Frank Knafla I Master Specialist Industrie 4.0 I Phoenix Contact Electronics
Industrie 4.0 – Die intelligente Produktion von morgen
PHOENIX CONTACT auf dem Weg zu einem Digitalen Unternehmen
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Industrie 4.0 – Die intelligente Produktion von morgen
Agenda Perspektive PHOENIX CONTACT Innovationstreiber Industrie 4.0 UseCase Geschäftsprozess-Integration Digitalisierung – Digitaler Artikel
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Industrie 4.0
Kontakte Phoenix Contact Frank Knafla, Dipl.-Ing. PHOENIX CONTACT Electronics GmbH & Co Master Specialist Industrie 4.0 Control Systems Dringenauer Str. 30 D-31812 Bad Pyrmont Tel.: + 49 (0) 52 81 9 46 25 14 Mobil: +49 (0) 1 75 58 43 90 3
[email protected]
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Unternehmensperspektive
Phoenix Contact Gruppe 2015 mehr als 1,9 Mrd. € Umsatz
mehr als 14.500 Mitarbeiter weltweit
Produkte und Lösungen
Vertical Markets
Automobilindustrie
Photovoltaic
Chemische Industrie
Reihenklemmen
Wind Energie
Energie
Urban Infrastructure
Überspannungsschutz Stromversorgungen
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Geräte Anschlusstechnik
Signal Konverter
Industrielle Steckverbinder
IO Komponenten Steuerungstechnik
Unternehmensperspektive
Prozess Know Fertigung Komponenten Hersteller Betreiber von Produktionsanlagen Standorte in 9 Ländern Hohe Fertigungstiefe Von der Schraube bis zur elektronischen Baugruppe
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Unternehmensperspektive
Prozess Know Manufacturing Solution Unternehmenseigener Maschinenbau Expertenwissen Kooperative Konzeption mit den Betreibern Produktionsprozesse Automation Planung, Umsetzung, Inbetriebnahme 6 I © PHOENIX CONTACT
Die Digitalisierung unserer Gesellschaft
Konfigurierbare Produkte - Variantenfertigung Individualisierte Produkte Hohe Produktvarianz Flexible Prozesse Flexible Losgrößen Kürzere Produktlebenszyklen
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Innovationstreiber
Konfigurierbare Produkte - Variantenfertigung Losgröße
Kosten
Verlust
Verlust
Preis Wettbewerb
Varianten
Standard
Source: WZL, RWTH Aachen; Author Dr. Possel-Dölken, Phoenix Contact Manufacturing Solution 8 I © PHOENIX CONTACT
Varianten
Motivation - Begriffserklärung
Variantenfertigung - Herausforderung Masscustomizing Kosteneffekte der Produktion individualisierter Produkte bis zur Stückzahl eins nutzen. Modularisierung Modulare „Plug and Produce“ Anlagen für kontinuierliche und sequentielle Prozesse Collaboration Planung von Produkt- und Produktionsdesign ergänzen sich parallel und gegenseitig in einem gemeinsames Datenmodell 9 I © PHOENIX CONTACT
Motivation - Begriffserklärung
Variantenfertigung - Herausforderung Adaptiv Maschinen- und Anlagenkonzepte passen sich neuen Anforderungen flexibel an Punkt-zu-Punkt-Kommunikation Mensch und Anlage nutzen InternetTechnologien und kommunizieren ohne Umwege, d.h. ohne Hierarchie, direkt miteinander. Effizienz Die Produktion muss wirtschaftlich, ressourceneffizient und nachhaltig sein. 10 I © PHOENIX CONTACT
Anwendungsbeispiel
Industrie 4.0 – Horizontale und vertikale Integration
Fallbeispiel: Geschäftsprozess-Integration 11 I © PHOENIX CONTACT
Anwendungsbeispiel
Industrie 4.0 – Horizontale und vertikale Integration 200 Artikelvarianten Manuelles Bestücken Löten Laserbeschriften Elektrischer Test Verpacken
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Anwendungsbeispiel
Konventionelles Anlagendesign Fertigung in Linienstruktur Abhängigkeit der Arbeitsschritte INLINE E/A Geräte
Unflexibel für Parallelisierung von Aufgaben Losgrößenänderung Produktänderungen
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Prozessmodule in Linenanordung
Gehäuse
Laser marking
Montage
Test
Verpackung
Anwendungsbeispiel
Anforderungen – Neues Anlagendesign Steigerung der Produktivität Flexible Endmontage unterschiedlichster Produkte Variable Anzahl von Bearbeitungsplätzen Kombinierte Montage- und Prüfprozesse Pufferung von Produkten in Zwischenbaustufen Fazit: Auflösen der konventionellen Linienstruktur
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INLINE E/A Geräte
Bearbeitungsplätze
Anwendungsbeispiel
Verpackung
Montage
Laser marking (2)
Laser marking (1)
Programmierung
Anforderungen – Neues Anlagendesign
INLINE E/A Geräte • Die Prozessstationen sind separat erreichbar • Das Förderband dient als Puffer zwischen den Stationen
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Endtest (2)
Endtest (1)
Leiterplatten
Gehäuse
• Die Bearbeitungsplätze melden freie Kapazitäten • Die erledigten Arbeitsschritte werden dokumentiert
Anwendungsbeispiel
Anforderungen – Flexibilität Lösungsansatz „Internet der Dinge“ Die Bauteilträger erhalten alle Arbeitsanweisung und den Produktionsablauf kontaktlos über RFID Die Variante wird über ein umlaufendes Fördersystem zu den Prozessstationen gefördert Die Prozessstation lesen kontaktlos die Arbeitsanweisung und führen diese aus Die erledigten Arbeitsschritte werden dokumentiert und der Bauteilträger fährt den nächsten freien Produktionsschritt an
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Digitalisierung
Digitale Artikelbeschreibung
INLINE E/A Geräte
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Digitalisierung
Digitale Artikelbeschreibung Ziel: Bereitstellung von digitalen Daten und Modellen für Komponenten Kritischer Erfolgsfaktor: Einheitliche Formate und Sprache
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Digitalisierung
Digitale Artikelbeschreibung Beschreibung von Merkmalen: Was für Komponenten sind es? Was sind ihre typischen und vergleichbaren Merkmale?
Mehr Information unter http://www.eclass.eu/eclasscontent/standard/overview.html.de
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Digitalisierung
Digitale Artikelbeschreibung Beschreibung von Zusammenhängen: Wie sind die Komponenten verbunden? Welche Informationen tauschen die Komponenten aus? Welche Eigenschaften werden im Verbund benötigt?
Mehr Informationen unter https://www.automationml.org/o.red.c/home.html
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Digitalisierung
Ist die Grundlage für…
… die intelligente Vernetzung von Geschäftsprozessen, Dingen, Anlagen, Komponenten und Menschen und ist der Schlüssel für den zukünftigen Erfolg.
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Digitalisierung
Die „digitale“ Agenda
Digitalisierung der Wertschöpfungskette Nur wer ein virtuelles Abbild seiner Produktionsergebnisse bereitstellt, kann zukünftig in diese Kette liefern. 22 I © PHOENIX CONTACT
Digitalisierung
Die „digitale“ Agenda „Unbegrenzte“ Datenverfügbarkeit Nur wer mit Daten „vernetzter Dinge“ neue Geschäftsmodelle entwickelt wird an der Neuverteilung der Wertschöpfungsanteile teilhaben. 23 I © PHOENIX CONTACT
Digitalisierung
Die „digitale“ Agenda Digitalisierung und Integration von Wertschöpfungsketten Daten und Analytik Digitalisierung von Produkt- und Serviceangebot Innovation und Transformation Neue Geschäftsmodelle Vernetzung und Kooperation 24 I © PHOENIX CONTACT
Die Digitalisierung unserer Gesellschaft
Entwicklung der Digitalisierung
Quelle: MIT Technology Review: Business Report - The Internet of Things; July-August 2014; Seite 2 25 I © PHOENIX CONTACT
Digitale Daten
IT Security - Datensicherheit Sicherheit: IT Security & Safety Absicherung gegen Manipulation und Sabotage Datensicherheit Angriffssicherheit Eindeutige Identitätsnachweise Verwendung von Kryptografie Integrierte Sicherheitsarchitekturen ….. 26 I © PHOENIX CONTACT
Exkurs Industrie 4.0 - Ende
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