Wolfgang Brem

Business Development Senior Architekt für das Produzierente Gewerbe in Europa

03. März 2016

Anforderungen von Industrie 4.0 an die Kommunikationsinfrastruktur

Watch

Video

Die Industrielle Evolution

18ste

Jahrhundert

Dampf

20ste

Jahrhundert

Massen

Produktion

Die Siebziger

Roboter

Heute

Digitalisierung

Technologischer

Fortschritt

Intelligente

Dinge

Die vierte industrielle Revolution erlaubt deutliche Verbesserungen der Wirtschaftlichkeit

Was sind die wirtschaftlichen Ziele

Reduzierung

Stillstandzeiten

48%Nicht geplanter

Stillstand von11%

auf 5.8% verbessern

Reduzierung von

Ausschuss

49%

Ausschussrate von

4.9% auf 2.5%

verbessern

Neue Produkte

einführen

23%

Verbesserung der

Produkteinführungs-

zeit von 15 zu 11

Monaten

OEE

Verbesserung

16%

Verbesserung der Ø

OEE von 74% zu

86%(Overall Equipment

Effectivenes)

Verbesserung der

Inventarisierung

35%

Verbesserung der

Auslastung von

Investionsgüttern

Reduzierung der

Energiekosten

18%

Jährliche kosten

Einsparung von

18%

Quelle: SCM World/Cisco “Smart Manufacturing and the Internet of Things 2015” Survey von 418 Firmen mit Verantwortlichen

der Business Line bzw. Produktionsleitern von 17 verschiedenen Branchen

Off-LineFactory Network

Factory Security

Factory Wireless

Connected

FactoryAnalytics & Big Data

Virtualization & Compute

Connected Machines

Factory Collaboration

Location Services

Connected

Enterprise

Supply Chain Collaboration

Design Collaboration

Supply Chain

Orchestration

Digital Manufacturing Journey

+ 16% OEE

- 35% Inventory

+ 23% NPI

- 49% Defects

- 48% Downtime

Aufgabenstellung Kommunikation für Industrie 4.0

Data Center

IT Clients

Fabrik

Internet

IT Abteilung

Netzwerke Anschlüsse

Clients LokationenMaschinen

Produktionsverantwortung

Ende zu Ende Kommunikation erfordert ganzheitliche Betriebskonzepte

Maschine

DingeElementeProzesseDaten

Betreibbarkeit und Sicherheit für das Internet der Dinge

Edge Computing

DEVICE

DATA CENTER/CLOUD

Computing Model(Data Volume, Security, Resiliency, Latency)

Computing Model(Data Volume, Security, Resiliency, Latency)

Edge / FOG Computing

Traditional Data

Management:

• HDFS

• EDW

• Data Marts

• Etc-

Analytics am Edge:

• Data reduction

• Pattern detection

• Action in true-real-

time

Digital Manufacturing Solutions

Analytics & Big DataSupply Chain

Collaboration

Connected Machines & Edge Compute

Factory Security

Factory Network

Factory Wireless

Connected Factory

Infrastructure

Compute

Apps

Factory Virtualization Data Center and Cloud

Factory

Collaboration

Connected Factory

Wireless

Connected Factory

Network

Connected Factory

Security

Ethernet

Wie weit sind Sie?

Managed Switches

Connected IT/OT Network

Management in OT Tools

SDN for Plug & Play Factory

Factory Wi-Fi (ad Hoc)

Unified Factory-Wide Wi-Fi

Wi-Fi Management Tools

LBS-Ready WiFi

Hyper Location

Industrial DMZ

Network Access Control

Central Identity and Policy

Secure Remote Access

Industrial Protocol DPI

1.

2.

3.

4.

5.

1.

2.

3.

4.

5.

1.

2.

3.

4.

5.

Vernetzte Fabrik: Cisco Planed Wide Ethernet

Gbps Link for Failover Detection

Firewall(Active)

Firewall(Standby)

FactoryTalk Application Servers

CiscoASA 5500

CiscoCatalyst Switch

Network Services

Cisco Catalyst6500/4500

Cisco Cat. 3750Switch Stack

Patch ManagementTerminal ServicesApplication Mirror

AV Server

Cell/Area #1(Redundant Star Topology)

Drive

Controller

HMI Distributed I/O

Controller

DriveDrive

HMI

Distributed I/O

HMI

Cell/Area #2(Ring Topology)

Cell/Area #3(Linear Topology)

Layer 2 Access Switch

Controller

Cell/Area ZoneLevels 0–2Layer 2 Access

Manufacturing ZoneLevel 3Distribution and Core

Demilitarized Zone(DMZ) Firewalls

Enterprise NetworkLevels 4–5

Web Apps DNS FTP

Internet

Vernetzte Fabrik: Cyber Security Protection

Let’s do some

maintenance!

Let’s do some

maintenance!

Enterprise Network

VPN

DMZ

Supervisory Network

Control System Network

Remote Facility

IEDs, PLCs,Sensors,

Actuators

Historian

SCADA/DCS Historian

Cloud Systems

App ServerWeb Server

Actuato

Remote Services

VPN

Field Network

Actuators SensorsActuato

Internet

Application Visibility, IPS/IDS

Identity Services Engine

Switching

Video Surveillance Manager

Routers

Firewalls Access Points

Network and Security Mgmt.

Onion Layers

Secure ZonesCells� Zones� Plants

Segmented Access (Role-Based)

Security Policy, AAA and Identity Services

Industrial Cyber SecuritySecurity Monitoring,

Threat Detection, Incident and Event Monitoring

Physical SecuritySmart, Programmable Cameras

Maschine Data Client Architektur

• Large Scale DC and

Cloud Architectures

• SDN Technology Leader

• Large Scale

Orchestration

• Large Scale DC and

Cloud Architectures

• SDN Technology Leader

• Large Scale

Orchestration

• Open Development

Framework

• Embedded IOS/IoX

• Secure Concepts

• Different HW Options

• Industry Protocol Know

How

• Open Development

Framework

• Embedded IOS/IoX

• Secure Concepts

• Different HW Options

• Industry Protocol Know

How

• Internet Technology Leader (DMVPN;

FlexVPN)

• High Performance NG FWs

• Trust Management

• LAN TrustSec Technology

• 802.1x Authentication

• QoS E2E Architecture

• Internet Technology Leader (DMVPN;

FlexVPN)

• High Performance NG FWs

• Trust Management

• LAN TrustSec Technology

• 802.1x Authentication

• QoS E2E Architecture

MaschineMaschine ProduktikonProduktikon DMZDMZ

UCS

PLC

LAN

ME

S

AD

ER

P

An

aly

tic

Identity Management

DMZ (p)CloudDMZ (p)Cloud

Identity Management

Internet

Intranet

OR/AND

ISE ISE

CA-Ser.AD-Ser. CA-Ser.

On Premise (option)Trust

Exchange

MDC

HMI

OS/Hypervisor

(e) IOSe.g. OPC

UA

Data Collector

Analytics

(p)CloudClient A/Vendor A

UCS

Ap

ps

Pri

me

An

aly

tics

(p)CloudClient A/Vendor A

UCS

Ap

ps

Pri

me

An

aly

tics

(p)CloudClient A/Vendor A

UCS

Ap

ps

Pri

me

An

aly

tics

(p)CloudClient A/Vendor A

UCS

Ap

ps

Pri

me

An

aly

tics

Air

AC 400V

Data

Safety

OPC

UA

Model

OPC

UA

Model

OPC

UA

Model

OPC

UA

Model

OPC

UA

Model

OPC

UA

Model

OPC

UA

Model

OPC

UA

Model

ePlan IBM ProAlpha SM KLOPC UA als universelles

Datenmodel

Herausforderungen

Kommunikation in Silos

Big Data Management

Ausarbeitung von Aktionen durch Analytik

Komplexe Integration

Erhöhter bedarf an Datensicherheit

Einheitliche Konnektivität

Woran arbeiten wir mit unseren Kunden

Zeit

Wirtschaftlicher Vorteil

Prozesse

Daten Management vom

Edge bis in die Cloud

Ende-zu-Ende Daten

Sicherheit

Analytik und

Applikationen

Beherrschbare Netzwerk

Architekturen

Datensicherheit auf jedem

Netzwerkebene

Rechenleistung wo sie

gebraucht wird

Angepasste Lösungen

für Analytics

Validierte Designs &

Apps für die Produktion

Danke!

16© 2015 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential

CISCO VISION

CISCO PORTFOLIO

Cisco IoTSystem Große Produktvielfalt:

Ethernet, Wireless, Routing, Security

Optimiert für den Industriellen Umgebungen

Unterstützung von Sicherheit von der Cloud

bis zum Edge

Cisco IoT Produkte

Industrial Switching

IE 2000, 3000CGS2000

IP67 IE 4000

IE 5000

Industrial Wireless

Field AP 1552

Manufacturing WGB/AP (Rockwell)

Industrial APIW 3700 802.11ac

Mobile IP Gateway

Field Routing Network

CGR 1000

819H

IR 829 IR 910

IR 509

IR 809

CGR 2KASR90X

Embedded Networks

5900 ESR

5921 Software Router

ESS Switches

Cisco ISEASA H

ISA 3000

Industrial Security