Schlaglichter Industrie 4.0 in Sachsen-Anhalt Kurzbeitrag Schlaglichter Industrie 4.0 in Sachsen-Anhalt zur Sitzung des Ausschusses für Industrie, Agrar- und Baugewerbe der IHK Halle – Dessau am 27.05.2015 bei der Total Raffinerie Mitteldeutschland GmbH Prof. Dr.-Ing. Ulrich Jumar Institutsleiter ifak - Institut für Automation und Kommunikation e.V. Werner-Heisenberg-Str. 1 39106 Magdeburg Tel. 0391 9901410 Fax: 0391 9901590 E-mail: ulrich.jumar@ifak.eu Das ifak in der Denkfabrik beim Juni-Hochwasser 2013

Zum Vortragenden: Steckbrief des ifak Institut der angewandten Forschung Gemeinnütziger Verein ifak e.V. als Rechtsträger An-Institut der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg 52 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter sowie ca. 80 Studierende im Jahr Zwei Ausgründungen: ifak system GmbH und KONTENDA GmbH Das gemeinnützige Wissenschaftssystem Universitäten und Hochschulen Forschungsmittel-stand ... ifak … Großforschungs-einrichtungen

Industrie 4.0 und Automation Die Automation im Gefüge der Wirtschaft Elektrotechnik zweitgrößte Industriebranche in Deutschland Automationsindustrie erwirtschaftet mit ca. ¼ Mio. Beschäftigten ¼ der Elektroindustrie Am Weltmarkt Deutschland drittgrößter Automationsproduzent Quelle: ZVEI, Fachverband Automation

Thesen und Handlungsfelder Automation 2025 VDI-Positionspapier 2015 Automation 2025 ist der Schlüssel zu individualisierten Produkten und flexiblen Wertschöpfungsnetzwerken; dies fördert Wohlstand und Nachhaltigkeit Automation 2025 befähigt und erleichtert: Technik mit dem Menschen für den Menschen Automation 2025 verbindet Menschen und integriert Technologien durch die Vernetzung verschiedener Disziplinen zum Nutzen von Gesellschaft, Umwelt und Wirtschaft Selbstverständnis als „Enabler“ auf Anwender- und Herstellerseite statt „Versteckter Technologie“

… Headlines zu Industrie 4.0 Quelle: ZVEI

Industrie 4.0 – Chancen und Herausforderungen Studie der PWC AG Quelle: BMWi, Industrie 4.0 und Digitale Wirtschaft, 2015

Hemmnisse aus Unternehmenssicht Hauptunterschiede in den Hemmnissen für die Umsetzung von Industrie 4.0 in KMU und Großunternehmen Quelle: BMWi, Industrie 4.0 und Digitale Wirtschaft, 2015, iit 2015, aufbereitet mit Daten von experton (2014)

Unterschiede im Umgang mit Industrie 4.0 2014 2015 Quelle: BMWi, Studie im Rahmen der Begleitforschung zum Technologieprogramm AUTONOMIK für Industrie 4.0, 2015, iit 2015, in Anlehnung an die Indikatoren aus Experton (2014)

Industrie 4.0: Fokus produzierendes Gewerbe Querschnittsthemen, Querschnittsthemen Internet, die für alle Bedarfsfelder gelten Semantische Technologien, Betreibermodelle, Cloud Computing, Betreiberplattformen für Dienste Wohne n CPS Szenario Smart Home … Smart City Querschnittsthemen Sicherheit, Querschnittsthemen Cyber Physical Systems, die für alle Bedarfsfelder gelten Sicherheit, Standards & Normen, Referenzarchitektur, Engineering, Langzeitbetrieb, Aus- und Weiterbildung Quelle: ZVEI, 2012/2015

Blick auf Fertigungs- und Prozessautomation

Automatisierung nutzt Standards der Bürowelt ERP- Ebene Basis: Microsoft- Objektmodell MES und Bedienebene Informationstechnologie Industrieautomatisierung Automatisierungs- ebene Basis: TCP/IP Ethernet Basis: IEEE 802.11x IEC61131 IWLAN Feldebene Quelle: in Anlehnung an Siemens 2005

Dienste aus der Pyramide wandern in die Cloud

Auflösung der Automationspyramide Quelle: VDI/VDE Cyber Physical Systems: Chancen und Nutzen aus Sicht der Automation

Geplante Studie des FASA e.V. Industrie 4.0 im Maschinen- und Anlagenbau Sachsen-Anhalt Dipl.-Ing. Andrea Urbansky, Geschäftsführerin des FASA e.V. Ziel: Wecken und Fördern des Bewusstseins für die Bedeutsamkeit von »Industrie 4.0« Erstellen einer situationsspezifischen Definition für Sachsen- Anhalt Aufnahme der IST-Situation (Bedeutung, Einschätzung und Aussichten bezüglich »Industrie 4.0« in Sachsen-Anhalt) Erstellen eines zielführenden Handlungsleitfadens Zielgruppe: Führungs- und Fachkräfte im Maschinen- und Anlagenbau in Sachsen-Anhalt Quelle: A. Urbansky, 24.04.2015

Avisierter Nutzen der Studie des FASA e.V. Teilziele Teilnutzen Gesamtziel Gesamtnutzen Eingrenzung der Definitionslandschaft Verständlichkeit durch Transparenz Situationsspezi-fische Definition für Sachsen-Anhalt Höhere Wertschöpfung für Unternehmen Ressourceneffizienz Weniger Verbrauch Wirtschaftliche Stärkung Wettbewerbs-stabilisierung Innovationsführer-schaft Soziale Stabilität Sicherung von Arbeitsplätzen Regionale Weiterentwicklung Wecken und Fördern des Bewusstseins Bedeutsamkeit von »Industrie 4.0« für den MAB in den Unternehmen des Landes Sachsen-Anhalt Darstellung IST-Situation Orientierung »Option der eigenen Verortung« Inspiration Sicherheit für den Einstieg/Ausbau Motivation durch praxistaugliche Empfehlungen zielführender Handlungs- leitfaden Minimierung von Heterogenität Quelle: A. Urbansky, 24.04.2015

Entwicklung einer ausgewählten Projektidee PASST Plattform für After-Sales Services 4.0 für Unternehmen Sachsen-Anhalts Industrie 4.0 demonstrieren, am konkreten Beispiel mit unmittelbarem Nutzen … Initialpartner des Projektes H&B Omega Europa GmbH TSA – Teleport GmbH Ifak – Institut für Automation und Kommunikation

PASST - Plattform für After-Sales Services 4 PASST - Plattform für After-Sales Services 4.0 für Unternehmen Sachsen-Anhalts Für wen? KMU des Maschinen- und Anlagenbaus in Sachsen-Anhalt Service-Anbieter für Industrieelle Dienstleistungen, z.B. Instandhaltung Softwareunternehmen Ziele Plattform, die solche Dienstleistungen auch kleinen Unternehmen ermöglicht Weltweite Serviceleistungen ermöglichen Stärkung der IT-Unterstützung zum Nutzen der Maschinen- und Anlagenbauer Unique Selling Point Sichere Cloud-basierte Plattform mit Label „Made in Sachsen-Anhalt“ Anbieter von Spezialsoftware können neue Funktionen über Interfaces oder als Service anbieten (App Store Konzept) Aufwertung von Re-Manufactured Maschinen durch Software- und Servicequalität

Projektmotivation: After-Sales Service - eine besondere Herausforderung für KMU Maschinenbauer Betreiber der Maschine Lieferung Betriebsdaten und -parameter Betriebs- und Serviceempfehlungen Konstruktions- verbesserung Probleme für kleine und mittelgroße Maschinenbauer Keine IT-Abteilung für die Serverbetreuung Keine Mathematiker für die Programmierung von Algorithmen Beim Service für einzelne Maschinen: Verzicht auf das Service-Geschäft aus Aufwandsgründen In Anlehnung an die jedem vertraute Pflege seines PKWs: After-Sales Services ist „Werkstattpflege für den Maschinenpark“ Der hier gezeigte Workflow zeigt, wie große Maschinenbauunternehmen After-Sales Services anbieten. Kleine Unternehmen haben schlechtere Voraussetzungen  wie kann man Chancengleichheit herstellen? In Sachsen-Anhalt gibt es viele kleine Maschinenbauer – diesen muss geholfen werden!

Es geht aber besser: Professionelle After-Sales Service Infrastruktur für KMU Maschinenbauer Betreiber der Maschine Erweiterte Betriebs- und Serviceempfehlungen Konstruktions- verbesserung Betriebsdaten und -parameter Service-Hoster Konzentrierte Daten After-Sales Portal Schon vorbereitet: Benutzeroberflächen Algorithmensammlung Automatisch erzeugte Betriebs- und Serviceempfehlungen Verbesserte Situation für kleine und mittelgroße Maschinenbauer Serverbetreuung durch Service-Hoster, hohe Datensicherheit Konfiguration der Datenauswertung, statt Programmierung von Algorithmen Service-Hoster kann die Abrechnung von Dienstleistungen übernehmen Skalierbarkeit der Lösung für beliebig viele Kunden Service-Hoster: Stellt Service Portal zur Verfügung – eine frei konfigurierbare Web- und Internet-gestützte Anwendung Kümmert sich um die Infrastruktur (Speicherung und Sicherung der Daten, Verfügbarkeit der Kommunikation, …) Maschinenbauer: konfiguriert einen Portalzugang individuell pro Kunde (Betreiber der Maschine) stellt sicher, dass seine Maschinen mit dem Portal kommunizieren können entwickelt aufgrund seiner Fachkenntnis Konzepte für automatisierte Service-Empfehlungen und individuelle Datenanalyse Effekt für Sachsen-Anhalt: Vorhandene Maschinenbau-KMUs können Dienste anbieten, wie die Großunternehmen (in alten Bundesländern) Kleine Service-Hoster können sich ansiedeln Einbindung von Forschungsunternehmen wie ifak, z.B. beim inizialen Aufbau einer Demo-Infrastruktur zur Entwicklung weiterer Standardalgorithmen im After-Sales Portal (Weiterentwicklung auch nach einem Auftaktprojekt) zur individuellen Datenanalyse (als Dienstleistungsauftrag durch Maschinenbauer) Sachsen-Anhalt als Vordenker in Sachen Industrie 4.0 (mindestens auf Augenhöhe mit den anderen Bundesländern)

Ein weiteres Schlüsselthema: Virtuelle Inbetriebnahme Phase der Inbetriebnahme im Lebenszyklus von Anlagen (Übersicht) Virtuelle Inbetriebnahme verlagert die Inbetriebnahme teilweise in die digitale Welt Konzept- planung Grob- planung Fein- planung Inbetrieb- nahme Betrieb Digitale Welt Reale Welt Konzept- planung Grob- planung Fein- planung Inbetrieb- nahme Betrieb

Ziele und Anwendungsgebiete der virtuellen Inbetriebnahme Test des SPS-Programms bevor Anlage installiert wird Überprüfung, dass Anlagenfunktionen die Anforderungen erfüllt Verkürzung der Zeit der Inbetriebnahme auf der Baustelle Anwendungsgebiete Fertigungstechnik, z.B. Automobilbau (insbesondere Rohbau) Maschinenbau Verfahrenstechnik

Konzept der Virtuellen Inbetriebnahme Prozessleitsystem Virtuelle Inbetriebnahme Reale Inbetriebnahme Virtuelle Inbetriebnahme simuliert die Anlage so genau, dass das Steuerungsprogramm damit bereits in Betrieb genommen werden kann, d.h. keine Änderungen für die reale Anlageninbetriebnahme notwendig sind Dazu benötigt man die Simulationsmodelle aller an der Anlage beteiligten Komponenten, z. B. Sensoren Aktoren, Antriebe, Förderbänder, Drehtische, Spanner, ….

Statt eines Schlusswortes … I40 ist „Label“ für Schwerpunkte der technologischen Entwicklung und der Fördermittel IKT als wichtiger Forschungs- und Entwicklungspfad treibt die industrielle, aber auch die nicht industrielle Entwicklung voran Das Thema ist auch für KMU in Sachsen-Anhalt relevant und bereits jetzt verfolgenswert Was kommt nach Industrie 4.0? Quelle: GEO

Struktur der Plattform Industrie 4.0 Quelle: BMWi, Industrie 4.0 und Digitale Wirtschaft, 2015

Herzlichen Dank für die Aufmerksamkeit Ulrich Jumar ifak - Institut für Automation und Kommunikation e.V. Werner-Heisenberg-Str. 1 39106 Magdeburg Tel.: 0391 9901 40 http://www.ifak.eu