industrie 4.0 – die revolution beginnt...
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Einführung Industrie 4.0
01. Oktober 2013, IGM Forum, Erlangen
Industrie 4.0 – Die Revolution beginnt jetzt!
Definition Industrie 4.0
Der Begriff Industrie 4.0 steht für die vierte industrielle Revolution, einer neuen Stufe der Organisation und Steuerung der gesamten Wertschöpfungskette über den Lebenszyklus von Produkten. Dieser Zyklus orientiert sich an den zunehmend individualisierten Kundenwünschen und erstreckt sich von der Idee, dem Auftrag über die Entwicklung und Fertigung, die Auslieferung eines Produkts an den Endkunden bis hin zum Recycling, einschließlich der damit verbundenen Dienstleistungen.
Basis ist die Verfügbarkeit aller relevanten Informationen in Echtzeit durch Vernetzung aller an der Wertschöpfung beteiligten Instanzen sowie die Fähigkeit aus den Daten den zu jedem Zeitpunkt optimalen Wertschöpfungsfluss abzuleiten.
Durch die Verbindung von Menschen, Objekten und Systemen entstehen dynamische, echtzeitoptimierte und selbst organisierende, unternehmensübergreifende Wertschöpfungsnetzwerke, die sich nach unterschiedlichen Kriterien wie bspw. Kosten, Verfügbarkeit und Ressourcenverbrauch optimieren lassen.
Von Industrie 1.0 zu Industrie 4.0
Quelle: Forschungsunion Wirtschaft – Wissenschaft
Innovationstreiber sind zwei konvergente Technologieentwicklungen
Quelle: Forschungsunion Wirtschaft – Wissenschaft
Grundlegende Paradigmenwechsel kennzeichnet „Industrie 4.0“…
Von einer zentralen Steuerung zu einer dezentralen Selbstorganisation: Ad-hoc-Vernetzung Von etablierten Wertschöpfungsketten zu
virtuellen Ad-hoc-Organisationen
Von passiven, vorgeplant betriebenen Produktionssystemen zu aktiven autonomen, sich selbst organisierenden Produktionseinheiten
Das intelligente Produkt unterstützt aktiv den Produktionsprozess
Die Produktion folgt dem Takt des Menschen
Von der starren Anwesenheit zum flexiblen Mitarbeitereinsatz (Verfügbarkeitskalender und Expertisenkatalogs)
Auflösung der klassischen Branchengrenzen und Verbände
Quelle: Forschungsunion Wirtschaft – Wissenschaft
…und ermöglichen neue internetbasierte Dienste und Geschäftsmodelle Alle Einheiten des Produktionsnetzwerks bieten ihre Fähigkeiten und Daten als semantisch
beschriebene Dienste (Cloud Services) an.
Auf Basis sichere und vertrauenswürdige Cloud-Infrastrukturen (Trusted Cloud) entsteht so ein Internet der Dienste und Daten.
Durch semantische Technologien (Theseus) werden diese Basisdienste handelbar, erweiterbar und zu Mehrwertdiensten kombinierbar.
Die Bündelungen von intelligenten Produkten, Dienstleistungen und Wissen zu Lösungen für den kundenindividuellen Bedarf ist die Basis für neue innovative Geschäftsmodelle.
Nur in Kombination mit neuen Geschäftsmodellen und Internet-basierten Dienstleistungen kann das Potential von Industrie 4.0 voll ausgeschöpft werden.
Quelle: Forschungsunion Wirtschaft – Wissenschaft
Wie kein anderes Land ist Deutschland befähigt, die Potenziale einer neuen Form der Industrialisierung zu erschließen: Industrie 4.0.
Deutschlands Ausgangssituation
Marktführerschaft im Anlagen- und Maschinenbau
Eine in ihrer Konzentration weltweit beachtete IT-Kompetenz
Innovationsführerschaft in Embedded Systems und der Automatisierungstechnik
Qualifizierte und hoch motivierte Beschäftigte
Kurze Wege zu und teilweise intensive Kooperation zwischen Ausrüstern und Anwendern
Leistungsfähige Forschungs- und Ausbildungseinrichtungen
Internationaler Vergleich
Neben Deutschland haben auch andere Länder das Internet der Dinge als strategische Herausforderung für die Produktion der Zukunft identifiziert
Dieser Herausforderung wird auch förderpolitisch Rechnung getragen:
In den USA wurden die Mittel für Produktionsforschung im Haushalt 2013 um 19% (2,2 Milliarden US-Dollar) gesteigert
Bis 2015 stellt China 1,2 Billionen Euro für die Erreichung der globalen Technologieführerschaft u.a. im High-End Equipment Manufacturing zur Verfügung
Die EU fördert aktuell mehrere Initiativen zur Implementierung des Internets der Dinge in der Produktion, dafür stehen derzeit mehr als 9 Milliarden Euro zur Verfügung
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit.
Weitere Informationen über www.plattform-i40.de
Jörn LehmannVDMA-Gesellschaft für Forschungund Innovation (VFI) mbHPlattform Industrie [email protected]
Backup
Ergebnisse Produktionsarbeit der Zukunft
Quelle Fraunhofer IAO Studie Produktionsarbeit der Zukunft – Industrie 4.0, Dieter Spath, 2013
Mensch und Automatisierung
Der Automatisierungsgrad wird steigen
Automatisierung wird flexibler
Durch die Automatisierung werden die Menschen entlastet und unterstützt
Die nötige Flexibilität ist nur durch den Menschen erreichbar.
Anforderungen des Marktes steigen.
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Wie wichtig wird der Produktionsstandort Deutschland in fünf Jahren für Ihr
Unternehmen?
Verteilung über BITKOM, VDMA und ZVEI vom 10.01.2013 – 15.02.2013
Rückmeldungen: 284 / Quote: 9,2 %
Tendenzumfrage 2013 – Perspektive Industrie 4.0
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Tendenzumfrage – Anzahl Mitarbeiter - Kernfähigkeiten
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Tendenzumfrage – Welchen Stellenwert hat Industrie 4.0 für Sie?
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Tendenzumfrage – Herausforderungen auf dem Weg zur Umsetzung
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Tendenzumfrage – Welche Unterstützung zur Umsetzung von Industrie 4.0 wünschen Sie sich?
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Beispiele in Umsetzung
Spitzencluster IT‘s OWL
Projekt Cypros - Cyber-Physische Produktionssysteme
Projekt KAPAFLEXCY – Selbstorganisierte Kapazitätsflexibilität in Cyber-Physical-Systems
ProSense - Hochauflösende Produktionssteuerung auf Basis kybernetischer Unterstützungssysteme und intelligenter Sensorik
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Das Internet der DingeCPS inBin - der Behälterschwarm
inBin ist ein assoziiertes Projekt des EffizienzClusters LogistikRuhr
Self supporter400Lux of an energy-saving bulp are enough to supply
Energy storageEach μW is saved.Self-discharge < 2% p.a.7,000 telegrams without recharging
Graphic displayHigh-resolution communication2D barcodes, text, graphics
Keyboardwater resistantmaintenance-free
Safe as a bankseparated 256 Bit crypto core
asymmetric encryption
The inBin is communicative433 MHz, 868 MHz, 2,4 GHz
spontaneous networking iPv6, 6LoWPAN
The inBin knows where it isInfrared tracking systems provides for clear position.
(inverted light barrier - Patent pending)
The inBin thinks32 Bit μProcessor
up 256K RAM
Das Internet der Dinge iBin - Behälter mit Augenmaß
Mit einer integrierten Kamera und im Zusammenspiel mit seiner Cloud zählt der iBin die Teile, die in ihm liegen.
Das Internet der DingeZellulare Fördertechnik
die Zellularen Transportsysteme werden gefördert durch:
LOGISTIK
Schwarm mit 50 autonomen Shuttles Agentenbasierte Fahrzeug- und Auftragssteuerung Sensorfusion zur Lokalisierung und Schwarmsteuerung Ersetzen konventionelle Regalbedienung und Fördertechnik
AirBots als cyberphysisches System
autonome Interaktion mit der Umgebung und im Schwarm
Algorithmen für 3D Sensorfusion und Vernetzung
AutoID-Technologie mit RFID, 2D Barcode, Bildanalyse
autonome Kommunikation mit der Cloud
Autonomer Flug im Zentimeterbereich
Outdoor: präzise Positionierung durch hochgenaues GPS
Indoor: Lokalisierung mit aktiver Schmalband HF
Kollisionserkennung/-vermeidung
Sensoriktest und –Entwicklung
Offene Hard- und Software-Architektur
für Navigation und Bildverarbeituung
InventAIRyChange Your Point of View!
Förderung beantragt im Rahmen„Autonomik für Industrie 4.0“