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Vorwort |
5 |
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Inhaltsverzeichnis |
7 |
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Teil 1: Einführung |
11 |
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Die Vierte Industrielle Revolution – Der Weg in ein wertschaffendes Produktionsparadigma |
15 |
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1 Warum der industrielle Wettbewerb zunimmt und die Welt der Produktion komplex wird |
15 |
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1.1 Industrielle Revolutionen der letzten 260 Jahre |
15 |
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1.2 Beitrag der Industrie zum Erfolg von Volkswirtschaften |
18 |
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|
1.3 Die Nachfrageseite des Wachstums |
20 |
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|
1.4 Die Angebotsseite des Wachstums |
21 |
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|
1.5 Die Wende der Produktionsfaktoren |
21 |
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|
2 Wie Komplexität von der Fraktalen zur Smarten Fabrik führt |
24 |
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|
2.1 Komplexitätsfelder im Wertschöpfungsnetz |
25 |
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|
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 |
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|
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 |
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|
4.1 Die vier Lebenszyklen der Produktion |
35 |
|
|
4.2 Von der Automatisierungspyramide zum service-orientierten Netz |
36 |
|
|
4.3 Virtual Fort Knox |
37 |
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|
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 |
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|
Herausforderungen und Anforderungen aus Sicht der IT und der Automatisierungstechnik |
46 |
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|
1 Einführung |
46 |
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|
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 |
|
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Integration des Menschen in Szenarien der Industrie 4.0 |
490 |
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1 Einleitung |
490 |
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2 Der Lebenszyklus von Produktionssystemen |
493 |
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3 Interaktion von Mensch und Produktionssystem |
495 |
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3.1 Einfluss auf den Entwurfsprozess |
496 |
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3.2 Einfluss auf den Nutzungsprozess |
498 |
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4 Folgerungen |
500 |
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5 Literatur |
501 |
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Mensch-Maschine-Interaktion |
505 |
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1 Einleitung |
505 |
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2 Stand der Technik in der Mensch-Roboter-Interaktion |
505 |
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2.1 Informatorische Interaktion von Mensch und Roboter |
505 |
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2.2 Physische Interaktion von Mensch und Roboter |
507 |
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3 Technologiebedarf und offene Forschungsfragen |
508 |
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3.1 Datenmodelle für die Nutzung von Robotern in Industrie 4.0-Anwendungen |
508 |
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3.2 Semantische Integration der Komponenten eines Robotersystems |
510 |
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3.3 Erkennung von Handgesten und kinematischen Parametern des Menschen |
511 |
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3.4 Sensoren als cyber-physische Systeme |
512 |
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3.5 Sicherheit kollaborativer Roboteranlagen im Kontext von Industrie 4.0 |
513 |
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3.6 Wirtschaftlichkeit |
514 |
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4 Aktuelle Forschungsansätze |
514 |
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5 Neue Anwendungsszenarien |
516 |
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|
6 Literatur |
519 |
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|
Mensch-Maschine-Interaktion im Industrie 4.0-Zeitalter |
520 |
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1 Einleitung |
520 |
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2 Repräsentationsformen einer cyber-physischen Welt |
523 |
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3 Interaktionsformen einer cyber-physischen Welt |
524 |
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4 Mobile, kontext-sensitive Benutzungsschnittstellen |
526 |
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5 Adaptive, lernende Assistenzsysteme |
530 |
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|
6 Entwicklungsparadigmen für I4.0-Benutzungsschnittstellen |
532 |
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|
7 Entwicklung hersteller- und plattformübergreifender Benutzerschnittstellen |
534 |
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8 Zusammenfassung |
536 |
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9 Literatur |
537 |
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|
Data Mining und Analyse |
538 |
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|
1 Einführung |
538 |
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|
2 Das Internet der Dinge in Industrie 4.0 |
539 |
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2.1 Nutzung der Maschinendaten zur Sicherstellung der störungsfreien Produktion durch vorhersagende Wartung (predictive maintenance) |
540 |
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2.2 Echtzeitreaktion auf Produktionsdaten auf der Geschäftsebene |
540 |
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|
2.3 Steuerung der Produktion nach Geschäftsbedürfnis |
541 |
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2.4 Steuerung der Produktion durch Kommunikation von Maschinen untereinander |
541 |
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|
2.5 Beidseitige Interaktion von Geschäfts- und Produktionsebene |
541 |
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|
2.6 Produktdatenintegration |
542 |
|
|
3 Big Data |
543 |
|
|
4 Geschäftsprozesse im Kontext Industrie 4.0 |
544 |
|
|
5 Literatur |
549 |
|
|
Teil 4: Migration |
550 |
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|
SPS-Automatisierung mit den Technologien der IT-Welt verbinden |
554 |
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|
1 Einführung |
554 |
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|
2 Bedeutung von Maschinensoftware |
554 |
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|
2.1 Flexibilität durch offene Schnittstellen |
555 |
|
|
2.2 Vernetzung mit der Unternehmens-IT |
555 |
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|
2.3 Grenzen aktueller Lösungen |
556 |
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|
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 |
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|
4 Chancen und Voraussetzungen künftiger Einsatzszenarien |
569 |
|
|
4.1 Durchgehende digitale Fertigungsprozesse |
569 |
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|
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 |
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|
1 Einführung |
595 |
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|
2 Die vierte industrielle Revolution |
596 |
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|
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 |
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|
6 Schlussfolgerung |
604 |
|
|
7 Literatur |
605 |
|
|
Logistik 4.0 |
607 |
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|
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 |
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|
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 |
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|
Verzeichnisse |
627 |
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Herausgeber und Autoren |
628 |
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|
Sachwortverzeichnis |
638 |
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