Cluster Mechatronik & Automation

News

15.12.2016

Industrie-4.0-Demonstrator

Erläuterung von Industrie-4.0-Konzepten an einem praktischen Beispiel

Labs Network Industrie 4.0 – Unterstützung auf dem gemeinsamen Weg zur Industrie 4.0


Der Begriff Industrie 4.0 ist in aller Munde, und jeder bringt hier seine eigene Sichtweise ein. Anwendern fällt es deshalb schwer, die verschiedenen Perspektiven einzuordnen und zu verstehen. Um Interessierten hier Orientierung und Möglichkeiten zum Ausprobieren eigener Ideen zu geben, haben Unternehmen der Plattform Industrie 4.0 – darunter Siemens – gemeinsam mit den Verbänden Bitkom, VDMA und ZVEI den Verein Labs Network Industrie 4.0  (LNI4.0) gegründet. LNI4.0 bietet ein Netzwerk von Testzentren und ermöglicht einen themenorientierten und vorwettbewerblichen Austausch zwischen den Beteiligten. Jedes der im LNI4.0-Netzwerk zusammengeschlossenen Testzentren konzentriert sich auf unterschiedliche Themen der Industrie 4.0. Hierzu zählt auch ein Testzentrum der evosoft GmbH in Nürnberg.

 

Testzentrum evosoft – Aufbau eines physikalisch flexiblen Transportsystems mit virtualisierten Bearbeitungsstationen


Die evosoft GmbH ist ein internationales IT-Systemhaus und als 100-prozentige Tochter der Siemens AG ein divisionsübergreifender Systemintegrator.
Als Testzentrum zeigt evosoft auf, wie mit bereits heute verfügbaren Produkten Visionen von Industrie 4.0 umgesetzt werden können. Es validiert konkrete Konzepte von Industrie 4.0 und dem Industrial Internet im Hinblick auf ihre Anwendbarkeit und gibt damit den Entwicklern der Konzepte ein Feedback. In Kooperation mit Siemens und anderen Unternehmen aus der Leitungsebene der Plattform Industrie 4.0 wurde der Industrie-4.0-Demonstrator entwickelt, ein physikalisches flexibles Transportsystem mit virtualisierten Bearbeitungsstationen. Mit ihm können typische Bearbeitungssequenzen im Industrieprozess nachgebildet werden – sozusagen Industrie 4.0 zum Anfassen. Energieverbrauch und Bewegungsinformationen des Transportsystems werden zentral in einer Serviceplattform gesammelt und analysiert.

 

Illustration von Anwendungsszenarien


Um Anwendern Wege der Nutzung der Digitalisierung aufzuzeigen, hat die Plattform Industrie 4.0 sogenannte Anwendungsszenarien  formuliert; sie beschreiben die Vision der deutschen Industrie von ihrer digitalen Zukunft. Drei dieser Szenarien konkretisiert der Industrie-4.0-Demonstrator:

  • Wandlungsfähige Fabrik: Dieses Szenario zeigt auf, wie produzierende Unternehmen auf sich ändernde Markt- und Kundenanforderungen flexibel reagieren können. Es wird aufgezeigt, wie Bearbeitungsstation ausgetauscht werden können, ohne dabei das Transportsystem rekonfigurieren zu müssen.
  • Value-Based Service: Hier stehen die Steigerung der Effizienz und die Sicherstellung der geforderten Qualität im Mittel-punkt. Es wird illustriert, wie der Hersteller des Transportsystems durch Analyse der Energiever-bräuche und Bewegungsinformationen dem Nutzer des Transportsystems neue datengetriebene Dienstleistungen anbieten kann, sodass dieser in die Lage versetzt wird, seine Effizienz zu erhöhen und die geforderten Qualitätskriterien einzuhalten.
  • Durchgängiges und dynamisches Engineering von Anlagen: Im Zentrum steht die Verkürzung der Time-to-Market. Es wird demonstriert, wie durch eine virtuelle Inbetriebnahme die Qualität von Engineering-Ergebnissen verbessert und so die Errichtung oder der Umbau der Bearbeitungsstation beschleunigt werden kann.

Modellierungsbeispiele für Industrie-4.0-Komponenten


Um die Potenziale der Digitalisierung in der produzierenden Industrie nutzen zu können, wurden ver-schiedene Konzepte entwickelt. Eines davon ist die Industrie-4.0-Komponente. Hier werden Gegenstände, die für ein Unternehmen einen Wert darstellen, durch eine sogenannte Verwaltungsschale gekapselt. So kann auf Informationen über einen Gegenstand zugegriffen werden. Jedes Unternehmen, das an der Wertschöpfung dieses Gegenstands beteiligt ist, definiert eine eigene Verwaltungsschale.

 


Ein anschauliches Beispiel hierfür ist der Carrier, also ein Transportwagen. An seiner Wertschöpfung sind mehrere Unternehmen etwa wie folgt beteiligt:

  • Der Hersteller des Carriers nutzt die Verwaltungsschale, um Informationen über die Fertigung des Carriers zu verwalten.
  • Der Systemintegrator hinterlegt in der Verwaltungsschale Informationen über die Eingangsprüfung nach der Lieferung des Carriers.
  • Der Betreiber der Fertigungszelle legt in den Verwaltungsschalen der einzelnen Carrier Daten zum Energieverbrauch und Bewegungsinformationen ab.
  • Ein Dienstleister prognostiziert anhand der Informationen der Verwaltungsschale des Carriers den Verschmutzungsgrad

 

Next steps


Derzeit wird daran gearbeitet, vom Industrial Internet Consortium (IIC) entwickelte und propagierte Konzepte anhand des Industrie 4.0 Demonstrators zu veranschaulichen, um die Gemeinsamkeiten, aber auch die Unterschiede der verschiedenen Ansätze besser verständlich zu machen.
Die Verwaltungsschale von Industrie-4.0-Komponenten wird derzeit im Open-Source-Projekt „openAAS“ prototypisch am Lehrstuhl für Prozessleittechnik an der RWTH Aachen implementiert. Diese Implementierung wird mithilfe des Industrie-4.0-Demonstrators validiert und auf der Hannover Messe Industrie 2017 vorgestellt.
Das Testzentrum evosoft versteht sich als Brückenbauer zwischen visionären Zukunftskonzepten und realen, bereits heute kommerziell verfügbaren Produkten. Gemeinsam mit dem Kooperationspartner Siemens stellt evosoft den Anwenderunternehmen vielversprechende Lösungsansätze und Technologien zur Verfügung und unterstützt sie dabei, eine Vorreiterrolle in der Digitalisierung einzunehmen.


Die Autoren

 

Dr. Ulrich Löwen

Siemens AG
ulrich.loewen@siemens.com

 

Ulrich Löwen ist Informatiker und beschäftigt sich bei Siemens Corporate Technology als Senior Principal Key Expert mit den Themen Engineering und Leittechnik. Er vertritt Siemens in der Plattform Industrie 4.0, der Smart Service Welt sowie in weiteren firmenübergreifenden Arbeitsgruppen.

 

Tobias Manger
evosoft GmbH
tobias.manger@evosoft.com

 

Tobias Manger ist Projektmanager im Industrie-4.0-Umfeld bei der evosoft GmbH. Er engagiert sich im Verein Labs Network Industrie 4.0 und ist für den Industrie-4.0-Demonstrator zuständig.


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