Develop³ Systems Engineering 01.2014

Praxis Engineering
Drei Kernaspekte charakterisieren die Industrie
4.0: das Produktionsnetz (links),
die Produkt- und Produktionsgestaltung
sowie Cyber-physische Systeme (rechts).
Das digitale Modell (unten) wird dabei
über den gesamten Lebenszyklus und die
Wertschöpfungskette erweitert.
Josef Schindler arbeitet
in der Business Unit
Industrial Automation
Systems der Siemens
AG in Nürnberg
Das auf diese Weise entstandene Portfolio erstreckt sich über
fünf Phasen, beginnend beim
Produktdesign über
Produktplanung und
Produktions-Engineering bis hin zur
· Produktions-Ausführung sowie
damit in Zusammenhang stehenden Services.
·
Medienbrüche verschwinden
Mit den Produkten der Digital Enterprise Platform wird es
zwischen den verschiedenen Phasen einer Produktion keine
Medienbrüche mehr geben. Alle Datenströme zwischen den
einzelnen Wertschöpfungsstufen werden dann in alle Richtungen
durchgängig sein. Die Vorteile, die sich für Unternehmen
daraus ergeben, heißen Effizienzsteigerung, höhere Flexibilität
sowie kürzere Time-to-Market – und dadurch ergibt
sich insgesamt eine höhere Wettbewerbsfähigkeit.
Die integrative Vernetzung produktionstechnischer Abläufe
im Zuge von Industrie 4.0 umfasst drei wesentliche Aspekte:
· Die Flexibilisierung der Lieferkette und des Produktions -
netzes erlaubt optimierte unternehmensweite Entscheidungen.
· Die Einbindung der Produkt- und Produktionsgestaltung
führt zur Parallelisierung der Prozesse und damit zu einer
verkürzten Time-to-Market.
· Cyber-physische Systeme ermöglichen eine deutlich flexiblere
Produktion auf Basis von modularen Produktionseinheiten.
Flexible Produktionsnetze führen zu Verbesserungen: Ausgehend
von den Möglichkeiten der Digital Enterprise Platform
und einem variablen Produktionsnetz lassen sich flexible
Lieferketten aufbauen, die letztendlich dynamische, unternehmensweite
und fertigungssynchrone Entscheidungen
ermöglichen und erheblich die Flexibilität erhöhen.
Konsequente Datenintegration für Optimierungskreisläufe:
Was in der jüngeren Vergangenheit lediglich als Vision dargestellt
wurde, folgt mittlerweile einem klaren Realisierungsschema.
Zum einen erfolgt eine Datenintegration
schon über die konsequente Verzahnung innerhalb der Automatisierungspyramide
(vom ERP über MES und Scada bis
hin zur Steuerungs- und Feldebene). Zum anderen wird die
nahtlose Einbindung von Prozessen des Product Lifecycle
Managements (PLM) forciert, so dass ein homogener Datenkreislauf
entsteht, der für eine Optimierung sämtlicher Produktionsprozesse
notwendig ist. Wichtig ist, die entsprechenden
Aufgabenstellungen softwaretechnisch nahtlos
abzubilden und dadurch eine Closed-Loop-Datenintegration
überhaupt erst möglich zu machen. Siemens arbeitet derzeit
mit Hochdruck an der Vernetzung aller Systeme von der Feldebene
bis zu den PLM-Systemen. Softwarelösungen nach
dem Vorbild des Manufacturing Operations Managements
(MOM), die als Bindeglied zwischen ERP, PLM und Automatisierungsebene
eingesetzt werden, liefern hierfür die Grundlage
und greifen in ihrem Leistungsvermögen deutlich weiter
als die bisherigen Manufacturing Execution Systems
(MES). Im Ergebnis führt das zu einer verkürzten Time-to-
Market, denn die Produkt- und Produktionsgestaltung wird
in dem Maße optimiert, wie die Informationen aus der Produktion
in die vorgelagerten Bereiche zurückfließen (Closed
Loop). So lassen sich aus den bisherigen seriellen Entwicklungsschritten
parallele Prozesse bilden, was zu einer spürbaren
Zeitersparnis im Produktionsablauf führt und Optimierungen
über den gesamten Wertschöpfungsprozess ermöglicht.
Plug & Produce mit Cyber-physischen Systemen: Der dritte
Kernaspekt von Industrie 4.0 ist die Etablierung der Cyberphysischen
Systeme (CPS) auf Basis von modularen Produktionseinheiten.
Diese sollen modular und flexibel konfigu-
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