Industrie 4.0 in Produktion, Automatisierung und Logistik - Anwendung · Technologien · Migration
von: Thomas Bauernhansl, Michael ten Hompel, Birgit Vogel-Heuser
Springer Vieweg, 2014
ISBN: 9783658046828
Sprache: Deutsch
639 Seiten, Download: 50014 KB
Format: PDF, auch als Online-Lesen
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Industrie 4.0 in Produktion, Automatisierung und Logistik - Anwendung · Technologien · Migration
Vorwort | 5 | ||
Inhaltsverzeichnis | 7 | ||
Teil 1: Einführung | 11 | ||
Die Vierte Industrielle Revolution – Der Weg in ein wertschaffendes Produktionsparadigma | 15 | ||
1 Warum der industrielle Wettbewerb zunimmt und die Welt der Produktion komplex wird | 15 | ||
1.1 Industrielle Revolutionen der letzten 260 Jahre | 15 | ||
1.2 Beitrag der Industrie zum Erfolg von Volkswirtschaften | 18 | ||
1.3 Die Nachfrageseite des Wachstums | 20 | ||
1.4 Die Angebotsseite des Wachstums | 21 | ||
1.5 Die Wende der Produktionsfaktoren | 21 | ||
2 Wie Komplexität von der Fraktalen zur Smarten Fabrik führt | 24 | ||
2.1 Komplexitätsfelder im Wertschöpfungsnetz | 25 | ||
2.2 CPS als Basis der Smarten Fabrik | 25 | ||
2.3 Warum wird das Konzept der Smart Factory Erfolg haben? | 27 | ||
3 Wie cyber-physische Systeme die Planung und den Betrieb von Fabriken verändern | 28 | ||
3.1 Planung | 29 | ||
3.2 Wertschöpfungsstrukturen | 31 | ||
3.3 Umsetzungsbeispiele | 32 | ||
3.4 Multi-modale Mensch-Maschine-Schnittstelle | 34 | ||
4 Warum Echtzeitnähe und XaaS der Schlüssel für das neue Produktions-Paradigma sind | 35 | ||
4.1 Die vier Lebenszyklen der Produktion | 35 | ||
4.2 Von der Automatisierungspyramide zum service-orientierten Netz | 36 | ||
4.3 Virtual Fort Knox | 37 | ||
4.4 Zwischenfazit | 40 | ||
5 Wie die marktgetriebene Migration in die Vierte Industrielle Revolution erfolgreich sein kann | 40 | ||
5.1 Abschätzung der Kostenpotenziale | 41 | ||
5.2 Wie sollten Unternehmen vorgehen? | 42 | ||
6 Fazit | 43 | ||
7 Literatur | 44 | ||
Herausforderungen und Anforderungen aus Sicht der IT und der Automatisierungstechnik | 46 | ||
1 Einführung | 46 | ||
2 Was ermöglichen CPS für Industrie 4.0? | 46 | ||
3 Was müssen CPS für Industrie 4.0 können? | 48 | ||
3.1 Architekturmodelle (Referenzarchitektur) | 49 | ||
3.2 Kommunikation und Datendurchgängigkeit | 50 | ||
3.3 Intelligente Produkte und adaptive intelligente Produktionseinheiten | 51 | ||
3.4 Informationsaggregation und -aufbereitung für den Menschen | 54 | ||
4 Literatur | 56 | ||
Teil 2: Anwendungsszenarien | 58 | ||
Industrie 4.0 in der praktischen Anwendung | 65 | ||
1 Das Internet der Dinge in der industriellen Produktion | 65 | ||
1.1 Sichtweisen des Internet der Dinge | 65 | ||
2 Technologieparadigmen zur Verringerung der Medienbrüche in der Fabrik | 67 | ||
2.1 Das intelligente Produkt | 68 | ||
2.2 Die intelligente Maschine | 69 | ||
2.3 Der assistierte Bediener | 70 | ||
3 Anwendungsbeispiele | 71 | ||
3.1 Öffentlich geförderte Forschungsprojekte | 71 | ||
3.2 Anwendungsfall Intralogistik | 71 | ||
3.3 Produktionsplanung und Eskalationsmanagement | 76 | ||
3.4 Verteilte Anlagensteuerung in der SmartFactoryKL | 80 | ||
4 Bewertung und Ausblick | 84 | ||
4.1 Kerninnovation bei Industrie 4.0 spezifischer Produktionsoptimierung | 84 | ||
4.2 Zentrale Rolle des Menschen | 86 | ||
4.3 Notwendigkeit von Infrastruktur | 87 | ||
4.4 Stufen der Fabrikprozessoptimierung durch Informationsverfügbarkeit | 89 | ||
5 Zusammenfassung | 90 | ||
6 Literatur | 91 | ||
Use Case Production: Von CIM über Lean Production zu Industrie 4.0 | 93 | ||
1 Einleitung | 93 | ||
2 Computer Integrated Manufacturing (CIM) | 93 | ||
3 Lean Production | 95 | ||
3.1 Beseitigung der Grundverschwendung in der Produktion | 95 | ||
3.2 Perfekte fließende Prozesse, standardisierte Arbeitsabläufe | 96 | ||
3.3 Definition und Einführung des SEW–Wertschöpfungssystems | 98 | ||
3.4 Ausbau zur Wertschöpfungs- und Prozessorientierung | 103 | ||
3.5 Prozess- und wertstromorientierte Unternehmensgestaltung | 104 | ||
4 Industrie 4.0 | 104 | ||
5 Zusammenfassung | 109 | ||
6 Literatur | 110 | ||
Wandlungsfähige Produktionssysteme für den Automobilbau der Zukunft | 111 | ||
1 Motivation wandlungsfähige Produktionssysteme | 111 | ||
2 Flexibilität versus Wandlungsfähigkeit | 111 | ||
3 Innovative Automatisierungslösungen in der Mercedes Benz-Produktion | 113 | ||
3.1 Neuartiges Anlagen- und Montagekonzept zur Hinterachsmontage der C-Klasse durch kooperierende Roboterteams | 113 | ||
3.2 Montage Zylinderkopf Diesel-Vierzylinder | 116 | ||
3.3 Objektgekoppeltes Mechanisierungs-System (OGMS) | 117 | ||
4 Wandlungsfähigkeit durch sensitive Robotik | 118 | ||
4.1 Potenziale Leichtbauroboter und Sensitivität | 118 | ||
4.2 Weltweit erste Serienproduktion mit sensitivem Roboter: Mercedes-Benz Hinterachsgetriebemontage | 120 | ||
4.3 Robot Farming: von sensitiver Automatisierung zur umfassenden Mensch-Roboter-Kooperation | 121 | ||
5 Forschungsfabrik ARENA2036 Wandlungsfähigkeit durch integrierte Produkt- und Produktionsgestaltung für die nächste Generation von (Leichtbau-)Automobilen | 122 | ||
5.1 Motivation | 122 | ||
5.2 Forschungscampus ARENA2036 – Partner, Ziele | 123 | ||
5.3 Forschungsinhalte | 124 | ||
6 Literatur | 127 | ||
Use Case Industrie 4.0-Fertigung im Siemens Elektronikwerk Amberg | 128 | ||
1 Das Elektronikwerk Amberg (EWA) | 128 | ||
1.1 Vision und Strategie | 129 | ||
1.2 Lösungsansätze aus Industrie 4.0 für unsere Herausforderungen | 129 | ||
1.3 Der Mensch ist das Maß aller Dinge (Protagoras) | 131 | ||
1.4 Quality first | 133 | ||
2 Produktionsautomatisierung | 134 | ||
2.1 Der Startpunkt der Automatisierung | 134 | ||
2.2 Die vertikale Integration | 135 | ||
2.3 Die durchgehende Codierung und Identifizierung | 137 | ||
2.4 Autonomiebewegung beim Produkt | 138 | ||
2.5 Losgröße 1 ist bei Industrie 4.0 enthalten | 139 | ||
3 Mensch-Maschine-Interaktion | 141 | ||
3.1 Alle Maschinen online mit EWA-Kommunikationsstandard Comesco | 141 | ||
3.2 Augmented Reality, Suchen und Zuordnen ist Vergangenheit | 143 | ||
4 Der automatisierte Informationsfluss am Arbeitsplatz in der Produktion | 145 | ||
5 DataMining | 147 | ||
5.1 Automatisierte Auswertung der laufenden Prozessdaten, das Watchdog-Prinzip | 147 | ||
5.2 Mit der Maus in die Tiefe, das Drill-Down-Prinzip | 148 | ||
5.3 Lückenlose Auswertung aller Prozessparameter, das Prinzip Objektidentifikation | 149 | ||
6 Lessons Learned, wir machen weiter | 149 | ||
Agentenbasierte dynamische Rekonfiguration von vernetzten intelligenten Produktionsanlagen – Evolution statt Revolution | 152 | ||
1 Szenarien und daraus resultierende Herausforderungen | 154 | ||
1.1 Produktion: Auftragserteilung und -verteilung | 154 | ||
1.2 Sicherung der Produktqualität | 156 | ||
1.3 Prozessoptimierung | 157 | ||
1.4 Diagnose | 157 | ||
1.5 Rekonfiguration | 158 | ||
2 Aufbau des Demonstrators und prinzipieller Ablauf | 159 | ||
3 Agentenbasierter Kopplungsansatz der Modellfabriken | 161 | ||
4 Literatur | 164 | ||
Enabling Industrie 4.0 – Chancen und Nutzen für die Prozessindustrie | 166 | ||
1 Einleitung | 166 | ||
2 Gründe für Industrie 4.0 in der Prozessindustrie | 166 | ||
3 Anwendungsszenario „Datenaggregation in der Verfahrenstechnik“ | 169 | ||
4 Sicht der Gerätehersteller | 169 | ||
5 Technologien und Lösungsansätze | 172 | ||
5.1 Vernetzungsarchitekturen und Austauschformate | 173 | ||
5.2 Data Mining für gerätespezifische und prozessübergreifende Diagnose | 175 | ||
6 Literatur | 178 | ||
Konzepte und Anwendungsfälle für die intelligente Fabrik | 179 | ||
1 Eine Referenzarchitektur für die intelligente Fabrik | 179 | ||
2 Die Lemgoer Modellfabrik als Umsetzungsplattform von Industrie 4.0 | 183 | ||
3 Diagnose als Anwendungsszenario | 186 | ||
4 Optimierung als Anwendungsszenario | 191 | ||
5 Plug & Produce als Anwendungsszenario | 193 | ||
6 Literatur | 195 | ||
Teil 3: Basistechnologien | 197 | ||
iBin – Anthropomatik schafft revolutionäre Logistik-Lösungen | 213 | ||
1 Motivation | 213 | ||
2 Systembeschreibung iBin | 217 | ||
3 Ausblick | 220 | ||
4 Literatur | 226 | ||
Vom fahrerlosen Transportsystem zur intelligenten mobilen Automatisierungsplattform | 227 | ||
1 Einleitung | 227 | ||
2 Heutige fahrerlose Transportsystem | 227 | ||
2.1 Einsatzszenarien von fahrerlosen Transportsystemen | 227 | ||
2.2 Modellvielfalt und Systemintegration | 228 | ||
2.3 Navigationstechnologien | 229 | ||
3 Herausforderungen für FTS im Kontext von Industrie 4.0 | 230 | ||
3.1 Neue Anwendungsszenarien für mobile Systeme | 230 | ||
3.2 Hoher Installations- und Integrationsaufwand von mobilen Systemen | 231 | ||
3.3 Bedarf an standardisierten Systemen | 232 | ||
3.4 Intelligente Fahrzeuge vs. intelligente Systeme | 233 | ||
4 Aktuelle Entwicklungen zu mobilen Automatisierungsplattformen | 233 | ||
4.1 ROS als Softwareplattform | 233 | ||
4.2 Standardisierte Entwicklungsplattformen | 234 | ||
4.3 Flexible Navigationssysteme | 235 | ||
4.4 Mobile Produktionsassistenten | 237 | ||
5 Mobilität als neues Potenzial von Automatisierungssystemen | 237 | ||
5.1 Vom Transportsystem zur mobilen Applikationsplattform | 237 | ||
5.2 Ausblick | 238 | ||
6 Literatur | 238 | ||
Steuerung aus der Cloud | 240 | ||
1 Einleitung | 240 | ||
2 Defizite bisheriger Steuerungssysteme | 240 | ||
3 Cloudbasierte Steuerungssysteme | 243 | ||
4 Kommunikation zwischen cloudbasierter Steuerung und Maschine | 247 | ||
5 Strategien zur Kompensation von Herausforderungen im Kommunikationskanal | 249 | ||
6 Literatur | 252 | ||
High-Performance Automation verbindet IT und Produktion | 253 | ||
1 Einordnung | 253 | ||
2 Anforderungen an die zukünftige Produktion | 253 | ||
3 Anforderungen an zukünftige Automatisierungstechnik | 254 | ||
4 Notwendige Voraussetzungen für Industrie 4.0 | 255 | ||
5 High Performance Automation | 256 | ||
5.1 Rechenleistung | 257 | ||
5.2 Prozesskommunikation | 259 | ||
5.3 Eine neue Klasse der Automatisierungstechnologie | 263 | ||
6 Kommunikation – die Welt trifft sich auf dem PC | 266 | ||
7 Ontologie und Taxonomie für Fertigungsschritte und Ab-läufe als notwendige Elemente für Industrie 4.0 | 269 | ||
8 Vielfältige Standards in Industrie 4.0-Umgebungen | 275 | ||
9 Zusammenfassung | 276 | ||
10 Literatur | 278 | ||
Steigerung der Kollaborationsproduktivität durch cyber-physische Systeme | 280 | ||
1 Einleitung | 280 | ||
2 Herausforderungen in der Produktionssteuerung | 280 | ||
3 Kollaborationsproduktivität in cyber-physischen Systemen | 283 | ||
4 Ansätze zu Industrie 4.0 im Management | 284 | ||
4.1 Hochauflösende Daten aus der Produktion nutzen | 286 | ||
4.2 Cloudbasierte und echtzeitfähige Simulation der Abläufe in der Produktion | 287 | ||
4.3 Interaktive Visualisierungen in der Produktion | 289 | ||
4.4 Schnelle Umsetzung durch Transparenz und Kommunikation | 290 | ||
5 Anwendungsszenarien | 292 | ||
5.1 Hochauflösende Daten aus der Produktion nutzen | 292 | ||
5.2 Mensch-Maschine-Interaktion | 295 | ||
6 Zusammenfassung | 297 | ||
7 Literatur | 297 | ||
Adaptive Logistiksysteme als Wegbereiter der Industrie 4.0 | 299 | ||
1 Auf dem Weg zur adaptiven Logistik | 299 | ||
2 Innovative Technologien für die Logistik von Morgen | 300 | ||
2.1 Wandelbare Logistiksysteme nutzen Technologien des Internets der Dinge und Dienste | 301 | ||
2.2 Umsetzung cyber-physikalischer Materialflusssysteme | 305 | ||
3 Der Mensch als Akteur in cyber-physikalischen Logistiksystemen | 311 | ||
3.1 Cyber-physikalische Logistiksysteme erfordern den „Logistiker 4.0“ | 311 | ||
3.2 Menschorientierte cyber-physikalische Logistiksysteme in der Praxis | 314 | ||
4 Logistik für die Industrie 4.0 Mensch und Maschine im smarten Zusammenspiel | 323 | ||
5 Literatur | 323 | ||
Standardisierte horizontale und vertikale Kommunikation: Status und Ausblick | 326 | ||
1 Einleitung | 326 | ||
2 Ausgangssituation | 327 | ||
3 Mission der OPC Foundation: Interoperabilität | 328 | ||
4 Transport, Sicherheit, Robustheit | 328 | ||
5 Kommunikations-Stack und Skalierbarkeit | 329 | ||
6 Einbindung von Informationsmodellen | 330 | ||
6.1 PLCopen: Mapping der IEC61131-3 in den UA-Namensraum | 331 | ||
6.2 PLCopen: OPC-UA-Client-Funktionalität in der SPS | 332 | ||
6.3 UMCM-Profil des MES-Herstellers | 334 | ||
6.4 BACnet / IEC61850 / IEC61400-25 | 334 | ||
7 Verbreitung und Anwendungen | 335 | ||
8 Anwendung: Vertikal – von der Produktion bis in das SAP | 335 | ||
9 Anwendung: Horizontal – M2M zwischen Geräten der Wasserwirtschaft | 336 | ||
10 Anwendung: Energie-Monitoring und Big Data | 338 | ||
11 Status – Ausblick | 339 | ||
12 Abkürzungsverzeichnis | 342 | ||
Industrie 4.0 – Chancen und Herausforderungen für einen Global Player | 343 | ||
1 Zusammenfassung | 343 | ||
2 Die Wiedergeburt der Industrie | 343 | ||
2.1 Die Siemens-Version der Vision von Industrie 4.0 | 347 | ||
2.2 Die Digital Enterprise Platform | 350 | ||
3 Kundenbeispiele | 353 | ||
4 Die Siemens-Roadmap | 356 | ||
5 Literatur | 358 | ||
Die horizontale Integration der Wertschöpfungskette in der Halbleiterindustrie – Chancen und Herausforderungen | 359 | ||
1 Eigenschaften von Wertschöpfungsnetzwerken in der Halbleiterindustrie | 359 | ||
2 Realisierung eines integrierten Wertschöpfungsnetzwerks | 362 | ||
3 Chancen und Herausforderungen der horizontalen Integration | 364 | ||
4 Zusammenfassung und Ausblick | 367 | ||
5 Literatur | 367 | ||
Sichere Industrie 4.0-Plattformen auf Basis von Community-Clouds | 368 | ||
1 Industrie 4.0: Vom Konzept zur Infrastruktur | 368 | ||
2 Virtual Fort Knox – Baden-Württembergs Industrie-4.0-Plattform für die Kooperation im Maschinen- und Anlagenbau | 370 | ||
3 Technische Kernelemente | 371 | ||
3.1 Referenzarchitektur | 373 | ||
3.2 Prototypische Umsetzung der Referenzarchitektur | 375 | ||
3.3 Der Manufacturing Service Bus | 377 | ||
3.4 IT-Sicherheitstechnologie | 380 | ||
4 Vertrauen und Akzeptanz: Das Vertrauensmodell des VFK | 381 | ||
4.1 Subjektive Wahrnehmungen als Kernelement einer technischen Plattform | 381 | ||
4.2 Umsetzung | 383 | ||
4.3 Sicherheitsarchitektur | 384 | ||
4.4 VFK-Sicherheitsorganisation | 387 | ||
4.5 Erhaltung von Vertrauen und Akzeptanz | 388 | ||
5 Geschäftsmodelle für eine digitale Industrie-Infrastruktur | 389 | ||
5.1 Bewertung und Überarbeitung der Geschäftsmodellvarianten | 392 | ||
5.2 Bewertung des VFK-Geschäftsmodells | 393 | ||
6 Ausblick | 394 | ||
7 Literatur | 394 | ||
IT-Sicherheit und Cloud Computing | 396 | ||
1 Einleitung | 396 | ||
1.1 Eingebettete, vernetzte Komponenten | 396 | ||
1.2 Big Data und Cloud-Computing | 398 | ||
1.3 Herausforderungen für die IT-Sicherheit | 399 | ||
1.4 Cloud-Computing im Kontext von Industrie 4.0 | 400 | ||
2 Anforderungen an Cloud-Systeme | 402 | ||
2.1 Einsatz von Cloud Computing in Industrie 4.0 | 403 | ||
2.2 Verfügbarkeit der Dienste und Daten | 409 | ||
2.3 Unversehrtheit der Daten | 410 | ||
2.4 Geheimhaltung vertraulicher Daten | 413 | ||
3 Lösungsansätze und Forschungsbedarfe | 415 | ||
3.1 Sicherstellung der Datenintegrität durch sichere Hardware Module | 417 | ||
3.2 Produkt- und Know-how-Schutz | 418 | ||
3.3 Erhöhung der Verfügbarkeit und Integrität von Daten in der Cloud | 420 | ||
3.4 Beschränkung von Datenzugriffen in der Cloud | 421 | ||
3.5 Suchen in verschlüsselten Datenbeständen | 423 | ||
3.6 Vertrauliche, privatsphärenbewahrende Zusammenarbeit mehrerer Parteien | 425 | ||
4 Zusammenfassung und Ausblick | 426 | ||
5 Literatur | 428 | ||
Safety: Herausforderungen und Lösungsansätze | 431 | ||
1 Einleitung | 431 | ||
2 Safety-Herausforderungen | 432 | ||
3 Modulare Sicherheitsnachweise für flexible Baukastensysteme | 436 | ||
3.1 Modulare Fehlerbaumanalyse | 436 | ||
3.2 Modulare FMEA | 439 | ||
3.3 Modulare Sicherheitskonzepte und -nachweise | 441 | ||
4 Laufzeitzertifizierung für die dynamische Anlagenkonfiguration | 444 | ||
5 Zusammenfassung | 447 | ||
6 Literatur | 448 | ||
iProduction, die Mensch-Maschine-Kommunikation in der Smart Factory | 449 | ||
1 Zur Rolle des Menschen in der Produktion von morgen | 449 | ||
1.1 Vollautomatisierung wird kürzeren Produktlebenszyklen nicht gerecht | 451 | ||
1.2 Assoziationsfähigkeit des Menschen vs. Künstliche Intelligenz (KI) | 451 | ||
1.3 Nutzung mobiler Kommunikationstechnik im Arbeitskontext | 453 | ||
1.4 Potenziale von Social Media in der Produktion | 454 | ||
1.5 Möglichkeiten der Unterstützung der Mitarbeiter durch mobile Assistenz | 456 | ||
2 Beispielszenario aus einer Smart Factory | 458 | ||
3 Informationsbereitstellung für die Funktionsträger in der Produktion | 462 | ||
4 Produktionsdatenintegration bei heterogenen Maschinenparks | 467 | ||
4.1 Schritt 1: Datenerfassung | 467 | ||
4.2 Schritt 2: Datenzuordnung | 468 | ||
4.3 Schritt 3: Daten-Interpretation | 469 | ||
4.4 Transformation von Maschinendaten in Betriebszustände | 473 | ||
4.5 Architekturansatz zur Meldeverküpfung | 476 | ||
5 Literatur | 478 | ||
Unterstützung des Menschen in Cyber-Physical-Production Systems | 479 | ||
1 Einleitung | 479 | ||
2 Technologien zur Unterstützung der Mensch-Maschine Schnittstelle | 481 | ||
2.1 3D-Prozessdatenvisualisierung | 481 | ||
2.2 Touch Interaktion und Gestensteuerung | 482 | ||
2.3 Augmented Reality | 484 | ||
2.4 Social Networks / Informationssysteme | 486 | ||
3 Zusammenfassung und Ausblick | 488 | ||
4 Literatur | 489 | ||
Integration des Menschen in Szenarien der Industrie 4.0 | 490 | ||
1 Einleitung | 490 | ||
2 Der Lebenszyklus von Produktionssystemen | 493 | ||
3 Interaktion von Mensch und Produktionssystem | 495 | ||
3.1 Einfluss auf den Entwurfsprozess | 496 | ||
3.2 Einfluss auf den Nutzungsprozess | 498 | ||
4 Folgerungen | 500 | ||
5 Literatur | 501 | ||
Mensch-Maschine-Interaktion | 505 | ||
1 Einleitung | 505 | ||
2 Stand der Technik in der Mensch-Roboter-Interaktion | 505 | ||
2.1 Informatorische Interaktion von Mensch und Roboter | 505 | ||
2.2 Physische Interaktion von Mensch und Roboter | 507 | ||
3 Technologiebedarf und offene Forschungsfragen | 508 | ||
3.1 Datenmodelle für die Nutzung von Robotern in Industrie 4.0-Anwendungen | 508 | ||
3.2 Semantische Integration der Komponenten eines Robotersystems | 510 | ||
3.3 Erkennung von Handgesten und kinematischen Parametern des Menschen | 511 | ||
3.4 Sensoren als cyber-physische Systeme | 512 | ||
3.5 Sicherheit kollaborativer Roboteranlagen im Kontext von Industrie 4.0 | 513 | ||
3.6 Wirtschaftlichkeit | 514 | ||
4 Aktuelle Forschungsansätze | 514 | ||
5 Neue Anwendungsszenarien | 516 | ||
6 Literatur | 519 | ||
Mensch-Maschine-Interaktion im Industrie 4.0-Zeitalter | 520 | ||
1 Einleitung | 520 | ||
2 Repräsentationsformen einer cyber-physischen Welt | 523 | ||
3 Interaktionsformen einer cyber-physischen Welt | 524 | ||
4 Mobile, kontext-sensitive Benutzungsschnittstellen | 526 | ||
5 Adaptive, lernende Assistenzsysteme | 530 | ||
6 Entwicklungsparadigmen für I4.0-Benutzungsschnittstellen | 532 | ||
7 Entwicklung hersteller- und plattformübergreifender Benutzerschnittstellen | 534 | ||
8 Zusammenfassung | 536 | ||
9 Literatur | 537 | ||
Data Mining und Analyse | 538 | ||
1 Einführung | 538 | ||
2 Das Internet der Dinge in Industrie 4.0 | 539 | ||
2.1 Nutzung der Maschinendaten zur Sicherstellung der störungsfreien Produktion durch vorhersagende Wartung (predictive maintenance) | 540 | ||
2.2 Echtzeitreaktion auf Produktionsdaten auf der Geschäftsebene | 540 | ||
2.3 Steuerung der Produktion nach Geschäftsbedürfnis | 541 | ||
2.4 Steuerung der Produktion durch Kommunikation von Maschinen untereinander | 541 | ||
2.5 Beidseitige Interaktion von Geschäfts- und Produktionsebene | 541 | ||
2.6 Produktdatenintegration | 542 | ||
3 Big Data | 543 | ||
4 Geschäftsprozesse im Kontext Industrie 4.0 | 544 | ||
5 Literatur | 549 | ||
Teil 4: Migration | 550 | ||
SPS-Automatisierung mit den Technologien der IT-Welt verbinden | 554 | ||
1 Einführung | 554 | ||
2 Bedeutung von Maschinensoftware | 554 | ||
2.1 Flexibilität durch offene Schnittstellen | 555 | ||
2.2 Vernetzung mit der Unternehmens-IT | 555 | ||
2.3 Grenzen aktueller Lösungen | 556 | ||
3 Open Core Engineering | 556 | ||
3.1 Elemente von Open Core Engineering | 557 | ||
3.2 Open Core Interface – Brücke zwischen SPS- und ITAutomation | 558 | ||
4 Maschinensoftware – Potenziale für Industrie 4.0 | 562 | ||
5 Literatur | 564 | ||
Von der Automatisierungspyramide zu Unternehmenssteuerungsnetzwerken | 565 | ||
1 Einführung | 565 | ||
2 Big Data und Cloud Computing als Treiber von Industrie 4.0 | 566 | ||
3 Anforderungen an die Unternehmens-IT | 566 | ||
4 Chancen und Voraussetzungen künftiger Einsatzszenarien | 569 | ||
4.1 Durchgehende digitale Fertigungsprozesse | 569 | ||
4.2 Integration von Top Floor und Shop Floor | 569 | ||
4.3 Wertschöpfungsnetzwerke in Echtzeit | 570 | ||
5 Fazit | 572 | ||
6 Literatur | 573 | ||
Industrie 4.0-Readiness: Migration zur Industrie 4.0-Fertigung | 574 | ||
1 Einführung | 574 | ||
2 Ausgangssituation für Industrie 4.0-Migrationsszenarien | 575 | ||
2.1 Ausgangssituation Fabrik | 575 | ||
2.2 Ausgangssituation Produktions-IT | 576 | ||
2.3 Ausgangssituation Produktionsautomatisierung | 577 | ||
2.4 Ausgangssituation Informations- und Kommunikationstechnologie | 579 | ||
3 Industrie 4.0-Readiness: Vorgehensmodell für die Industrie 4.0-Migration | 581 | ||
3.1 Aufnahme und Analyse der zu betrachtenden Prozesse | 582 | ||
3.2 Ermittlung Industrie 4.0-Readiness | 583 | ||
3.3 Umsetzungsplanung | 584 | ||
4 Migrationsszenarien | 586 | ||
4.1 Migrationsszenario: Cloud und Apps statt Datenbank und Suite | 586 | ||
4.2 Migrationsszenario: Einführen einer Tracking-Lösung | 587 | ||
5 Zusammenfassung und Ausblick | 589 | ||
6 Literatur | 590 | ||
Teil 5: Ausblick | 591 | ||
Chancen von Industrie 4.0 nutzen | 595 | ||
1 Einführung | 595 | ||
2 Die vierte industrielle Revolution | 596 | ||
3 Chancen für den deutschen Wirtschaftsstandort | 599 | ||
3.1 Ökonomische Chancen | 599 | ||
3.2 Ökologische Chancen | 600 | ||
3.3 Soziale Chancen | 600 | ||
4 Smart Data und Smart Services | 600 | ||
5 Akzeptanz als Herausforderung | 602 | ||
5.1 Sicherheit | 602 | ||
5.2 Privatsphäre | 603 | ||
5.3 Bedeutung von MINT | 603 | ||
6 Schlussfolgerung | 604 | ||
7 Literatur | 605 | ||
Logistik 4.0 | 607 | ||
1 Einleitung | 607 | ||
2 Die Vision vom Internet der Dinge oder: Der ideale logistische Raum ist leer! | 607 | ||
3 Planung 4.0 und die Trennung von normativer und operativer Entscheidungsebene | 609 | ||
4 Supply Chain Management 4.0 oder das Dilemma der standardisierten Zukunft | 611 | ||
5 Industrielles Management 4.0 – von der Selbststeuerung zur Selbstgestaltung | 613 | ||
6 Ausblick | 615 | ||
7 Literatur | 616 | ||
Industrie 4.0 – Anstoß, Vision, Vorgehen | 617 | ||
Literatur | 626 | ||
Verzeichnisse | 627 | ||
Herausgeber und Autoren | 628 | ||
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