Develop³ Systems Engineering 01.2014

Weitere Magazine

Info

Trends Industrie 4.0 „Schon mit der digitalen Entwicklung eines Produkts im CAD-System werden bereits Daten erzeugt, die sich dazu verwenden lassen, die entsprechenden Produktionsmittel zu entwickeln, zu simulieren und zu testen.“ Roland Bent, Geschäftsführer Marketing und Entwicklung, Phoenix Contact spielsweise Förderanlagen, in denen Shuttles Wegstrecken selbst erkunden und mit Hilfe von Agentensystemen sich selbst organisieren. In Industrie-4.0-Konzepten entsteht also die ‚Intelligenz‘ aus der Vernetzung aller Teilsysteme und dem Zugriff auf möglichst viele Informationen... Zühlke (DFKI): ...die jetzt online verfügbar und damit nutzbar sind – das ist genau der Punkt. Ein Stau in einer Fertigungslinie lässt sich auf diese Weise zunächst einmal umfahren, ohne direkt zu Folgeproblemen zu führen. Entscheidend ist dabei, dass wir die insgesamt wachsende Komplexität wieder reduzieren können – denn mit komplexen Prozessen kann der Mensch schlecht umgehen. In der Automatisierung führt dies allerdings dazu, dass sich zwar die Komplexität für den Anwender reduziert, die für die Automatisierungsingenieure „Derzeit erhält der Automatisierer noch die Aufgabe, in seinem Engineering-Tool die Bewegungssteuerung zu programmieren. Dieser Bruch ist unsinnig – sinnvoller wäre es, dafür Daten aus der Simulation zu nutzen.“ Gerd Hoppe, Corporate Management, Beckhoff Automation „Überwunden werden muss der Bruch bei der Verbindung von virtueller und realer Welt. Im PLM nutzen wir ja bereits wunderbare Objektwelten, geht es aber an den realen Betrieb, muss wieder eine SPS programmiert werden – das darf nicht sein!“ Prof. Detlef Zühlke, Forschungsbereich Innovative Fabriksysteme, DFKI Das Round-Table- Gespräch wurde von den beiden develop 3 -Redakteuren Andreas Gees und Michael Corban geleitet Hoppe (Beckhoff Automation): Industrie 4.0 beschreibt keine revolutionäre, ganz andere Art der Produktionstechnik – sondern das Grundwesen dieses Ansatzes besteht in der Allgegenwärtigkeit von Informationen. In klassischen Systemen wird ja in strikten Produktionshierarchien von oben nach unten geplant und ausgeführt. Fehlende Informationen aus den untersten Produktionsebenen bringen darin das übergeordnete Planungssystem in Schwierigkeiten. Die Anwendung der Smart-Technologien – und damit der Informationsaustausch zwischen den beteiligten Systemen – soll es also ermöglichen, situativ zu reagieren. Der Einsatz smarter Produkte ist dabei nur ein mögliches Szenario. Entscheidend wird die Einbettung in bestehende Systeme sein. Es wird also eine Evolution geben hin zu intelligenteren und damit autonomeren Teilsystemen – das kann eine Vorrichtung innerhalb einer Maschine sein, die Maschine selbst oder auch eine ganze Fertigungslinie oder Halle. In allen diesen Einheiten müssen wir diese Smart-Technologien denken und daraus die richtigen Schlüsse ziehen. Nicht zuletzt können wir auf diese Weise auch ressourcenschonender produzieren. develop3: Speziell aus der Logistik kennen wir ja bereits erste Umsetzungen unter dem Stichwort ‚Internet der Dinge‘, bei- aber steigt. Beides müssen wir zusammenbringen, in dem wir weniger komplexe Subsysteme schaffen. Gutekunst (Balluff): Man kann es auch umdrehen: Gerade bezüglich des Zugriffs auf möglichst viele Informationen müssen wir über neue Konzepte nachdenken – wie Industrie 4.0. Die Datenflut bei uns im Unternehmen ist bereits jetzt so immens groß geworden, dass wir Wege suchen, sie zu kanalisieren und wertschöpfend zu nutzen. Das fängt bei der Sensorik an – ein entscheidender Baustein ist an dieser Stelle die Identifikation, insbesondere per RFID – und reicht über die interpretativen Systeme bis hin zu fabriks- und unternehmensübergreifenden Konzepten. Mithin zu der Frage, wie wir selbst unsere Lieferanten steuern – beziehungsweise unser Kunde uns als Lieferant. Daraus können ganz neue Geschäftsmodelle entstehen. develop3: Um diese neuen Modelle zu realisieren, ist dann aber wie erwähnt die Reduzierung der Komplexität der Subsysteme ein Schlüssel zur erfolgreichen Nutzung von Industrie 4.0. Und um den Anwender zu entlasten, trifft das vor allem die Entwickler von Automatisierungssystemen. In welcher Weise kann hier der ebenfalls bereits genannte Zugriff auf die CAD-Daten von Nutzen sein? 32 develop 3 systems engineering 01–2014
Industrie 4.0 Trends Hoppe (Beckhoff Automation): Die Daten im CAD-System werden heute noch zu wenig genutzt. Klassisch ist etwa das Beispiel Hochregallager: Vor dessen Bau wird der Durchsatz simuliert und auf dieser Basis die Investitionsentscheidung gefällt. Nicht abgeleitet wird daraus aber die Bewegungssteuerung für die einzelnen Bediengeräte, obwohl die dynamischen Abläufe ja bereits vorgedacht sind. Vielmehr erhält derzeit noch ein Automatisierer die Aufgabe, in einem ganz anderen Engineering-Tool die Bewegungssteuerung für einzelne Shuttles zu programmieren. Dieser Bruch ist unsinnig – sinnvoller wäre es, dafür ebenfalls die Daten aus der Simulation zu nutzen. Wir haben dafür den Begriff ‚Zero Engineering‘ geprägt, über den sich auch bestimmte Engineering-Abläufe automatisieren lassen. Die brillante Idee von Industrie 4.0 ist also, die Vernetzung nicht nur auf den Hersteller einer Ware oder die Pro- „Die Datenflut ist bereits jetzt so immens groß geworden, dass wir Wege suchen, sie zu kanalisieren und wertschöpfend zu nutzen.“ Jürgen Gutekunst, Geschäftsbereichsleiter Networking/Systeme, Balluff duktionstechnik zu beschränken, sondern auch die bislang sehr stark gegeneinander abgegrenzten Domänen des Engineerings zu verschmelzen. Sandhöfner (B&R): Ziel muss es sein, Produkte auch in der Losgröße Eins fertigen zu können. Das gelingt heute nur in Teilbereichen, weil die Produktionsanlagen dafür nicht ausgelegt sind. Diese müssen also flexibler gestaltet werden – nicht nur hinsichtlich kleinerer Losgrößen, sondern insbesondere auch für Losgröße Eins. Passen wir dazu unsere Engineering-Abläufe nicht an, schlägt sich das aber in einer Explosion des Steuerungscodes nieder – was wir uns nicht leisten können, weil das sowohl Entwicklungszeit als auch -kosten nach oben treibt. Gefragt sind damit intelligente Konzepte, in denen sich bestehender Code wiederverwenden lässt und in denen Schnittstellen zwischen den Entwicklungstools das Schreiben von Code vereinfachen und beschleunigen. Erste Schritte sind ja bereits gemacht, Informationen aus Simulationssystemen heraus direkt in echtzeitfähigen Code zu verwandeln. Das reduziert dann wiederum die Komplexität nicht nur der Maschine selbst, sondern auch die ihrer Entstehung. develop3: Ist das dann nicht die Wiederkehr des CIM-Gedankens, des Computer Integrated Manufacturings? Sandhöfner (B&R): Ja und nein, denn bei der CIM-Diskussion vor 20 Jahren ging man von einer zentralen Steuerung aus, die bereits vorgedacht und entsprechend strukturiert ist. Außer „Passen wir für Losgröße Eins unsere Engineering-Abläufe nicht an, schlägt sich das in einer Explosion des Steuerungscodes nieder – was wir uns nicht leisten können, weil das sowohl Entwicklungszeit als auch -kosten nach oben treibt.“ Markus Sandhöfner, Geschäftsleitung, B&R Deutschland Acht gelassen wurde dabei, dass Störungen auftreten können und hinsichtlich der Losgröße sprach man eher von hohen Stückzahlen. Diese Aspekte greift aber Industrie 4.0 auf, was nicht zuletzt hinsichtlich der Offenheit der beteiligten Systeme wesentlich höhere Anforderungen stellt. Bent (Phoenix Contact): CIM ist damals gescheitert, weil die technischen Mittel nicht bereitstanden und die Komplexität zu hoch war. Entstanden ist daraus aber auch unsere heutige Automatisierungspyramide mit ihrer hierarchischen Struktur. Industrie 4.0 verlässt diese Struktur komplett – es gibt keine Hierarchie in einer Industrie-4.0-Automatisierungs- oder -Kommunikationswelt, was wiederum eine Grundvoraussetzung für den Aufbau flexibler und adaptiver Systeme ist. Sobald eine Hierarchie vorliegt, muss ich ein System vordenken – und sobald ich das mache, komme ich nicht über die Grenzen meines heutigen Wissens hinaus. Ich kann nur das planen, was ich heute weiß – und genau diese Beschränkung will Industrie 4.0 ja überspringen. Wir wollen ja zu Systemen kommen, die zukünftig etwas leisten können, was wir heute noch nicht vorgedacht haben. So entstehen Produktionssysteme, die in der Lage sein werden, sich an zukünftige, heute noch unbekannte Anforderungen – auch in Bezug auf die zu produzierenden Produkte und Varianten – zu adaptieren. Gutekunst (Balluff): Was bei CIM fehlte, war der Rückwärtspfad – konnte auf einer unteren Ebene etwas nicht gelöst werden, konnte es die Steuerung darüber auch nicht. Es fehlte der wichtige Aspekt der Autonomie, der Industrie-4.0-Konzepte kennzeichnet. Hoppe (Beckhoff Automation): Der CIM-Gedanke hat allerdings dazu geführt, dass in der Werkzeugmaschinenindustrie bereits eine integrierte homogene Umgebung existiert. Basierend auf den CAD-Daten eines Produktes kann über den daraus abgeleiteten NC-Datensatz dessen Entstehung vollautomatisch ablaufen. Diesen Gedanken müssen wir in der Industrie 4.0 aufnehmen und weiterentwickeln. develop 3 systems engineering 01–2014 33
Seite 1 und 2: develop 3 systems engineering 01 20
Seite 3 und 4: Editorial Grenzen zwischen Diszipli
Seite 5 und 6: Friedhelm Loh, Ehrenpräsident ZVEI
Seite 8 und 9: Magazin Termine/Veranstaltungen ENG
Seite 10 und 11: Bild: Siemens An der Vision einer d
Seite 12 und 13: Menschen & Unternehmen Titelstory d
Seite 14 und 15: Menschen & Unternehmen Titelstory I
Seite 16 und 17: Menschen & Unternehmen Produktentwi
Seite 18 und 19: Menschen & Unternehmen Produktentwi
Seite 20 und 21: Menschen & Unternehmen Stimmen zum
Seite 30 und 31: Round-Table-Gespräch zu Industrie
Seite 34 und 35: Trends Industrie 4.0 Hondo Santos i
Seite 36 und 37: Trends Sensorik Interne Signalverar
Seite 38 und 39: Trends Sensorik Bild 3: Beispiel f
Seite 40 und 41: Trends Sensorik Bild 6: Die Übertr
Seite 42 und 43: Bilder: Mesago (1) / doering avmedi
Seite 44 und 45: Trends Engineering wir bei der Indu
Seite 46 und 47: Trends Datendurchgängigkeit Bild:
Seite 48 und 49: Experteninterview zum Schnittstelle
Seite 50 und 51: Trends Datenverwaltung Chidester (Z
Seite 52 und 53: Praxis Automatisierung Produktkompl
Seite 54 und 55: Praxis Automatisierung Peter Kemptn
Seite 56 und 57: Praxis Engineering Drei Kernaspekte
Seite 58 und 59: Praxis Systeme Ahmed Mahmoud von NI
Seite 60 und 61: Eplan Engineering Center: Vom mecha
Seite 62 und 63: Praxis Baukastensysteme „Wunschvo
Seite 64 und 65: Praxis CAD Kollaboratives Engineeri
Seite 66 und 67: 25 Jahre SPS IPC Drives: Round Tabl
Seite 68: Effiziente Antriebslösungen. Bürs

Develop³ Systems Engineering 01.2014

Erfolgreiche ePaper selbst erstellen

Template löschen?

Als Template speichern?