Expertenpanel Internet der Dinge in der industriellen Produktion. 14. August Prof. Dr.-Ing.
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- Samuel Heidrich
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1 Expertenpanel Internet der Dinge in der industriellen Produktion 14. August 2009 Prof. Dr.-Ing. Detlef Zühlke
2 Organisation DFKI-IFS / TU-pak / smartfactory Fachbereich h Maschinenbau und Verfahrenstechnik SB ggmbh pak Lehrstuhl hl Produktionsautomatisierung Forschungsbereich h Innovative Fabriksysteme IFS-ZMMI KL HB Industrie B betreibt Land RLP e.v. Verbände SmartFactory KL
3 Zukünftige Entwicklungen im industriellen Bereich Komplexität IT Services Kunden- forderungen Qualität Markt Vernetzung Security GPS Flexibilität Kosten UMTS W-LAN low-power Arbeitswelt Elektronik wireless embedded Komplexität Mensch Aufgaben SmartFactory KL
4 Smarte Technologien in allen Bereichen SmartFactory KL
5 Heutige Planungsprozesse Leitwarte Prozessleit- e system abstrakte Beschreibung Planungs Ebene Bedienung Verbindungsbox AB35-4 power 240V power 24V NXV 32x0,25 25 NYH 8x0,75 Gerät E+H FL27X NYM 3x0,75 Verbindungsbox CC5-6 NXM 4x0,15 TXF 8x0,25 Buskoppler IBC25C Signal 4-20mA Signal Power Gerät Anschluss- box AB35-4 Rohr 250/35E Prozess l/min Prozess SmartFactory KL
6 WLAN Prozessleit- esset system Leitwarte abstrakte Beschreibung Planungs Ebene Bedienung Verbindungsbox AB35-4 power 240V WLAN-bluetooth Kombi-Router power 24V NXV 32x0,25 25 abstraktes Gerät Gerät NYH 8x0,75 <sensorflow<..>> E+H FL27X Anschluss- box AB35-4 NYM 3x0,75 verlangt Heutige Zukünftige Planungsprozesse g p Verbindungsbox CC5-6 angeboten TXF 8x0,25 Buskoppler IBC25C Signal NXM abstrakte 4x0, mA Services bluetooth Rohr 250/35E Prozess l/min Signal Power <geraet> device Prozess SmartFactory KL
7 Entwicklung der Technologie-Initiative SmartFactory KL e.v. Aufbauphase Demonstrationsanlage Gründung der F&E Projekte Idee Studie 09. Mai 04. Dez 24. Jan 07. Mai 24. Sept. 17. Dez. 10. März 29. Sept. Informationsveranstaltungen SPS/IPC/DRIVES SPS/IPC/DRIVES April 21. Mai Nov März April Nov März SmartFactory KL
8 Starke Partner bilden die SmartFactory KL Erstes herstellerunabhängiges Forschungs-, Entwicklungs- und Demonstrationszentrum in Europa / wahrscheinlich auch weltweit Ziel: Integration ausgereifter Informations-Technologien in die Fabrikautomation Mitglieder: Sponsoren: SmartFactory KL
9 Erfolge der SmartFactory KL Mehrfach verlängerte Finanzierung von Bund und Land Auszeichnung als Ausgewählter Ort 2007 Steigerung der Mitgliederzahl (von 7 18) Erfolgreiche Teilnahme am Ideenwettbewerb Werbung für den Forschungsstandort Deutschland - Research in Germany - Land of Ideas Etablierung der SmartFactory als fester Bestandteil der Forschungslandschaft im Bereich zukünftiger Fabriktechnologien Erfolgreicher Start mehrerer Projekte (Handybedienung, univ. Bediengerät Ind./ProInno, SemProM) Know-How Transfer durch Info-Foren Regelmäßige Präsenz bei öffentlichen Auftritten Aufbau der Demonstrationsanlage Aufbau und Einsatz des mobilen Demonstrationsmoduls SmartFactory KL
10 Die Vision der SmartFactory KL Die Fabrik der Zukunft : ist beliebig modifizierbar und erweiterbar (flexibel) verbindet beliebige Komponenten verschiedener Hersteller (vernetzt) ermöglicht ihren Komponenten kontextbezogene Aufgaben selbständig zu übernehmen (selbstorganisierend) stellt den Menschen in den Mittelpunkt der technischen Systeme (nutzerorientiert) t SmartFactory KL
11 Projektlandschaft - SmartFactory Ortungssysteme / -dienste zunehm mende Integratio on Bediensysteme Basistechnologien Virtuelle Fabrik Intelligente Abstimmung u. Dokumentation ti Fernkommunikation Ortungstechnologien Bediengeräte SmartFactory KL
12 SmartFactory KL Laufende Projekte
13 MMI heute und in Zukunft An der Maschine heute morgen Neue Systemarchitekturen BLUETOOTH WLAN Neue Planungsmethoden Neue Standards Variabel ortsungebunden An der Maschine Endgeräte Im Büro Zu Hause Kontext Neue Formen der Arbeit SmartFactory KL
14 Das Handy als universelles Parametriergerät Beispiel einer Gemeinschaftsforschung Nutzer Aufgaben Bediengerät Einflüsse auf die Bedienung Funktion Kontext technisch Umfeld organisatorisch Vorarbeiten des Zentrums für Mensch-Maschine- Interaktion Entwicklungsprojekt der Mitglieder AiF-Förderung im ProInno Programm Universelles Bediengerät SmartFactory KL
15 UniBeG Projektreihe Universelles Bediengerät g Vorarbeiten: 02/ /2006: Diplomarbeit Maike Grund Ansteuerung der FlowUnit über Nokia 6210 Dipl.-Inf. Daniel Görlich Handy-Bedienung: Zentrum für Mensch-Maschine-Interaktion 08/ /2007: SmartFactory ZMMI KL -Prototypentwicklung (DFKI) Ansteuerung von 20 Feldgeräten über verschiedene Mobiltelefone Deutsches Forschungszentrum Kooperationsprojekt:für p Künstliche Intelligenz 04/ /2009: unipodfki GmbH, GmbH Stollmann GmbH, SmartFactory KL (DFKI) Entwicklung eines dedizierten, zertifizierbaren Handbediengeräts Postfach Forschungsprojekt: 08/ /2011: SmartFactory Kaiserslautern KL, AG Software Engineering Modellbasierte Generierung von Benutzungsschnittstellen Technologieverbund Semantic goerlich@mv.uni-kl.de Product Memory (SemProM): 02/ /2011: DFKI & 6 Industrieunternehmen Zugriff auf angesammelte Lebenszyklusdaten von Produkten & Geräten SmartFactory KL
16 Innovationsallianz Digitales Produktgedächtnis Die SmartFactory KL als Living Lab in der Innovationsallianz Digitales Produktgedächtnis im Rahmen der High-Tech-Strategie IKT-2020 des Bundesministeriums für Bildung und Forschung Projekttitel: Semantic Product Memory (SemProM) Partner: DFKI, Siemens, SAP, 7x4 Pharma, BMW, Deutsche Post, GLOBUS Projektziel: Umfassende Erfassung, Bereitstellung und Nutzung von PLC-Daten Rolle SF: Betrachtung von DPG in der adaptiven Produktion SmartFactory KL
17 SemProM: Produkte werden zu Smart Items mit mit Gedächtnis SmartFactory KL
18 SemProM Semantic Product Memory SmartFactory KL
19 Mobile Module der SmartFactory KL Dezentrale Prozessparametrierung Mobiler Zugriff auf Betriebsdaten und Anlagenparameter Unabhängiger Betrieb verschiedener Produktionsmodule SmartFactory KL
20 Ortsbezogene Dienste (Location Based Services) Aktuelle Position: N, 0 22 W Navigationsanwendung; Stadtplan: Vl Valencia, Avenida del Puerto Ortsabhängige Infos: Temperatur 32 C Nächste U-Bahn 200m links, 13:34 Uhr Kollege befindet sich im Parc de Marchalenes Positionsgestützte Dienste (LBS) nutzen die Information über den Aufenthaltsort eines mobilen Endgeräts als Basis für die Bereitstellung t spezifischer Informationen, Anwendungen und Dienste, die auf die aktuelle Position eines Nutzers zugeschnitten sind. SmartFactory KL
21 Industrielle Anwendungen ortsbezogener Dienste Mitarbeitersicherheit Asset Management Marshall Aerospace Ubisense AG Ubisense AG Qualitätssicherung Prozessoptimierung i IBS AG SmartFactory KL
22 Installierte Ortungssysteme in der SmartFactory KL UbiSense UWB Echtzeit- Positionierungssystem RFID Raster im Werkstattboden zur mobilen Navigation Crossbow Cricket Ultraschall Lokalisierungssystem i SmartFactory KL
23 Funktechnologie in der industriellen Anwendung Implementierte Technologien: Leitsystem Funkkommunikation zum Leitstand (WLAN) WLAN Dezentrale Prozesssteuerung via RFID Funkvernetzung von Sensoren Funkbasiertes Notauskonzept Parametrierung über universelles Bediengerät Störungsmeldung über GPRS RFID WLAN Bluetooth SmartFactory KL GPRS
24 Risiken der Drahtlos-Technologien Abhören wireless network Stören Eindringen i SmartFactory KL
25 Projektgruppe Digitale Fabrik Ziel: Demonstration der Digitalen Fabrik Meilensteine: Digitale Repräsentation der SmartFactory KL Partner: Lucian Blaga University Sibiu/RO Simulation des Produktionsablaufs Automatisierte Kontrollsystemgenerierung Verbindung zwischen ERP und MES PLM Software Aufbau einer Forschungs-, Entwicklungsund Demonstrations-Plattform SmartFactory KL
26 Digital Factory Planning Simulation Control (Factory CAD, Solid Edge, NX) (Plant Simulation, Process Simulate) Backbone (Factory Link) WinCC Projects, Operator Panels OPC PLC Code Analysis, Dynamic 3D Vis SmartFactory KL
27 Service orientierte Planung von Fabriksystemen Hardwareunabhängige Planung von Fabriksystemen ERP MES Abstrakter Service harwareunabhängig Service Bibliothek Feldebene Gerätesteuerung hardwareabhängig Sensor-ServiceS Ventil-Service i Pump-Service Steuer-ServiceS Kommunikations-Service i SmartFactory KL
28 Weitere Arbeitsgebiete Basistechnologien Sozialwissenschaftliche Begleitforschung Auswirkungen moderner Technologien auf Arbeitsformen (Arbeitsplatzgestaltung) Arbeitszeitmodelle; Entlohnungssysteme Referenz-Software-Architektur Entwicklung standardisierter Protokolle für die Kommunikation und Kollaboration Funktechnologien Eignung verschiedener Technologien für den industriellen Einsatz miniaturisierte, low-power-systeme Entwicklung zuverlässiger, industrietauglicher Systeme Bearbeitung in Projekten als Grundlagenforschung (bspw. DFG, o.ä.) SmartFactory KL
29 SmartFactory KL Demonstrationsanlage
30 Anlage SmartFactory KL Frisch Spül- Flow Farb Farb Seifen- Wasser Wasser Unit Wasser Dosierung vorrat Mischung Demonstration Server Fliessprozess RFID-Floor Operator station Stückgutproze ess Abfüllen Versch hl- ießen Labeln en at Kommissionieren Flasch vorra Techniker Werkstatt SmartFactory KL
31 Hybride Fabrik Verfahrenstechnischer Prozess Stückgutprozess SmartFactory KL
32 Animation der Gesamtanlage SmartFactory KL
33 Was bietet die SmartFactory KL Die SmartFactory KL stellt eine herstellerneutrale, realitätsnahe Forschungs- und Demonstrationsanlage zur Verfügung Der Verein koordiniert gemeinsame Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten der Mitglieder Der Verein organisiert Informationsveranstaltungen zu visionären Themen für seine Mitglieder Der Verein beobachtet und initiiert Standardisierungsvorhaben Der Verein fördert die Verbreitung der erarbeiteten Themen SmartFactory KL
34 The Pyramid of Automation yesterday y data sets WLAN ERP-Level Enterprise Resource Planning words MES-Level Manufacturing Execution System control room bytes Control-Level Machine controllers Device- bits processes logistics maintenance manufacturing power Level Sensor-Actor- Machine the intelligent factory of the future SmartFactory KL German Research Center for Artificial Intelligence
35 The Pyramid of Automation today To services WLAN IP ERP-Level Enterprise Resource Planning Ethernet Communication layer Via messages MES-Level Manufacturing Execution System control room IP xx.x Via functions Profinet Communication layer Control-Level Machine controllers From signals UMTS UMTS processes logistics maintenance ASI, CAN, Interbus power manufacturing Communication layer Device- Level Sensor-Actor- Machine the intelligent factory of the future SmartFactory KL German Research Center for Artificial Intelligence
36 The Pyramid Network of Automation Services tomorrow from services Portal IP customer- services IP bluetooth IP bluetooth WLAN Service repository UDDI to services IP Resource logistics Process UMTS IP bluetooth IP ZigBee IP maintenance ZigBee processes ERP-services IP UMTS WLAN IP manufacturing IP MES-services WLAN device services IP control room IP global services domain services local services the intelligent factory of the future SmartFactory KL German Research Center for Artificial Intelligence
37 Key changes in the factory of the future eyerything is described by semantic services read_temp<valve_in4> eyerything y is mobile the factory of things IP eyerything y is networked intelligent collaboration and documentation virtuality location merges sensing with technologies reality interaction devices the intelligent factory of the future SmartFactory KL German Research Center for Artificial Intelligence
38 SmartFactory KL
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