Lösun­gen und Zukunfts­tech­no­lo­gien für Indus­trie 4.0

Auf der SPS IPC Dri­ves 2018 zeigt Sie­mens bran­chen­spe­zi­fi­sche Anwen­dun­gen und Zukunfts­tech­no­lo­gien für die digi­ta­le Trans­for­ma­ti­on der Fer­ti­gungs- und Pro­zess­in­dus­trie. Im Mit­tel­punkt des über 4.000 Qua­drat­me­ter gro­ßen Mes­se­stands ste­hen neue Pro­duk­te, Lösun­gen und Ser­vices aus dem Digi­tal-Enter­pri­se-Port­fo­lio, wel­ches die Ver­schmel­zung der rea­len und der vir­tu­el­len Welt ermög­licht. Damit kön­nen Maschi­nen- und Anla­gen­bau­er sowie End­kun­den jeder Grö­ße – bei­spiels­wei­se aus der Chemie‑, Luft- und Raumfahrt‑, Batterie‑, Nah­rungs­mit­tel- und Geträn­ke­indus­trie – ihre Fle­xi­bi­li­tät, Effi­zi­enz, Qua­li­tät, Secu­ri­ty und Geschwin­dig­keit erhö­hen. Um die stei­gen­de Kom­ple­xi­tät in Fer­ti­gungs­pro­zes­sen zu bewäl­ti­gen und nutz­bar zu machen, erwei­tert und stärkt Sie­mens zudem kon­ti­nu­ier­lich sein Port­fo­lio durch die Inte­gra­ti­on weg­wei­sen­der Zukunfts­tech­no­lo­gien, von Künst­li­cher Intel­li­genz bis hin zu Edge Computing.
Das Mes­se­mot­to „Digi­tal Enter­pri­se – Imple­ment now!“ ver­deut­licht, dass die tech­ni­schen Vor­aus­set­zun­gen für Indus­trie 4.0 geschaf­fen sind – mit End-to-end-Lösun­gen über die gesam­te Wert­schöp­fungs­ket­te. Trei­ber sind dabei die zuneh­men­de Indi­vi­dua­li­sie­rung und damit sich schnell wan­deln­de Märk­te. Wie die digi­ta­le Trans­for­ma­ti­on für Unter­neh­men jeder Grö­ße und Bran­che in der Pra­xis gelingt, ver­an­schau­li­chen eine Viel­zahl von Inno­va­tio­nen sowie zahl­rei­che kon­kre­te Appli­ka­tio­nen und Kun­den­bei­spie­le, unter ande­rem aus den Berei­chen Addi­ti­ve Manu­fac­tu­ring und Robo­ter-Inte­gra­ti­on. Dazu gehö­ren auch Chan­cen und Ein­satz­mög­lich­kei­ten von Künst­li­cher Intel­li­genz. Mit Indus­tri­al Edge zeigt Sie­mens ein dezen­tra­les Daten­ver­ar­bei­tungs­kon­zept nahe an der Maschi­ne und am Fer­ti­gungs­pro­zess als idea­le Ergän­zung zum Cloud Com­pu­ting mit MindS­phe­re. Edge-Appli­ka­tio­nen ermög­li­chen es dem Anwen­der bei­spiels­wei­se durch die Ana­ly­se von Maschi­nen­da­ten vor­beu­gend Still­stän­de zu ver­mei­den und so die Anla­gen­pro­duk­ti­vi­tät zu erhöhen.

Digi­tal Enter­pri­se im Maschi­nen­bau implementieren

Die Imple­men­tie­rung des Digi­tal Enter­pri­se im Maschi­nen­bau ver­an­schau­licht eine Maschi­ne zur Qua­li­täts­in­spek­ti­on von Fla­schen. Mit dem Digi­tal Enter­pri­se wer­den indus­tri­el­le Soft­ware und Auto­ma­ti­sie­rung naht­los inte­griert – mit einem gemein­sa­men Daten­mo­dell. Die­ser ganz­heit­li­che Ansatz wird aus Sicht eines Maschi­nen­bau­ers ent­lang der gesam­ten Wert­schöp­fungs­ket­te demons­triert: vom Maschi­nen­kon­zept und der Simu­la­ti­on über das Engi­nee­ring, die Inbe­trieb­nah­me und den Betrieb bis hin zu den Ser­vices. Durch die digi­ta­len Zwil­lin­ge von Pro­dukt, Pro­duk­ti­on und Per­for­mance pro­fi­tie­ren Anwen­der von kür­ze­ren Ent­wick­lungs- und Pro­duk­ti­ons­zei­ten, von fle­xi­blen und voll­au­to­ma­ti­sier­ten Fer­ti­gungs­kon­zep­ten sowie effi­zi­en­ten Pro­zes­sen. Zugleich wer­den eine hohe Qua­li­tät und die Ein­hal­tung stren­ger Sicher­heits­stan­dards sicher­ge­stellt. Die Ver­bin­dung zu MindS­phe­re ermög­licht wie­der­um die kon­ti­nu­ier­li­che Erfas­sung und Ana­ly­se von Maschi­nen­da­ten. Damit lässt sich einer­seits die Pro­duk­ti­vi­tät der Maschi­nen im lau­fen­den Betrieb erhö­hen, ande­rer­seits las­sen sich die Daten in das digi­ta­le Maschi­nen­mo­dell zu des­sen Opti­mie­rung zurück­spie­len. Zudem kön­nen Maschi­nen­bau­er auf Basis der erfass­ten Daten neue Ser­vices und Geschäfts­mo­del­le wie „per-pay-use-Ange­bo­te“ entwickeln.

Modu­la­re Pro­duk­ti­on für mehr Flexibilität

Für die Wett­be­werbs­fä­hig­keit in Bran­chen wie der Phar­ma­in­dus­trie oder der Fein­che­mie wird das schnel­le Reagie­ren auf wech­seln­de Markt­an­for­de­run­gen immer wich­ti­ger. Mög­lich wird dies mit modu­la­ren Pro­duk­ti­ons­an­la­gen, die aus fle­xi­bel kom­bi­nier­ba­ren Modu­len bestehen, die mit so genann­ten MTPs (Modu­le Type Packa­ges) aus­ge­rüs­tet sind. Durch die genorm­ten Schnitt­stel­len und Pro­to­kol­le las­sen sich die­se „intel­li­gen­ten“ Maschi­nen und Teil­an­la­gen ein­fach in eine Gesamt­an­la­ge inte­grie­ren – so dass die Pro­duk­ti­on durch Hin­zu­fü­gen zusätz­li­cher Modu­le schnell erhöht wer­den kann. Wie das funk­tio­niert, wird am Mes­se­stand am Bei­spiel einer Zen­tri­fu­ge (Sepa­ra­tor) der Fir­ma GEA gezeigt: Die­se ist bereits mit einer eige­nen Steue­rung und MTPs aus­ge­stat­tet und kann damit ein­fach in ein über­ge­ord­ne­tes Leit­sys­tem ein­ge­bun­den werden.

Elek­tri­sche Ener­gie­ver­tei­lung in digi­ta­len Umgebungen

Für das digi­ta­le Unter­neh­men ist im Bereich der elek­tri­schen Ener­gie­ver­tei­lung ein rei­bungs­lo­ses Zusam­men­spiel von Hard- und Soft­ware mit einem sys­te­ma­ti­schen Daten­ma­nage­ment not­wen­dig. Sie­mens zeigt die Inte­gra­ti­on der Ener­gie­ver­tei­lung in cloud­ba­sier­te Umge­bun­gen anhand kon­kre­ter Anwen­dun­gen von der Mit­tel- bis zur Nie­der­span­nung, wie Umspann­werk, Indus­trie­an­la­gen, Rechen­zen­tren, Büro­ge­bäu­den und ver­teil­ten Lie­gen­schaf­ten. Die tech­ni­sche Basis bil­den kom­mu­ni­ka­ti­ons­fä­hi­ge Schalt­an­la­gen, Schutz‑, Schalt- und Mess­ge­rä­te. Ener­gie­da­ten wer­den damit erfasst, in ganz­heit­li­che Ener­gie­ef­fi­zi­enz­kon­zep­te inte­griert und in MindS­phe­re oder ande­ren Cloud-Platt­for­men bereit­ge­stellt. Die betrieb­li­che Ener­gie­ef­fi­zi­enz und Anla­gen­ver­füg­bar­keit las­sen sich so deut­lich erhö­hen, Betriebs­ab­läu­fe und War­tung opti­mie­ren und der gesam­te Wert­schöp­fungs­pro­zess vereinfachen.
Sie­mens auf der SPS IPC Dri­ves 2018: Hal­le 11, Sca­da Lounge