Referenzmodelle für das Informationsmanagement in der Smart Factory

Im Zuge der vierten industriellen Revolution werden Fertigungsanlagen zunehmend intelligenter und Unternehmen müssen sich der Herausforderung dieser zunehmenden Informationsflut stellen. Derzeit sind Industrie und Forschung damit bemüht einen gangbaren Weg zu finden, um die Visionen der intelligenten Fabrik der Zukunft zu ermöglichen. Eine zentrale Herausforderung dabei ist das Informationsmanagement in einer hochgradig vernetzten Fabrik, die darüber hinaus idealerweise mit ihrer gesamten Zulieferkette vernetzt ist. Diese Arbeit stellt vier Referenzmodelle für das Informationsmanagement vor und zieht eine vergleichende Bilanz über den Stand der Forschung.

Transcript

1. Referenzmodelle für das Informationsmanagement in der Smart Factory Vorgetragen von Fabian Keller Seminar: IT-Systeme und Referenzmodelle für die Smart Factory Betreuer: Christoph Gröger Universität Stuttgart, Sommersemester 2015
2. Vision 25.06.2015 Fabian Keller 2
3. Vision 25.06.2015 Fabian Keller 3 [audi4ever 2015]
4. Agenda • Herkömmliche Produktion • Herausforderungen und Potentiale • Referenzmodelle – Automatisierungsdiabolo – RAMI 4.0 – SOA-basierte Referenzmodelle – Cloud-based Design and Manufacturing • Diskussion der Referenzmodelle • Ausblick 25.06.2015 Fabian Keller 4
5. Agenda • Herkömmliche Produktion • Herausforderungen und Potentiale • Referenzmodelle – Automatisierungsdiabolo – RAMI 4.0 – SOA-basierte Referenzmodelle – Cloud-based Design and Manufacturing • Diskussion der Referenzmodelle • Ausblick 25.06.2015 Fabian Keller 5
6. Herkömmliche Produktion Automatisierungspyramide 25.06.2015 Fabian Keller 6 [VDI 2007]
7. Herkömmliche Produktion Ziele der Automatisierung • Produktivität erhöhen • Fertigungszeiten verkürzen • Menschliche Arbeit erleichtern • Kosten senken • Qualität erhöhen 25.06.2015 Fabian Keller 7 [mercedes-benz-passion 2015]
8. Herkömmliche Produktion Grenzen der herkömmlichen Produktion • Durchgängigkeit Engineering • Flexibilität bei Schwankungen • Menschliche Arbeit erleichtern 25.06.2015 Fabian Keller 8 • Individualisierbarkeit • Austauschbarkeit [burgopark 2015]
9. Agenda • Herkömmliche Produktion • Herausforderungen und Potentiale • Referenzmodelle – Automatisierungsdiabolo – RAMI 4.0 – SOA-basierte Referenzmodelle – Cloud-based Design and Manufacturing • Diskussion der Referenzmodelle • Ausblick 25.06.2015 Fabian Keller 9
10. Herausforderungen und Potentiale Perspektiven auf Referenzmodelle 25.06.2015 Fabian Keller 10 [KWH 2013]
11. Herausforderungen und Potentiale Nicht-technische Herausforderungen • Investitionsschutz  Migrationskonzepte • Stabilität  Zuverlässig, Robust, Langlebig • Steuerbarkeit  Der Mensch als Kontrolleur • (Informations-)Sicherheit  Zugriffsberechtigungen 25.06.2015 Fabian Keller 11
12. Herausforderungen und Potentiale Technische Herausforderungen • Informationsaufbereitung für den Menschen • Datendurchgängigkeit, Herstellerunabhängigkeit • Intelligente Produkte und Produktionseinheiten • Referenzmodelle 25.06.2015 Fabian Keller 12 [FAZ 2015]
13. Herausforderungen und Potentiale Potentiale • Identifizierbarkeit, Lokalisierbarkeit • Fernüberwachung • Prozessoptimierung • Präventive Big Data Analysen in Echtzeit • Vernetzung von Zulieferketten 25.06.2015 Fabian Keller 13
14. Agenda • Herkömmliche Produktion • Herausforderungen und Potentiale • Referenzmodelle – Automatisierungsdiabolo – RAMI 4.0 – SOA-basierte Referenzmodelle – Cloud-based Design and Manufacturing • Diskussion der Referenzmodelle • Ausblick 25.06.2015 Fabian Keller 14
15. Referenzmodelle Automatisierungsdiabolo 25.06.2015 Fabian Keller 15 [Sauer 2013]
16. Agenda • Herkömmliche Produktion • Herausforderungen und Potentiale • Referenzmodelle – Automatisierungsdiabolo – RAMI 4.0 – SOA-basierte Referenzmodelle – Cloud-based Design and Manufacturing • Diskussion der Referenzmodelle • Ausblick 25.06.2015 Fabian Keller 16
17. Referenzmodelle Referenzarchitekturmodell Industrie 4.0 (RAMI 4.0) 25.06.2015 Fabian Keller 17 [ABE 2015]
18. Referenzmodelle RAMI 4.0 - Beispiel 25.06.2015 Fabian Keller 18 [KWH 2013]
19. Agenda • Herkömmliche Produktion • Herausforderungen und Potentiale • Referenzmodelle – Automatisierungsdiabolo – RAMI 4.0 – SOA-basierte Referenzmodelle – Cloud-based Design and Manufacturing • Diskussion der Referenzmodelle • Ausblick 25.06.2015 Fabian Keller 19
20. Referenzmodelle SOA-basierte Referenmodelle 25.06.2015 Fabian Keller 20 [Minguez 2013]
21. Referenzmodelle Manufacturing Service Bus - Beispiel 25.06.2015 Fabian Keller 21 [Minguez 2013]
22. Agenda • Herkömmliche Produktion • Herausforderungen und Potentiale • Referenzmodelle – Automatisierungsdiabolo – RAMI 4.0 – SOA-basierte Referenzmodelle – Cloud-based Design and Manufacturing • Diskussion der Referenzmodelle • Ausblick 25.06.2015 Fabian Keller 22
23. Referenzmodelle Cloud-based Design and Manufacturing (CBDM) 25.06.2015 Fabian Keller 23 [WRS 2014]
24. Referenzmodelle CBDM - Beispiel 25.06.2015 Fabian Keller 24 [WRS 2015]
25. Agenda • Herkömmliche Produktion • Herausforderungen und Potentiale • Referenzmodelle – Automatisierungsdiabolo – RAMI 4.0 – SOA-basierte Referenzmodelle – Cloud-based Design and Manufacturing • Diskussion der Referenzmodelle • Ausblick 25.06.2015 Fabian Keller 25
26. Diskussion Sind die Referenzmodelle nutzbar? 25.06.2015 Fabian Keller 26 • Automatisierungsdiabolo: Kommunikationsmodell • RAMI 4.0: Potential zum Standardmodell • SOA-basiert: Praktisch in der Umsetzung • CBDM: Crowd-Engineering
27. Ausblick Zukunft des Informationsmanagements • Einheitliche Datenformate • Einheitliche Schnittstellen • Enge Kopplung zwischen Forschung und Industrie • Nicht-funktionale Aspekte: Sicherheit / Flexibilität / Kosten / Umweltaspekte / Verfügbarkeit / … 25.06.2015 Fabian Keller 27
28. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Fragen?
29. Bildquellen • [audi4ever 2015] http://www.audi4ever.com/v2/images/blog/80714/images/2013/Audi%20Allgemein/A3%20Produktion/Audi_A3_Produktion_2013_ 005.jpg • [VDI 2007] VDI, R. (2007). 5600, Manufacturing Execution Systems. Verein Deutscher Ingenieure. • [mercedes-benz-passion 2015] http://ticker.mercedes-benz-passion.com/wp-content/13A1018-e1383291579933.jpg • [burgopark 2015] http://burgopak.de/wp-content/uploads/2010/10/MACHINE2.jpg • [KWH 2013] Kagermann, H., Wahlster, W., Helbig, J., Dais, S., Bauer, K., Diegner, B., Diemer, J., Dorst, W., et al. (2013). Umsetzungsempfehlungen für das Zukunftsprojekt Industrie 4.0. Abschlussbericht des Arbeitskreises Industrie 4.0. • [FAZ 2015] http://media0.faz.net/ppmedia/aktuell/wirtschaft/unternehmen/3685964824/1.2790208/default/sie-bauen-roboter-in- der-neuen.jpg • [Sauer 2013] Sauer, O. (2013). lnformationstechnik für die Fabrik der Zukunft. Industrie Management 1/2013-Vierte industrielle Revolution, Seite 11. • [ABE 2015] Adolphs, P., Bedenbender, H., Ehlich, M., Epple, U., Hankel, M., Heidel, R., Hoffmeister, M., Huhle, H., et al. (2015b). Referenzarchitektur, Standardisierung, Normung. Umsetzungsstrategie Industrie 4.0: Ergebnisbericht der Plattform Industrie 4.0, Seiten 40–69. • [Minguez 2013] Minguez, J. (2013). Der Manufacturing Service Bus. Digitale Produktion, Seiten 271–289. • [WRS 2014] Wu, D., Rosen, D. W., und Schaefer, D. (2014). Cloud-based design and manufacturing: status and promise. Cloud-Based Design and Manufacturing (CBDM), Seiten 1–24. • [WRS 2015] Wu, D., Rosen, D. W., Wang, L., und Schaefer, D. (2015). Cloud-based design and manufacturing: A new paradigm in digital manufacturing and design innovation. Computer-Aided Design, 59:1–14. Bildquellen zuletzt abgerufen am 13.06.2015. 25.06.2015 Fabian Keller 29