Industrie 4.0: Anwendungen als ZVEI-Use-Cases-Industrie-4 · Die ZVEI-Use-Cases-4.0 im Umfeld von...

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Die ZVEI-Use-Cases-4.0 im Umfeld von Industrie-4.0-Szenarien Um den Nutzen von Industrie 4.0, vom Internet der Dinge und Dienste, von cyber-physischen Systemen (CPS) und den Wandel durch die fortschreitende Digi- talisierung und Vernetzung der Produktion sichtbar zu machen, hat die Plattform Industrie 4.0 ein Ver- ortungsmodell mit den Dimensionen Marktreife und Fokus entwickelt (siehe Abbildung 1). Abb. 1: Einordnung der ZVEI-Use-Cases-4.0; basierend auf dem Verortungsmodell der Plattform Industrie 4.0 Quelle: nach Plattform Industrie 4.0 Anwendungsszenarien beschreiben generisch und allgemein ein Problem bzw. eine Herausforderung von Anwendern (Leitmarkt). Sie umreißen den ge- schäftlichen Rahmen, insbesondere in Form des Wert- schöpfungsnetzes und der „Business Pain Points“, also konkreter Problembereiche. Anwendungsbeispiele beschreiben eine mögliche Lösung. Sie beinhalten eine konkrete Umsetzung für einen Anwender (Leitmarkt). In der Regel schließt eine Umsetzung auch Anbieter (Leitanbieter) ein, wo- bei der Anbieter ggf. auch die Forschung sein kann. Typischerweise nimmt ein Anwendungsbeispiel Bezug auf eine Beschreibung aus dem Bereich Anwendungs- szenarien. Die ZVEI-Use-Cases-4.0 decken in der Dimension Fokus die Problem- und Lösungsbeschreibung glei- chermaßen ab. In der Dimension Marktreife beschrei- ben sie Anwendungsfälle aus der nahen Zukunft und formulieren Lösungen für „morgen“ mit einem Aus- blick auf „übermorgen“. Fokusbranchen der ZVEI-Use-Cases-4.0 Die ZVEI-Use-Cases-4.0 beschreiben die ganze Band- breite an Bedürfnissen unterschiedlicher Industrie- branchen und die daraus abgeleiteten spezifischen Anforderungen des Shop Floors (Machine-to-Machine) und Office Floors (Machine-to-Business). Über die ausgewählten Fokusbranchen (siehe Abbildung 2) und die betreffenden Anwendungen in der Prozess-, Hybriden- und Diskreten Automation decken sie die branchenspezifischen Kernelemente vollständig ab. ZVEI-Use-Cases-Industrie-4.0, kurz ZVEI-Use-Cases-4.0, beschreiben reale Anwendungen von Industrie-4.0-Fähigkeiten an konkreten Beispielen aus der Industrie. Sie bilden branchen- spezifische Facetten ab, detaillieren Normen und Standards und benennen die spezifischen Bedürfnisse der beteiligten Wertschöpfungsketten. Industrie 4.0: Anwendungen als ZVEI-Use-Cases-Industrie-4.0 Kontakt: Gunther Koschnick Geschäftsführer Fachverband Automation Telefon: +49 69 6302-318 E-Mail: [email protected] Stand: April 2016 Autor: Johannes Kalhoff, Phoenix Contact ZVEI-Use-Cases-4.0 Problembereich Lösungsbereich Fokus Marktanteile heute morgen übermorgen Anwendungs- szenario Anwendungs- beispiel

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Die ZVEI-Use-Cases-4.0 im Umfeld von Industrie-4.0-Szenarien

Um den Nutzen von Industrie 4.0, vom Internet der Dinge und Dienste, von cyber-physischen Systemen (CPS) und den Wandel durch die fortschreitende Digi-talisierung und Vernetzung der Produktion sichtbar zu machen, hat die Plattform Industrie 4.0 ein Ver-ortungsmodell mit den Dimensionen Marktreife und Fokus entwickelt (siehe Abbildung 1).

Abb. 1: Einordnung der ZVEI-Use-Cases-4.0; basierend auf dem Verortungsmodell der Plattform Industrie 4.0

Quelle: nach Plattform Industrie 4.0

• Anwendungsszenarien beschreiben generisch und allgemein ein Problem bzw. eine Herausforderung von Anwendern (Leitmarkt). Sie umreißen den ge-schäftlichen Rahmen, insbesondere in Form des Wert-schöpfungsnetzes und der „Business Pain Points“, also konkreter Problembereiche.

• Anwendungsbeispiele beschreiben eine mögliche Lösung. Sie beinhalten eine konkrete Umsetzung für einen Anwender (Leitmarkt). In der Regel schließt eine Umsetzung auch Anbieter (Leitanbieter) ein, wo-bei der Anbieter ggf. auch die Forschung sein kann. Typischerweise nimmt ein Anwendungsbeispiel Bezug auf eine Beschreibung aus dem Bereich Anwendungs-szenarien.

Die ZVEI-Use-Cases-4.0 decken in der Dimension Fokus die Problem- und Lösungsbeschreibung glei-chermaßen ab. In der Dimension Marktreife beschrei-ben sie Anwendungsfälle aus der nahen Zukunft und formulieren Lösungen für „morgen“ mit einem Aus-blick auf „übermorgen“.

Fokusbranchen der ZVEI-Use-Cases-4.0Die ZVEI-Use-Cases-4.0 beschreiben die ganze Band-breite an Bedürfnissen unterschiedlicher Industrie-branchen und die daraus abgeleiteten spezifischen Anforderungen des Shop Floors (Machine-to-Machine) und Office Floors (Machine-to-Business). Über die ausgewählten Fokusbranchen (siehe Abbildung 2) und die betreffenden Anwendungen in der Prozess-, Hybriden- und Diskreten Automation decken sie die branchenspezifischen Kernelemente vollständig ab.

ZVEI-Use-Cases-Industrie-4.0, kurz ZVEI-Use-Cases-4.0, beschreiben reale Anwendungen von Industrie-4.0-Fähigkeiten an konkreten Beispielen aus der Industrie. Sie bilden branchen-spezifische Facetten ab, detaillieren Normen und Standards und benennen die spezifischen Bedürfnisse der beteiligten Wertschöpfungsketten.

Industrie 4.0: Anwendungen als ZVEI-Use-Cases-Industrie-4.0

Kontakt: Gunther KoschnickGeschäftsführer Fachverband AutomationTelefon: +49 69 6302-318E-Mail: [email protected]

Stand: April 2016Autor: Johannes Kalhoff, Phoenix Contact

ZVEI-Use-Cases-4.0

Problembereich LösungsbereichFokus

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über

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Anwendungs- szenario

Anwendungs- beispiel

Abb. 2: Fokusbranchen der ZVEI-Use-Cases-4.0

Quelle: Siemens

Die ZVEI-Use-Cases-4.0•P – Prozessindustrie

P1 – Plug & Produce für AutomatisierungssystemeP2 – Smart Data in der Prozessindustrie

•M – MaschinenbauM1 – System Engineering mechatronischer SystemeM2 – Machine-to-Machine

•A – AutomotiveA1 – Reactive Remote AssistanceA2 – Predictive Data Analysis

•E – ElectronicsE1 – Durchgängiges Engineering

Inhalt und MethodeIn Anlehnung an die Strukturstudie Industrie 4.0 des Fraunhofer IPA wurden die ZVEI-Use-Cases-4.0 der ideengebenden Unternehmen über das Fraunhofer IPA und das Fraunhofer IOSB INA systematisch auf-bereitet und werden kontinuierlich weiterentwickelt.

Die Themenschwerpunkte sind: • Einsatzbereiche, Prozessschritte und Funktionen

des einzelnen Szenarios • Qualitative Beschreibung des

Anwendungsszenarios • Elemente des Lösungsansatzes mit Industrie 4.0 • Zentrale und abhängige Use Cases des

Anwendungsszenarios • Umsetzungsvorgaben und Ziele mit dem

Ziel Industrie 4.0 • Realisierung des Anwendungsszenarios • Abbildung im Referenzarchitekturmodell Industrie

4.0 (RAMI 4.0) und der verwendeten Industrie-4.0- Komponenten

Eine Ampelkennzeichnung macht den Umsetzungs-fortschritt sichtbar:

• Grün: Momentane Umsetzung – State of the Art • Gelb: Proof of Concept – teilweise Lösung

partieller Industrie-4.0-Ansätze • Rot: Vollständige Umsetzung mit Industrie-4.0-

Technologie (Vision)

Beispiel: Use Case E1 – Durchgängiges EngineeringAbbildung 3 zeigt wie digitale Produkte ein kol-laboratives, d. h. gemeinschaftliches, Arbeiten in Engineering-Prozessen und die Automatisierung von Produktionsketten, ermöglichen. Die ZVEI-Use-Case-4.0-Beschreibung beinhaltet die Wertschöpfungsket-ten, Rollen, Funktionen und Abhängigkeiten sowie den Umsetzungsfortschritt.

ZVEI - Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie e. V. Lyoner Straße 9 • 60528 Frankfurt am Main • Telefon: +49 69 6302-0 • Fax:+49 69 6302-317 • E-Mail: [email protected] • www.zvei.org

Weitere Informationen rund um Industrie 4.0 in der Elektroindustrie liefern

· ZVEI-Positionspapier „Industrie 4.0: Auf dem Weg zur smarten Fabrik – die Elektroindustrie geht voran“· Faktenblatt Referenzarchitekturmodell Industrie 4.0 (RAMI 4.0)· Faktenblatt Industrie 4.0-Komponente

online auf www.zvei.org.

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Abb. 3: Automation für wandlungsfähige Produktionstechnik

Quelle: Phoenix Contact

Vertrieb Einkauf

Maschinenführer

ProgrammiererProduktionsmaschine

Installateur

Verwendung

Produktionsstatus

Produktionsdaten

Konstruktionsdaten (digitaler Artikel z. B. eCL@ss, Automation ML)

Angebot BestellungKonfi gurations-daten

FertigungsauftragKonfi guration

Fertigungsauftrag

Konfi guration

Maschinenkonfi gurationIndustrie 4.0Semantic und Syntax

HerstellungKonfi guration

Geschäft

Engineering:Erzeugen und Manipulieren von Produkt und Produktionsdaten

Produkt und Produktion:Nutzen und Messen von Daten im physikalischen System Betreiber

Instandhalter

Produkt (per RFID eindeutig identifi zierbar)

Wartungsvertrag Garantievertrag, Service

Rechnungswesen

Elektroplaner(z. B. EPLAN) Produktions-

planer (MES)Komponentenhersteller (Unternehmen)

Gelöst Proof of Concept Vision