realisierung begann. Schon in der Kons truktionsphase wurde das Modell nach und nach mit den Daten der realen Maschine gefüllt. So entstand ein digitaler Zwilling, mit dem sich Umrüstvorgänge und der Produktfluss über den gesamten Lebenszyklus der Maschine simulieren lassen. Über eine Cloud-Anbindung wird die Auswertung von KPI-Daten wie Stückzahl-, Downtime-Analysen, Störraten und Energie daten ermöglicht. Um die sensiblen Produktionsdaten zu schützen, spielen auch die umfang reichen Industrial-Security-Konzepte eine entscheidende Rolle. Durch den Einsatz modernster Softwaretools für die Digitalisierung des Maschinenlebenszyklus gewinnt der An wen der eine erhebliche Flexibilität für das Design und den Betrieb der Maschine ein Meilenstein für den Maschinenbau. Integrierte Basis für die Digitalisierung Mit den richtigen Werkzeugen bringt Digitali sierung in allen Phasen des Lebenszyklus ein Plus an Effizienz. Konzepte können früher validiert werden, die Projektierung der Maschinensteuerung kann früher getestet werden. Diese Vorverlagerung von Routinen und Checks redu ziert in kritischen Phasen im Lebenszyklus wie der Inbetriebnahme die Gefahr von Fehlern und Störungen, die früher nur aufwendig und unter Zeitdruck zu beheben waren. Stehen die Informa tionen zur Maschine auf einer integrierten und durchgängigen Datenplattform zur Verfügung, lassen sich spätere Modifikationen auf genau die gleiche Weise testen und verifizieren und so die Einführung eines neuen Produkts beschleunigen. Darüber hinaus können die Betriebsdaten der Maschine auch genutzt werden, um anhand von Modellen Kennwerte für die Fertigung zu optimieren vom Energieverbrauch bis hin zu Fehlerraten oder Reinigungszyklen. Wesentliche Komponenten für die vollständige Digitalisierung der Wertschöpfungskette und das digitale Unternehmen stellt Siemens bereits heute in seinem Portfolio für das Digital Enterprise zur Ver fügung. Zu diesem abgestimmten Lösungs ansatz gehören vier Felder: Software als zentrale Datenplattform zur digitalen Unterstützung des gesamten Wertschöpfungsprozesses für die diskrete Industrie, intelligente Netzwerke für die industrielle Kommunikation, die die Grundlage für einen einfachen Austausch von Daten inner halb der verschiedenen Module einer Fertigung schaffen und dabei helfen, die Daten aus dem Betrieb zu erfassen. Mit der zunehmenden Vernetzung ergeben sich auch im Bereich der Industrial Security neue Fragestellungen, die über bisherige Sicherheitsszenarien hinausgehen. Der Druck auf Betreiber, Systeminte gratoren und Automatisierungsspezialisten, die Digitale Fabrik vor Bedrohungen zu schützen, steigt. Dies gelingt unter anderem mithilfe des sogenannten Defense-in-Depth-Konzepts, wie Siemens es seit Jahren systematisch etabliert. Dabei orientiert sich der Konzern an der neuen Norm IEC Mit einem struk turierten Aufbau an Schutzmechanismen angefangen beim Passwortschutz bis hin zum kontinuierlichen Security-Monitoring gelingt die sichere und individuelle Anpassung an den vorhandenen Schutzbedarf der Digitalen Fabrik. Gleichzeitig treibt Siemens den Ausbau der industriellen Services voran. So können zum Beispiel mit der offenen Plattform Siemens Cloud for Industry als Basis neuer digitaler Geschäftsmodelle für Industrieunternehmen Maschinen- und Anlagendaten sicher in eine Cloud übertragen und über spezielle Tools ausgewertet werden, zum Beispiel um den Zustand von Maschinen und Anlagen zu beurteilen und zu optimieren. Damit ergänzt Siemens sein Angebot an datenbasierten, digitalen Services für das industrielle Umfeld. Neue Anlagenkonzepte, neue Geschäftsmodelle Wie weit die Digitalisierung schon gediehen ist und welche Vorteile Maschinenbauer davon haben, zeigt ein

5 Beispiel aus dem Werkzeugmaschinenbau. So konnte durch die Entwicklung einer neuen Fräsmaschine mit einer einheitlichen CAM-Plattform auf Basis von Teamcenter der Weg vom virtuellen Produkt zur realen Produktionsanlage erheblich verkürzt werden. Teamcenter als Datenbackbone integriert alle Module und garantiert den Zugriff auf Informationen für späteres Umrüsten oder für Wartung und Service. Die virtuelle Werkzeugmaschine ermöglicht es, die Maschine mit einer realistischen Simulation der realen Sinumerik-Steuerung am realen Werkstück einzufahren. Die Ergebnisse dieses Projekts waren beeindruckend: Die Abweichung der realen Maschine von ihrem digitalen Zwilling lag unter 1 %, die Einfahrzeit der Maschine konnte um mehr als 70 % reduziert werden und die Produktivität im Betrieb war um mehr als 10 % höher. Die nächsten Schritte Bereits heute können Kunden mit dem Digital-Enterprise-Angebot von Siemens in zukunftsfähige Lösungen für die schrittweise Realisierung von Industrie 4.0 investieren. Schon sehr konkret sind die Konzepte für die Digitalisierung und Flexibilisierung der Abläufe rund um die Maschinen, insbesondere für die Zuführung von Teilen oder für Handlingaufgaben. Roboter werden immer komplexere und anspruchsvollere Arbeitsschritte präzise und effizient erledigen. Auch die Vernetzung der Maschinen untereinander und mit den überlagerten Systemen macht aktuell große Fortschritte. So können Ressourcen und Produktionsdaten zen tralisiert verwaltet werden. Hierbei macht sich die Durchgängigkeit des Siemens-Portfolios bezahlt, da für noch mehr Produktivität auch PLM- und MES-Systeme leicht angeschlossen werden können. Das sichert Kostenvorteile in der Anschaffung und im Betrieb. Auftragsdaten werden somit unternehmensweit zugänglich und es lässt sich eine optimale Strategie dafür finden, in welchem Werk des Unternehmens welche Aufträge gefertigt werden sollten. Außerdem können Materialbestände, Logistik- prozesse oder die Werkzeugverfügbarkeit rasch überblickt und effizient koordiniert werden. Zwar ist ein einfaches Zusammenfügen von Maschinen zu einer Linie nach dem Motto Plug-and-Produce analog zum USB-Anschluss für externe Geräte an einen Computer in der Fertigungsumgebung noch Zukunftsmusik, aber ein wichtiges Ziel für die Entwicklungen im Bereich Automatisierung und industrielle Kommunikation. Maschinen sollen sich dann selbst identifizieren und in das Netzwerk einbinden können und so die erforderlichen Modifikationen an den Linien schneller und effizienter machen. Viel spannender sind nach Ansicht von Experten aber die Potenziale, die der digitale Zwilling für die Qualitätsund Effizienzsteigerung durch die bessere Dokumentation von Prozessen und Maschinen hat. Zukünftig wird jeder Hersteller genau wissen, welche Komponente mit welchen Merkmalen in welchem seiner Produkte wie verbaut worden ist und kann so zielgerichtet auf Probleme reagieren und Prozesse optimieren. In seiner Simatic-Produktion in Amberg hat Siemens bereits ein umfassendes Dokumentations- und Auswertesystem im Einsatz und damit ein extrem niedriges Fehlerniveau in der Fertigung erreicht. Und auch in anderen Industrien sorgt der digitale Zwilling für mehr Effizienz und Produktivität: Mit dem Schritt von Integrated Engineering zu Integrated Operation ermöglicht es Siemens der Prozessindustrie, ein durchgehendes Datenmodell vom Anla genengineering bis hin zum Betrieb aufzubauen. Auch hier sorgt die Digitalisierung auf diese Weise für eine kürzere Time-to-Market, mehr Flexibilität und Effizienz. Damit besteht einmal mehr die Möglichkeit für Unternehmen, der Volatilität und Heterogenität der globalen Märkte Rechnung zu tragen und immer produktiver sowie energie- und ressourceneffizienter zu wirtschaften. INFO UND KONTAKT siemens.de/digital-enterprise gerhard.volkwein@siemens.com