Industrie 4.0 geht jeden etwas an!

Transkript

1 Industrie 4.0 geht jeden etwas an!, Sprecher eco Veranstaltung M2M-Future Trends, Köln, 12. Nov ZVEI Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie e.v.

2 Übersicht 1 Vision Industrie Industrie 4.0-Initiative 3 Industrie 4.0 technische Betrachtung 4 Ausblick Industrie 4.0 Folie 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 durch Einführung mechanischer Produktionsanlagen mithilfe von Wasser- und Dampfkraft Zweite Industrielle Revolution durch Einführung arbeitsteiliger Massenproduktion mithilfe von elektrischer Energie Dritte Industrielle Revolution durch den Einsatz von Elektronik und IT zur weiteren Automatisierung der Produktion Vierte Industrielle Revolution 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), Siemens AG Folie 3

4 Cyber-Physical System (CPS) 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 Produktionsausführung Produktionsplanung Produktdesign Produktions- Engineering Services Quelle: Siemens AG Folie 4

5 Vision Industrie 4.0 Markt Dynamische Anforderungen Markt Zufriedene Kunden Information Aktuell Design Ganzheitliche Modellierung Produktion Selbstoptimierung Selbstheilung Engineering Autonome Komponenten Inbetriebnahme Selbstkonfiguration Quelle: Siemens AG Folie 5

7 Digitalisierung der Wirtschaft: Die physische Welt und das Internet verschmelzen Business DAS INTERNET DER DIENSTE Kultur Consumer IoS: Internet of Services Querschnittsthemen, die für alle Bedarfsfelder gelten Semantische Technologien, Betreibermodelle, Cloud Computing, Betreiberplattform für Dienste Industrie CPS-Szenario Smart Factory Losgröße 1 Energie CPS-Szenario Smart Grid Mobilität CPS-Szenario Smart Mobility Gesundheit CPS-Szenario Smart Health Wohnen CPS Szenario Smart Home CPS-Szenario Smart Home Das Windrad Das E-Auto Der Patient Der Bewohner Querschnittsthemen Cyber Physical Systems, die für alle Bedarfsfelder gelten Sicherheit, Standards & Normen, Engineering, Mikroelektronik & Embedded Software, Aus- und Weiterbildung IoT: Internet of Things Quelle: Acatech / ZVEI DAS INTERNET DER DINGE Folie 7

8 Verbände-Plattform Industrie 4.0 wurde von ZVEI, VDMA und BITKOM in 2013 gegründet DAS INTERNET DER DIENSTE Business Kultur Consumer Querschnittsthemen, die für alle Bedarfsfelder gelten Semantische Technologien, Betreibermodelle, Cloud Computing, Betreiberplattform für Dienste Industrie CPS-Szenario Smart Factory Energie CPS-Szenario Smart Grid Mobilität CPS-Szenario Smart Mobility Gesundheit CPS-Szenario Smart Health Wohnen CPS Szenario Smart Home CPS-Szenario Smart Home Losgröße 1 Das Windrad Das E-Auto Der Patient Der Bewohner Querschnittsthemen Cyber Physical Systems, die für alle Bedarfsfelder gelten Sicherheit, Standards & Normen, Engineering, Mikroelektronik & Embedded Software, Aus- und Weiterbildung Quelle: Acatech / ZVEI DAS INTERNET DER DINGE Folie 8

9 unterstützt seit Okt die Verbände-Plattform Industrie 4.0 Führungskreis Industrie 4.0 SG 1 SG 2 SG 3 SG 4 Folie 9

10 Paradigmenwechsel in der Wertschöpfung Und damit: Auflösung der Branchengrenzen IT Elektronik Maschinenbau Folie 10

11 Paradigmenwechsel in der Wertschöpfung erfordert Information und Dialog Kernaufgabe der Verbände: I Verbrauchern Akzeptanz schaffen bei I Nachwuchskräften I KMUs I Mitarbeitern I Gewerkschaften I politischen Entscheidern Folie 11

12 Austausch mit der politischen Plattform Industrie 4.0 Geschäftsstelle (GS) (Ifok, VDI Technologiezentrum) Strategiekreis (SK) AG 1 Referenzarchitektur, Standards und Normung AG 2 Forschung und Innovation Lenkungskreis (LK) AG 3 Sicherheit vernetzter Systeme AG 4 Rechtliche Rahmenbedingungen AG 5 Arbeit, Aus- /Weiterbildung SG Strategie & Use Cases SG Modelle & Standards SG Forschung SG Sicherheit Ausschüsse Vertragsrecht/ Gewerblicher Rechtsschutz Ausschuss Berufsbildung (FK I4.0) AG: Arbeitsgruppe SG: Spiegelgremium Folie 12

13 Industrie 4.0 muss passend zu den anderen Applikationsszenarien bei Internet of Things and Services sein Folie 13

15 ZVEI-Führungskreis formuliert Handlungsfeld Industrie 4.0 aus technischer Sicht Produktentwicklung Produktion Interoperabilität Interoperabilität Service Wertschöpfungskette "Office Floor" (Machine-to- Business) ERP PLM MES Logistics "Shop Floor" (Machine-to- Machine) Control Quelle: Siemens AG Folie 15

16 ZVEI-Führungskreis formuliert Handlungsbedarf Industrie 4.0 zwischen Shop- und Office-Floor Quelle: ZVEI ; * SOA: Service - Oriented - Architecture Folie 16

17 ZVEI-Führungskreis definiert Industrie 4.0- Komponente für verschiedene Branchen Produktentwicklung Produktion Interoperabilität Interoperabilität Service "Office Floor" (Machine-to- Business) "Shop Floor" (Machine-to- Machine) PLM Wertschöpfungskette ERP MES Control Logistics Auf Shop Floor Level ist zu beachten: hohe Branchenabhängigkeit, 1 detailliert in Normen/Standards Referenzarchitekturen 2 abhängig vom Use Case Process Hybrid Discrete Industrie 4.0-Komponente Energy Water & wastewater Chemicals Oil & gas Pulp & paper Metals & mining Pharmaceutical Glass Solar & solar Food & beverage Consumer products Marine Automotive Aerospace Machinery Electronics Quelle: Siemens AG Verschiedene Use Cases Folie 17

18 Verifizierung der Industrie 4.0-Komponente an realen Use Cases, z. B. Sensorik Strategisch wichtige Bestandteile der Maschine/Anlage werden zu Industrie 4.0-Komponenten Unbekannt / anonym / individuell bekannt Entität Gegenstand Verwaltungsschale z.b. Maschine Verwaltungsschale z.b. Positionssensor Gegenstand gibt Zugriff auf Verwaltungsschale Übergeordnetes System gibt Zugriff auf Verwaltungsschale Industrie 4.0-konforme Kommunikation = Schnittstelle/Datenformate Industrie 4.0-konform ausgeführt Folie 18

19 Gewollte Strukturähnlichkeiten mit Digitaler Fabrik IEC CD2 Folie 19

20 Verschiedene Wertschöpfungsketten sind zu berücksichtigen Folie 20

21 Verteilung entlang Lebenszyklus: Die Verwaltungsschalen können zentral gehostet werden Lebenszyklus der Fabrik Entwicklung Typ Nutzung/ Wartung Produktion Instanz Nutzung/ Wartung Engineering-Phasen/-Tools beim Betreiber Repository Zugriff auf Daten und Funktionen Verwaltungsschale Verwaltungsschale Verwaltungsschale IT-Serverlandschaft beim Betreiber Shopfloor Identifizierbarkeit Gegenstand, z.b. Maschine 1 Gegenstand, z.b. Klemmenblock Gegenstand, z.b. Positionssensor Komponenten von einzelnen Komponentenherstellern, Systemintegrator(en) Folie 21

23 Industrie 4.0 hat Auswirkungen auf jedes Unternehmen in 3 Dimensionen Smart Services Smart Factory Smart Plant Smart Products Quelle: ZVEI nach PwC Folie 23

24 Industrie 4.0 hat Auswirkungen auf jedes Unternehmen in 3 Dimensionen Smart Factory Smart Plant Quelle: ZVEI nach PwC Folie 24

25 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 Frei verwendbar / Siemens AG Alle Rechte vorbehalten. Folie 25

26 COMOS Walkinside Powerful 3D visualization of a process plant Use of 3D engineering data in all stages of the plant lifecycle Direct access to current plant information in virtual reality models Enhanced operational safety for all persons involved Higher plant availability as the most effective way of increasing economic efficiency Frei verwendbar / Siemens AG Alle Rechte vorbehalten. Folie 26

28 Industrie 4.0 hat Auswirkungen auf jedes Unternehmen in 3 Dimensionen Smart Products Quelle: ZVEI nach PwC Folie 28

29 "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. Frei verwendbar / Siemens AG Alle Rechte vorbehalten. Folie 29

30 Industrie 4.0 hat Auswirkungen auf jedes Unternehmen in 3 Dimensionen Smart Services Quelle: ZVEI nach PwC Folie 30

31 Die Welt wird digital Neue Geschäftsmodelle bewirken Veränderungen des Nutzerverhaltens Vom Buchladen zum ebook Vom Plattenladen zum Streaming Von den Gelben Seiten zum Marketplace Vom Taxi zum Ride Sharing Quelle: Siemens Folie 31

32 Proaktive Wartung bei Rolls Royce Neues Geschäftsmodell mit Datenintegration & Big Data Analytics Mark Hillary Flickr Condition Monitoring, Proaktive Wartung, Power-by-the-hour, as-a-service Business Model Bezahlmodell nach Flugstunden Quelle: Dr. Dirk Hecker Fraunhofer-Allianz Big Data 32

33 Das rollende Smartphone Neue Geschäftsmodelle für Automobiler durch Datenwertschöpfungsketten Quelle: GTÜ Scheibenwischer als Wettersensoren für Mikroprognosen Automobiler werden zum Datenprovider für weitere Branchen Quelle: Dr. Dirk Hecker Fraunhofer-Allianz Big Data 33

34 Industrie 4.0 betrifft die gesamte Wirtschaft: 3 Fragen sollte sich jedes Unternehmen stellen 03 Welche neuen Geschäftsmodelle kann ich meinen Kunden anbieten? 01 Wie kann ich meine Wertschöpfungskette digitalisieren? Quelle: ZVEI nach PwC 02 Welches meiner Produkte und Services sollte digitalisiert werden? Folie 34

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