Handbuch Industrie 4.0 Bd.1 - Produktion

Vorwort des Verlags

Vorwort zur 2. Auflage

Herausgeber und Autoren

Die Herausgeber

Die Autoren

Inhaltsverzeichnis

Mitarbeiterverzeichnis

Teil I: Industrie-4.0-Anwendungsszenarien

Use Case Production

1 Einleitung

2 Computer Integrated Manufacturing (CIM)

3 Lean Production

3.1 Beseitigung der Grundverschwendung in der Produktion

3.2 Perfekte fließende Prozesse, standardisierte Arbeitsabläufe

3.3 Definition und Einführung des SEW-Wertschöpfungssystems

3.3.1 Gestaltungsprinzip 1: Ordnung, Sauberkeit, Ergonomie und Sicherheit

3.3.2 Gestaltungsprinzip 2: Optimierung der Abläufe in den Geschäftsprozessen

3.3.3 Gestaltungsprinzip 3: Visuelles Management und Kommunikation

3.3.4 Gestaltungsprinzip 4: Ständige Verbesserung der betrieblichen Leistung

3.3.5 Gestaltungsprinzip 5: Arbeitsorganisation, Führung und Motivation

3.4 Ausbau zur Wertschöpfungs- und Prozessorientierung

3.5 Prozess- und wertstromorientierte Unternehmensgestaltung

4 Industrie 4.0

4.1 Smart Factory nach Industrie 4.0 - Visionslayout

4.2 Technologiebaukasten für die Umsetzung von Industrie 4.0

4.3 SEW-Schaufenster Industrie 4.0 in Graben-Neudorf

4.3.1 Industrie 4.0 - Praktische Anwendung in der Logistik

4.3.2 Industrie 4.0 - Praktische Anwendung in der Montage

4.3.3 Industrie 4.0 - Praktische Anwendung in der zerspanenden Fertigung

4.4 Industrie 4.0 und die Rolle des Menschen

5 Zusammenfassung

Literatur

Wandlungsfähige Produktionssysteme für den Automobilbau der Zukunft

1 Motivation wandlungsfähige Produktionssysteme

2 Flexibilität versus Wandlungsfähigkeit

3 Innovative Automatisierungslösungen in der Mercedes-Benz-Produktion

3.1 Neuartiges Anlagen- und Montagekonzept zur Hinter-achsmontage der C-Klasse durch kooperierende Roboterteams

3.2 Montage Zylinderkopf Diesel-Vierzylinder

3.3 Objektgekoppeltes Mechanisierungs-System (OGMS)

4 Wandlungsfähigkeit durch sensitive Robotik

4.1 Potenziale Leichtbauroboter und Sensitivität

4.2 Weltweit erste Serienproduktion mit sensitivem Roboter: Mercedes-Benz Hinterachsgetriebemontage

4.3 Robot Farming: von sensitiver Automatisierung zur umfassenden Mensch-Roboter-Kooperation

5 Forschungsfabrik ARENA2036 Wandlungsfähigkeit durch integrierte Produkt- und Produktionsgestaltung für die nächste Generatio...

5.1 Motivation

5.2 Forschungscampus ARENA2036 - Partner, Ziele

5.3 Forschungsinhalte

Literatur

Teil II: Cyber-physische Produktionssysteme (CPPS)

iBin - Anthropomatik schafft revolutionäre Logistiklösungen

1 Motivation

2 Systembeschreibung iBin

3 Ausblick

Literatur

Steuerung aus der Cloud

1 Einleitung

2 Defizite bisheriger Steuerungssysteme

3 Cloudbasierte Steuerungssysteme

4 Kommunikation zwischen cloudbasierter Steuerung und Maschine

5 Anwendung von cloudbasierter Steuerungstechnik

Literatur

Cyberphysische Systeme für die prädiktive Instandhaltung

1 Smarte Komponenten für die Instandhaltung

2 Smarte Planungssysteme für die Instandhaltung

3 Smarte Benutzerschnittstellen für die Instandhaltung

4 Fazit

Literatur

Teil III: Vertikale und horizontale Integration der Wertschöpfungskette

Horizontale Integration der Wertschöpfungskette in der Halbleiterindustrie

1 Eigenschaften von Wertschöpfungsnetzwerken in der Halbleiterindustrie

2 Realisierung eines integrierten Wertschöpfungsnetzwerks

3 Chancen und Herausforderungen der horizontalen Integration

4 Zusammenfassung und Ausblick

Literatur

Teil IV: Sozio-technische Systeme in der Industrie 4.0

Safety in der Industrie 4.0

1 Einleitung

2 Safety-Herausforderungen

2.1 IEC 61508

3 Modulare Sicherheitsnachweise für flexible Baukastensysteme

3.1 Modulare Fehlerbaumanalyse

3.2 Modulare FMEA

3.3 Modulare Sicherheitskonzepte und -nachweise

4 Laufzeitzertifizierung für die dynamische Anlagenkonfiguration

5 Zusammenfassung

Literatur

Weiterbildung für die Industrie 4.0

1 Industrie 4.0 (I4.0): Vorstellungen u. Anwendungsfelder

2 Szenarien und mögliche Entwicklungspfade

2.1 Instandhaltung

2.2 Montage

3 Ermittlung von Kompetenzanforderungen in der Industrie 4.0

4 Weiterbildung in der Industrie 4.0

Literatur

Verkürzte Entscheidungsfindung in der Produktion

1 Einführung

2 Existierende Ansätze zur Remoteunterstützung

3 Anwendungsfokus

3.1 Architektur

3.2 Prototypische Umsetzung einer mobilen Remote-Applikation

4 Ausblick

Literatur

Der Mensch in der Industrie - Innovative Unterstützung durch Augmented Reality

1 Datenflut in der Industrie 4.0

2 Erweiterte Realität im industriellen Einsatz

2.1 Ziele für den Einsatz von Augmented Reality im industriellen Umfeld

2.2 Industrielle Einsatzmöglichkeiten von Augmented Reality

2.3 Nutzen von Augmented Reality für den Menschen in der Industrie

2.4 Nutzen von Augmented Reality für Unternehmen

2.5 Best Practices für den industriellen Augmented Reality Einsatz

3 Das Forschungsprojekt SmARPro

3.1 Entwicklung einer Gesamtlösung für den Einsatz von Augmented Reality in Produktion und Logistik

3.2 Mehrwert der SmARPro-Lösung für Mitarbeiter und Unternehmen

4 Zukunftsaussichten für Augmented Reality in der Industrie

5 Fazit

Literatur

Teil V: Plattformen für Industrie 4.0 und IT-Sicherheit

Sichere Industrie-4.0-Plattformen auf Basis von Community-Clouds

1 Industrie 4.0: Vom Konzept zur Infrastruktur

2 Virtual Fort Knox - Baden-Württembergs Industrie-4.0-Plattform für die Kooperation im Maschinen- und Anlagenbau

3 Technische Kernelemente

3.1 Referenzarchitektur

3.2 Prototypische Umsetzung der Referenzarchitektur

3.3 Der Manufacturing Service Bus

3.4 IT-Sicherheitstechnologie

4 Vertrauen und Akzeptanz: Das Vertrauensmodell des VFK

4.1 Subjektive Wahrnehmungen als Kernelement einer technischen Plattform

4.2 Umsetzung

4.3 Sicherheitsarchitektur

4.4 VFK-Sicherheitsorganisation

4.5 Erhaltung von Vertrauen und Akzeptanz

5 Geschäftsmodelle für eine digitale Industrie-Infrastruktur

5.1 Bewertung und Überarbeitung der Geschäftsmodellvarianten

5.2 Bewertung des VFK-Geschäftsmodells

6 Ausblick

Literatur

Teil VI: Einführungsszenarien zur Industrie-4.0-Fertigung

SPS-Automatisierung mit den Technologien der IT-Welt verbinden

1 Einführung

2 Bedeutung von Maschinensoftware

2.1 Flexibilität durch offene Schnittstellen

2.2 Vernetzung mit der Unternehmens-IT

2.3 Grenzen aktueller Lösungen

3 Open Core Engineering

3.1 Elemente von Open Core Engineering

3.2 Open Core Interface - Brücke zwischen SPS- und IT-Automation

3.2.1 Individuelle Apps

3.2.2 Rapid Control Prototyping

3.2.3 Nutzung windows-basierter Anwendungen auf Produktionsebene

3.2.4 Entwicklung individueller Echtzeitfunktionen

3.2.5 Open Core Interface - Supportstruktur als Potenzial

4 Maschinensoftware - Potenziale für Industrie 4.0

Literatur

Von der Automatisierungspyramide zu Unternehmenssteuerungs-Netzwerken

1 Anforderungen an die Unternehmens-IT

2 Chancen und Voraussetzungen künftiger Einsatzszenarien

2.1 Durchgehende digitale Unternehmensprozesse

2.2 Integration von Top Floor und Shop Floor

2.3 Wertschöpfungsnetzwerke in Echtzeit

3 Fazit

Literatur

Migration zur Industrie- 4.0-Fertigung

1 Am Anfang steht die Komplexität

2 Ausgangssituation für Industrie 4.0-Migrationsszenarien

2.1 Ausgangssituation Fabrik

2.2 Ausgangssituation Produktions-IT

2.3 Ausgang.ssituation Produktionsautomatisierung

2.4 Ausgangssituation Informations- und Kommunikationstechnologie

3 Industrie 4.0-Readiness: Vorgehensmodell für die Industrie 4.0-Migration

3.1 Aufnahme und Analyse der zu betrachtenden Prozesse

3.2 Ermittlung Industrie 4.0-Readiness

3.3 Umsetzungsplanung

4 Migrationsszenarien

4.1 Migrationsszenario: Cloud und Apps statt Datenbank und Suite

4.2 Migrationsszenario: Einführen einer Tracking-Lösung

5 Zusammenfassung und Ausblick

Literatur

Teil VII: Digitalisierung der Wertschöpfung

Geschäftsmodell-Innovationen

1 Einleitung

2 Technologie- und Nutzenfelder der Industrie 4.0

3 Geschäftsmodellorientierung in produzierenden Unternehmen

3.1 Neue Erfolgslogik für Geschäftsmodelle

3.2 Die Macht der Daten nutzen

4 Entwicklung von Geschäftsmodellszenarien

4.1 Bewertung und Einordnung möglicher Szenarien

5 Geschäftsmodell-Innovation in der Praxis: Beispiel 365Farmnet

6 Fazit

Literatur

Sachverzeichnis