Industrie 4.0 gestalten: Wegweisend. Vernetzt. Praxisnah - FORTSCHRITTSBERICHT APRIL 2017
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Impressum Herausgeber Das Bundesministerium für Wirtschaft und Bundesministerium für Wirtschaft Energie ist mit dem audit berufundfamilie® und Energie (BMWi) für seine familienfreundliche Personalpolitik Öffentlichkeitsarbeit ausgezeichnet worden. Das Zertifikat wird von 11019 Berlin der berufundfamilie gGmbH, einer Initiative www.bmwi.de der Gemeinnützigen Hertie-Stiftung, verliehen. Redaktionelle Verantwortung Plattform Industrie 4.0 Bertolt-Brecht-Platz 3 10117 Berlin Gestaltung und Produktion PRpetuum GmbH, München Stand April 2017 Druck Onlineprinters GmbH, Neustadt a. d. Aisch Bildnachweis Industrieblick / Fotolia (Titel); eigene Darstellung / Plattform Industrie 4.0 (Grafik, S. 3); Industrieblick / Fotolia (S. 5); Anna Salari, designed by freepik (Grafik, S. 7); eigene Darstellung / Plattform Industrie 4.0 (Grafiken, S. 8–11); BMWi / Michael Reitz (S. 11); Plattform Industrie 4.0 (S. 12); agsandrew/Fotolia (S. 12); eigene Darstellung / Plattform Industrie 4.0 (Grafik, S. 13); BMWi / Michael Reitz (S. 16); BMWi / Heinrich Voelkel (S. 17); Plattform Industrie 4.0 (S. 18); SmartFactoryKL (S. 19 Bild Testzentren); BMWi / Michael Reitz (S. 19 Bild Beratungsange- bote); Plattform Industrie 4.0 (S. 20); BMWi / Anja Blumentritt (S. 21; Bild 1–4); Plattform Industrie 4.0 (S. 21; Bild 5); Nadalina / Fotolia (S. 31); dikobrazik / Fotolia (S. 32, oben); yalapeak / Fotolia (S. 32, unten); BMWi / Michael Reitz (S. 33 Bild EU); BMWi / Maurice Weiss (S. 33 Bild G20); eigene Darstellung / Plattform Industrie 4.0 (Grafik, S. 36) Diese und weitere Broschüren erhalten Sie bei: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie Diese Broschüre ist Teil der Öffentlichkeitsarbeit des Referat Öffentlichkeitsarbeit Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie. E-Mail: publikationen@bundesregierung.de Sie wird kostenlos abgegeben und ist nicht zum www.bmwi.de Verkauf bestimmt. Nicht zulässig ist die Verteilung auf Wahlveranstaltungen und an Informationsständen Zentraler Bestellservice: der Parteien sowie das Einlegen, Aufdrucken oder Telefon: 030 182722721 Aufkleben von Informationen oder Werbemitteln. Bestellfax: 030 18102722721
2 Inhalt Kompass Industrie 4.0: Der Wegweiser für die digitale Transformation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Vorwort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Industrie 4.0: Die Weichen für die digitale Produktion von morgen stellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Informieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Produktion 2030: Visionen für die Zukunft der digitalisierten Industrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Online-Bibliothek Industrie 4.0: Expertise für die Produktion von morgen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Orientieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Vom Szenario in die Praxis: Anwendungsbeispiele für digitalisierte Produktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Online-Landkarte Industrie 4.0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Demonstrieren und Qualifizieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Mittelstand 4.0 Kompetenzzentren: Transferpartner vor Ort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Im Dialog: Die Expertise der Plattform für die Praxis einsetzbar gemacht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Testen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Eine Allianz für die Praxis: Beratungs- und Förderangebote für das Testen und Ausprobieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Umsetzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Erste Schritte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Für Experten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Global vernetzt: die digitale Zukunft der Industrie international gestalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Antrieb für den Wandel: Das Industrie 4.0 Netzwerk in Deutschland . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 Mitgestalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 Sie möchten sich einbringen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 Übersicht Publikationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
3 Kompass Industrie 4.0: Der Wegweiser für die digitale Transformation Ob auf der Suche nach einem Kompetenzzentrum, regiona- fortgeschrittene Phasen des Digitalisierungsprozesses rele- len Netzwerken oder Initiativen im eigenen Bundesland: vante Informationen bereit. Innerhalb eines Jahres hat sich der Kompass ist ein Wegweiser, der Unternehmen die Suche der Umfang des Kompasses auf 100 Angebote ausgeweitet. nach Informationen erleichtert. Als einfach zugängliches Onlineangebot zeigt der Kompass nicht kommerzielle Neben dem online basierten Kompass Industrie 4.0, ist Angebote regionaler und nationaler Initiativen und Institu- diese Broschüre als Informationsquelle für Unternehmen tionen und verlinkt zu ausführlichen Beschreibungen der und Interessierte konzipiert, die den Anforderungen des Angebote. So ermöglicht er eine übersichtlich strukturierte Wandels gerecht werden und in ihrem Unternehmen und systematische Einordnung bestehender Aktivitäten. Industrie 4.0-Lösungen einsetzen wollen. Deshalb zeigen Damit stellt der Kompass einen niedrigschwelligen Zugang wir, anhand der im Kompass dargestellten Digitalisierungs- zu den vielfältigen Angeboten im Bereich Industrie 4.0 in phasen, wie die Angebote Unternehmen bei der Umsetzung Deutschland sicher und ist nicht nur erste Anlaufstelle für von Industrie 4.0 unterstützen. Neulinge im Bereich Industrie 4.0, sondern hält auch für Begriffserklärung: Was ist Industrie 4.0 Kooperationsprojekte Publikationen und Videos Netzwerke Umsetzen & Veranstaltungs- Kooperieren Informieren übersichten Informations- und Entwicklung von Unterstützungs- Projektideen Industrie 4.0 angebote Kompass Beispiele aus der Testen Orientieren Praxis Fachliche Begleitung Readiness Check: Bereit für Industrie 4.0 Demonstrieren & Fördermöglichkeiten Qualifizieren Demo- und Testlab-Touren Testen von Workshops Projektideen und Trainings Testlab Use Cases http://bit.ly/2toMld3
4 Vorwort Mit hoher Dynamik bewegt sich Deutschland in Richtung Industrie 4.0. Viele Unternehmen nutzen bereits die neuen Potenziale cyber-physischer Systeme. Die Transformation zu einer digitalisierten Produktion ist aber noch lange nicht abgeschlossen und die auszuschöpfenden Potenziale für die deutsche Volkswirtschaft sind weiterhin gewaltig. In Zeiten des digitalen Wandels sind kooperative Steuerungsmechanismen gefragt. Die Plattform Industrie 4.0 als Netzwerk aus Politik, Wirtschaft, Wissenschaft, Verbänden und Gewerkschaften zeigt, dass sie die Entwicklung der Industrie 4.0 mitgestalten kann. Der starke Zuspruch, den die Plattform national wie international genießt, spricht für ihre inte- grative Arbeitsweise. Nicht umsonst ist sie Vorbild für zahlreiche Industrie 4.0-Initiativen weltweit. Im vergangenen Jahr hat die Plattform Industrie 4.0 bestehende Kooperationen ausgebaut – wie etwa mit dem US-amerikanischen Industrial Internet Consortium, der französischen Alliance Industrie du Futur, der japanischen Robot Revolution Initiative und auch chinesi- schen Partnern. Mit neuen Handlungsempfehlungen, wie etwa im Bereich Qualifizierung, Recht und IT-Sicherheit, hat die Plattform Impulse in Richtung Politik und Lösungsansätze für die nächsten Schritte in der betrieblichen Umsetzung gegeben. Mit der Online-Landkarte und dem Industrie 4.0-Kompass wurden Informations- und Orientierungsinstrumente ent- wickelt, die die Umsetzung von Industrie 4.0 in Unternehmen erleichtern sollen. Für 2017 hat sich die Plattform unter anderem die Schwerpunkthemen IT-Sicherheit, Standards und Arbeit/Qualifizierung gesetzt, die gerade für kleine und mittlere Unternehmen eine hohe Praxisrelevanz aufweisen. Im vorliegenden Fortschrittsbericht wird ein Überblick über die Ergebnisse und Angebote sowie die nationalen und internationalen Kooperationen der Plattform Industrie 4.0 gegeben. Der vorliegende Bericht belegt, welchen Mehrwert und zentralen Stellenwert die Plattform Industrie 4.0 für Deutschland besitzt. Sie bietet neben ihrer hohen fachlichen Expertise vor allem praxisnahe Handlungsempfehlungen, die nicht zuletzt dem deutschen Mittelstand Unterstützung bieten. Diese Arbeit der Plattform wollen wir auch zukünftig kontinuierlich und zielorientiert ausbauen. Wir wünschen viel Spaß bei der Lektüre. Die Plattform Industrie 4.0
5 Industrie 4.0: Die Weichen für die digitale Produktion von morgen stellen Die Digitalisierung der industriellen Produktion eröffnet nehmen (KMU) stehen dabei im Zentrum der Arbeit. In den neue Chancen und stellt gleichzeitig bewährte Erfolgsfak- letzten beiden Jahren hat die Plattform Industrie 4.0 in den toren der Wirtschaft auf den Prüfstand. Noch vor zwei Jah- zentralen Bereichen bei Industrie 4.0 große Fortschritte ren war „Industrie 4.0“ für viele ein unscharfes Schlagwort, erzielen können: das offen ließ, ob die Risiken die Chancen überwiegen oder es nur ein flüchtiger Hype sei. Heute ist klar: Industrie 4.0 ist eine enorme Chance, jedoch mit Herausforderungen Standardisierung verbunden, die es zu lösen gilt. Deutschland legt bei der Entwicklung von Industrie 4.0 ein hohes Tempo vor und ist Wesentliche Voraussetzung für die praxistaugliche digitali- weltweit führend. Mehr als 65 % der deutschen Unterneh- sierte Produktion sind interoperable und offene Standards. men nutzen oder planen bereits spezielle Industrie 4.0- Sie verhindern Brüche zwischen bestehenden Anlagen und Anwendungen.1 Prognostiziert wird allein für Deutschland Software und ermöglichen eine fließende Vernetzung. Die ein zusätzliches Wertschöpfungspotenzial von 425 Milliar- aus der Plattform Industrie 4.0 heraus entwickelte Referenz den Euro bis 2025.2 Aus einem abstrakten „Digitalisierungs- architektur RAMI 4.0 ist einer der internationalen Bench- konzept“ wird vor Ort im Unternehmen ein Geschäftsmo- marks bei der Entwicklung harmonisierter Standards. Die dell, aus der ersten Idee eine Anwendung im Betrieb, aus Plattform ist einer der zentralen Akteure, wenn es um die der ersten Vision eine konkrete Aktivität oder neues Pro- Weiterentwicklung von Standardisierungsverfahren und dukt. Deutschland ist der „Hotspot“ für Industrie 4.0 in der -bedarfen im Bereich Industrie 4.0 geht. Dabei achtet sie Welt. Industrie 4.0 ist global als starke Marke positioniert. darauf, dass KMUs in den Prozessen eingebunden werden Die Bundesregierung hat das Thema Digitalisierung als und sich proaktiv einbringen können. Hierfür steht insbe- eines der Kernthemen auf die Agenda ihrer G20-Präsident- sondere das aus der Plattform Industrie 4.0 heraus initiierte schaft gesetzt. In der Plattform Industrie 4.0 ist der Schul- Standardization Council Industrie 4.0. Dieses treibt unter terschluss zwischen Wirtschaft, Verbänden, Wissenschaft, Einbindung von KMUs eine transparente Standardisierung Gewerkschaften und Politik seit zwei Jahren fest etabliert. intensiv mit internationalen Partnern voran. Diese Abstim- Die Anforderungen von Klein- und mittelständische Unter- mungsarbeiten werden durch die konkrete praktische Imple 1 Quelle: BITKOM (2016): https://www.bitkom.org/Presse/Presseinformation/Fast-jedes-zweite-Industrieunternehmen-nutzt-Industrie-40.html 2 Quelle: BDI (2015): http://bdi.eu/publikation/news/die-digitale-transformation-der-industrie/
6 I N D U S T R I E 4. 0: D I E W E I C H E N F Ü R D I E D I G I TA L E P R O D U K T I O N V O N M O R G E N S T E L L E N mentierung der Industrie 4.0-Komponente – der sogenannten Wege in die Praxis: Anwendungsbeispiele, Verwaltungsschale erfolgreich ergänzt. Das sichert die Leitfäden und Testmöglichkeiten Interoperabilität in einer Industrie 4.0-Welt. Eine Umsetzung von Industrie 4.0 in der Fläche lebt von einem konkreten und lebendigen Austausch, am besten Sicherheit vernetzer Systeme über erfolgreiche Praxisbeispiele. So bietet die Plattform eine Online-Landkarte mit rund 300 Beispielen realer Unverzichtbare Voraussetzung, Industrie 4.0 erfolgreich Anwendungen von Industrie 4.0 in Betrieben. Da auch die umzusetzen, ist das Vertrauen der Unternehmen in die Qualifikation der Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern ent- Sicherheit der Kommunikation im virtuellen Raum. Der scheidend ist, zeigt eine Publikation anhand von konkreten Aufbau einer sicheren unternehmensübergreifenden Pro- sozialpartnerschaftlich entwickelten Beispielen, wie in duktionsumgebung ist eine große Herausforderung für neuen betrieblichen Ansätzen, Mitarbeiter qualifiziert wer- Unternehmen. Vor diesem Hintergrund hat die Plattform den können. Genauso benötigen Anwender digitaler Tech- Industrie 4.0 die wichtigsten Handlungsfelder in einem nologien geeignete Möglichkeiten, um innovative Sys- Leitfaden zusammengetragen. Betreiber von Maschinen temansätze und vernetzte Geschäftsmodelle ohne größere und Anlagen erfahren auf dieser Basis die notwendigen Eintrittsbarrieren testen zu können. Um den Weg in die Security-Voraussetzungen, um erfolgreich in einer vernetz- Praxis zu ebnen, vernetzt sich die Plattform mit strategi- ten Industrie agieren zu können. Dennoch: Jedwede tech- schen Partnern, wie den Mittelstand 4.0-Kompetenzzent- nologische Lösung hilft wenig, ohne kompetente Mitarbei- ren des BMWi, die u.a. die Qualifizierung und Sensibilisie- terinnen und Mitarbeiter. Daher ist in einem Leitfaden rung der Unternehmen für Industrie 4.0 im Blick haben. beschrieben, wie das Kompetenzprofil für die Position Mithilfe des Vereins Labs Network Industrie 4.0 oder dem eines Security-Verantwortlichen in der Produktion („Indus- Forschungsprojekt Informationsstelle Industrie 4.0 für trial Security Officer (ISO)“) beispielhaft aussehen könnte. kleine und mittlere Unternehmen (I4KMU) finden Unter- Auf der Hannover Messe 2017 stellt die Plattform ein nehmen Partner der Plattform Industrie 4.0, die ihnen den gemeinsam mit dem Industrial Internet Consortium (IIC) schnellen Zugang zu den passenden Testzentren erleich- entwickelten Demonstrator vor, der zeigt, dass eine sichere tern. Kommunikation unternehmensübergreifend möglich ist.
7 Informieren Unternehmerinnen und Unternehmer stehen vor Produktion 2030: Visionen für die der Frage, wie sie die digitale Transformation zu Zukunft der digitalisierten Industrie ERGEBNISPAPIER ihrer eigenen Erfolgsgeschichte machen. Verläss- liche und fachlich geprüfte Informationen ver- Markttrends in der produzierenden Industrie, einfachen am Beginn eines Digitalisierungs technologische Entwicklungen, die reale und vir- vorhabens den guten Einstieg. Die Plattform tuelle Arbeit miteinander verbinden und kon- Industrie 4.0 versteht sich als zentraler Netz- krete Umsetzungserfahrungen sind die Basis für Fortschreibung der Anwendungsszenarien werkknoten für die Erstinformation zur digitali- die Industrie 4.0-Anwendungsszenarien. Sie be der Plattform Industrie 4.0 sierten Produktion. Sie gibt den Überblick über schreiben die Vision der deutschen Industrie von ein dichtes Netzwerk aus regionalen, thematisch ihrer digitalen Zukunft im Jahre 2030. Konkret orientierten oder aber nationalen und internati- zeigen die Szenarien, mit welchen Innovationen onalen Akteuren in Geschäftsmodellen, Technologien und Arbeits organisation die deutsche Industrie in diese digi- • Neun verschiedene Anwednungsszenarien tale Zukunft gehen kann. Gleichzeitig lassen sich der Produktion im Jahre 2030 bieten einen Rückschlüsse ziehen, wo zentrale Herausforde- http://bit.ly/2tlaeS1 Einblick in die bevorstehenden Entwicklun- rungen und Fragen liegen – beispielsweise in den gen der digitalisierten Produktion. Bereichen Standards, Forschung, Sicherheit, recht- Einen detaillierte licher Rahmen und Qualifizierung. Beschreibung der • Gebündeltes Fachwissen wird in der Online- Zukunftsszenarien Bibliothek systematisch und verständlich bietet die Publikation „Fortschreibung der aufbereitet und der gezielte Wissenstransfer Anwendungsszena- zwischen Experten und Unternehmen initi- rien der Plattform iert. Industrie 4.0“
8 INFORMIEREN Überblick der Szenarien Wertschöpfungsnetz „Auftragsgesteuerte Produktion“ Auftragsgesteuerte Produktion Auftragnehmer Autonome und automatisierte Ver- Auftragnehmer netzung von Produktionsfähigkeiten über die eigenen Fabrikgrenzen hin- Kunde Auftraggeber aus zur Optimierung des Portfolios Auftraggeber im Hinblick auf Kunden- und Markt- anforderungen. Dieses Anwendungsszenario stellt den Auftrag in den Mittelpunkt und be schreibt, wie die notwendigen Produk tionsressourcen dynamisch für einen Auftrag zusammengestellt werden. Wertschöpfungsnetz „Anwenderunterstützung in der Produktion“ Anwenderunterstützung in der Produktion Diagnose- Planungs- Assistenz Assistenz Anwender Mensch-Technik-Mensch-Interak- tion zur Unterstützung des Men- schen als Akteur in der Produktion. Digitale Assistenzsysteme unterstüt- zen den Mensch in der Produktion und verändern sowohl die Arbeit als auch die Arbeitsorganisation. Dieses Physische Mobiler Anwendungsszenario beschreibt, wie Assistenz Zugriff Beschäftigte zukünftig in der Produk- tion durch neue Technologien unter- Maschine stützt werden können. Wertschöpfungsnetz „Value Based Services“ Value Based Services Kunde Service- Plattform- Produkt- Provider Provider Provider Prozess- und Zustandsdaten aus Pro- duktion und Produktnutzung als Rohstoff für die Geschäftsmodelle und Services der Zukunft. Dieses Anwendungsszenario beschreibt, wie sich das Wertschöpfungsnetz im Service gestalten lässt, wenn entspre- chende Produkt- und/oder Prozess- Informationen über eine IT-Plattform zur Verfügung gestellt werden. Es greift auch die Ergebnisse des Zukunftspro- jekts „Smart Service Welt“ auf.
INFORMIEREN 9 Wertschöpfungsnetz „Transparenz und Wandlungsfähigkeit ausgelieferter Transparenz und Wandlungsfähigkeit Produkte“ ausgelieferter Produkte Hersteller Automatische Erhebung nutzungsbe- Plattform-Anbieter zogener Daten über ausgelieferte Dienstleister (Trusted Device Cloud) Produkt Produkte zur Optimierung von Geschäftsprozessen, für neue Verbraucher Geschäftsmodelle und zur dynami- schen Anpassung von Produkteigen- schaften. Dieses Anwendungsszenario stellt ein Produkt in den Mittelpunkt und beschreibt, wie Transparenz und Wandlungsfähigkeit von ausgeliefer- ten Produkten über eine IT-Plattform gestaltet werden können. Wertschöpfungsnetz „Wandlungsfähige Fabrik“ Wandlungsfähige Fabrik Zulieferer Maschinen- System- Betreiber Plug & Produce – adaptierbare Ferti- lieferant integrator Fertigung gungskonfiguration innerhalb einer Fabrik zur kurzfristigen Veränderung von Produktionskapazitäten und Produktionsfähigkeiten. Dieses Anwendungsszenario stellt eine Produktionsressource – in Abgren- zung zum Anwendungsszenario Auf- tragsgesteuerte Produktion, wo der Auftrag im Fokus steht – in den Mit- telpunkt und beschreibt, wie diese im Hinblick auf Wandlungsfähigkeit gestaltet werden kann und welche Konsequenzen dies für den Lieferan- ten der Produktionsressource sowie den Systemintegrator hat.
10 INFORMIEREN Wertschöpfungsnetz „Selbstorganisierende adaptive Logistik“ Selbstorganisierende, adaptive Logistik Zulieferer Hersteller Distributor Kunde Erhöhung der Flexibilität und Reak- tionsgeschwindigkeit industrieller und logistischer Systeme in zuneh- mend volatilen und wandlungsfähi- gen Produktionsumfeldern. Dieses Anwendungsszenario ist eng verknüpft mit dem Anwendungssze- nario Auftragsgesteuerte Produktion, fokussiert dabei aber auf die gesamte Logistik Logistik Inter- und Intra-Logistik. Services Plattform-Provider Management Wertschöpfungsnetz „Smarte Produktentwicklung für die smarte Produktion“ Smarte Produktentwicklung für die smarte Produktion Engineering Engineering Produktion Virtuelle Produkte ermöglichen Dienstleister Disziplinen neue Formen der Zusammenarbeit in 101 Engineering-Prozessen und die Auto- 010 matisierung von Engineering-Tätig- keiten. Dieses Anwendungsszenario beschreibt kollaborative Produktent- wicklung, um ausgehend von den Produkt- Engineering- Produktanforderungen den Entwick- management Werkzeug- hersteller lungsprozess durchgängig zu gestal- Plattform-Provider ten und die notwendigen Informatio- nen der Produktion und dem Service zur Verfügung zu stellen. Wesentliche Grundideen basieren auf dem For- schungsprojekt AWaPro „Automation für wandlungsfähige Produktions- technik“ im Spitzencluster itʼs OWL und dem Testbed „Smart Engineering and Production 4.0“.
INFORMIEREN 11 Wertschöpfungsnetz „Innovative Produktentwicklung“ Innovative Produktentwicklung Disziplinen Durch adäquate Einbindung aller Engineering Communities Dienstleister 101 relevanten Interessengruppen in den 010 Engineering-Prozess und eine geeig- nete methodische Vorgehensweise Software- wird das richtige Produkt richtig ent- Kunde Markt werkzeug- wickelt. hersteller Dieses Anwendungsszenario Plattform-Provider beschreibt neue Methoden und Pro- zesse bei der Produktentwicklung und fokussiert dabei auf die frühen Phasen der Produktentwicklung. Kreislaufwirtschaft Hochwertige Wiederverwertung von Materialien aus der industriellen Fertigung über den gesamten Lebenszyklus eines Produktes. Dieses Anwendungsszenario betrachtet ein (ausgeliefertes) Produkt bis hin zur Rückführung seiner physischen Bestandteile in einen übergeordneten Wertstoffkreislauf.
12 INFORMIEREN Online-Bibliothek Industrie 4.0: Expertise für die Produktion von morgen Die Online-Bibliothek der Plattform bietet einen systematischen Einstieg in das Thema Industrie 4.0. Unternehmen und Interessierte aber auch das Fachpublikum finden hier Expertenwissen nach Themen strukturiert. Die fachlich-inhalt liche Arbeit der Plattform wird durch fünf the menspezifische Arbeitsgruppen geleistet. Deren http://bit.ly/2tlnOoG Diskussionspapiere, Leitfäden und Empfehlungen sind als Downloads ebenso verfügbar, wie Publi- kationen und Studien aus dem Partnernetzwerk der Plattform.
13 Orientieren Virtuelle Maschinen, vernetzte Datenbrillen, Vom Szenario in die Praxis: smarte Fabriken: Die Vielfalt neuer Konzepte in Anwendungsbeispiele für digitalisierte ERGEBNISPAPIER der digitalisierten Produktion ist groß. Unter- Produktion nehmen suchen Orientierung in der Vielzahl an Möglichkeiten, um ihr konkretes Digitalisierungs Anwendungsszenario trifft Praxis: vorhaben mit den passenden Lösungen umzu- Die Auftragsgesteuerte Produktion setzen. Die Plattform Industrie 4.0 versteht sich Anwendungsszenario trifft Praxis: als Inspirationsgeber in dieser Phase: In welchen konkreten Anwendungsfällen die Auftragsgesteuerte Produktion eines individuellen Fahrradlenkers Szenarien schon heute realisiert werden, hat die • In der Online-Landkarte Industrie 4.0 können Plattform Industrie 4.0 anhand des Anwendungs- sich Unternehmerinnen und Unternehmer szenarios „Auftragsgesteuerten Produktion“ auf- von Beispielen inspirieren lassen und durch bereitet. Das Szenario zeigt, wie der Ansatz der wenig Klicks zu Beratungsangeboten und Plattformökonomie in der Industrie zur Anwen- Testzentren in Ihrer Region gelangen. dung kommen kann. http://bit.ly/2tAR7nD • Im Praxistest wird das Anwendungsszenario In einer auftragsgesteuerten Produktion können der Auftragsgesteuerten Produktion anhand Hersteller weitgehend automatisiert auf Produk Anwendungsszenario eines realen Produktionsablaufes beschrieben tionsmodule zugreifen – auch auf solche, die außer trifft Praxis: Auftrags und gibt Aufschlüsse über Handlungsbedarfe halb der eigenen Fabriken verortet sind. Je nach gesteuerte Produktion eines individuellen Fahr- im Veränderungsprozess. Auftragslage erweitern sie flexibel ihre eigenen radlenkers Fertigungsfähigkeiten und Kapazitäten ohne investieren zu müssen. Sie sind in der Lage flexibel auf veränderte Kundenanforderungen zu reagie- ren. Gleichzeitig bieten die Unternehmen Kapa- zitäten auf dem Markt an und verbessern so ihre eigene Auslastung. Neue Geschäftsmodelle werden möglich – eine Art Plattformökonomie entsteht. Auftraggeber Auftragnehmer
14 ORIENTIEREN Online-Landkarte Industrie 4.0 2 Die Online-Landkarte der Plattform Industrie 4.0 bietet einen systematischen Überblick zu regionalen Informa- tions- und Unterstützungsangeboten. Unternehmen können sich hier orientieren und ein passendes Beispiel für Ihre Fragestellung recherchieren. Hamburg 6 Information und Beratung in der Region finden 4 Digitalisierung erfordert sich in neuen Geschäftskontexten und mit bisher fremden Fachthemen auseinanderzusetzen. Hannover 3 Erste Informationen und Beratung bei der Umsetzung sind daher insbesondere für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) eine wertvolle Unterstützung. Auf der Landkarte 2 können Unternehmen die passenden nicht kommerziellen Informations- und Unterstützungsangebote in ihrer Region 23 recherchieren, Ansprechpartner finden und so den ersten Schritt zur Umsetzung von Industrie 4.0 Lösungen im eige- nen Unternehmenskontext gehen. 19 Düsseldorf 11 10 2 Frankfurt „Die Anwendungsbeispiele der Online- 13 Landkarte gaben uns Orientierung, wie Industrie 4.0 Technologien in der Produk- 10 tion konkret umgesetzt werden. Heute 10 27 nutzen unsere Mitarbeiter zum Beispiel Datenbrillen bei der Baugruppenmontage. Dieses Hilfsmittel ermöglicht uns eine 2 38 Stuttgart konstant hohe Wiederholgenauigkeit, reduzierte Prozesszeiten und führt zu einem nachhaltig zufriedenen Kunden. 12 Wir freuen uns, dass auch wir nun als Beispiel auf der Online-Landkarte zu finden sind!“ Wassim Saeidi | Geschäftsleitung, WS Kunststoff-Service
ORIENTIEREN 15 Anwendungsbeispiele entdecken Die beiden häufigsten Fragen, die sich Unternehmen beim Thema Industrie 4.0 stellen sind, worin der Nutzen einer Investition in Industrie 4.0-Anwendungen liegt und wie genau sich diese im eigenen Unternehmen umsetzen las- sen. Genau hier setzt die Plattform Industrie 4.0 an. Sie hat sich u.a. zum Ziel gesetzt, zu zeigen, warum es sich für den Anwender lohnt, seine Fertigung umzugestalten. Die Anwendungsbeispiele machen deutlich, was mit einer digi- talisierten Produktion heute schon alles möglich ist. Über 7 16 Berlin 280 Beispiele zeigen, wie Industrie 4.0 in Deutschland erfolgreich gestaltet wird. Leipzig Das passende Testzentrum finden 2 4 Unternehmen sind im Zuge der Digitalisierung gefordert neue Anwendungen in ihren Betrieb zu integrieren. Ein 7 erster Schritt ist mögliche Anwendungen in Pilotprojekten zu erproben und praxisnah weiterzuentwickeln, bevor es zu einem tatsächlichen Einsatz der Industrie 4.0 Lösung kommt. 2 Testzentren (engl. test beds) sind Infrastrukturen, in und mit denen Industrie 4.0-Anwendungen von Unternehmen erforscht, getestet und weiterentwickelt werden können. Die Plattform Industrie 4.0 bietet mit ihrer Online-Land- karte Unternehmen einen Überblick über die Vielzahl von 10 Testzentren und ihren Angeboten in ihrer Region. Außerdem zeigt die Online-Landkarte die Mittelstand 4.0-Kompetenz- zentren auf, die dem Mittelstand für entsprechende Informa- 4 tions- und Unterstützungsleistungen zur Verfügung stehen und verlinkt auf Informationen zu deren Angeboten. 19 München 2 http://bit.ly/2smxHxN
16 Demonstrieren und Qualifizieren Die unternehmerischen Anforderungen an die Umsetzung • Im kontinuierlichen Dialog werden die Bedarfe des Mit- von Innovationen sind hoch. Auf Grundlage der Einschät- telstands formuliert und dienen als Grundlage für die zung zu Trends und Entwicklungen für den eigenen Bereitstellung zielgerichteter Unterstützungsangebote Bereich sind strategische Entscheidungen für den Umbau des Unternehmens notwendig. Welche Industrie 4.0-Tech- Durch die enge Zusammenarbeit der Plattform Industrie nologien heute bereits erfolgreich und anwendungsbezo- 4.0 mit Multiplikatoren, z.B. den Industrie- und Handels- gen eingesetzt werden, zeigen Demofabriken von For- kammern sowie den Kompetenzzentren des Bundesminis- schungseinrichtungen oder Unternehmen sowie teriums für Wirtschaft und Energie, sind die Angebote für Demozentren, die an Mittelstand 4.0-Kompetenzzentren Unternehmen nutzstiftend und einfach zugänglich. Unter- angebunden sind. Gleichzeitig finden Unternehmen Infor- nehmen finden einen direkten Zugang zu den richtigen mationen, welche Kompetenzen Sie für ihre digitale Ansprechpartnern, können ihr Fachwissen in Informations- Erfolgsgeschichte benötigen. Eine Vielzahl an Akteuren und Qualifikationsworkshops ausbauen und Vernetzungs- unterstützt bei der Verankerung der Kompetenzen durch veranstaltungen für den Erfahrungsaustausch nutzen. Fachworkshops und Schulungsangebote. • In von BMWi geförderten regional ansässigen Mittel- stand 4.0-Kompetenzzentren erhalten kleine und mit- telständische Unternehmen Zugang zur Qualifizierungs- maßnahmen und Demonstrationsmöglichkeiten.
D E M O N S T R I E R E N U N D Q UA L I F I Z I E R E N 17 Mittelstand 4.0 Kompetenzzentren: Transferpartner vor Ort http://bit.ly/2sRijgF Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie richtet Folgende Kompetenzzentren sind seitdem gegründet worden: seit 2015 Mittelstand 4.0-Kompetenzzentren zur Informa- tion und Demonstration ein, um mittelständische Unter- • Augsburg, unter der Leitung des Fraunhofer-Instituts nehmen und Handwerksbetriebe bei der Digitalisierung für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik, Projekt- und Vernetzung sowie Anwendung von Industrie 4.0 bun- gruppe Ressourceneffiziente mechatronische Verarbei- desweit zu unterstützen. Die Plattform ist mit den Mittel- tungsmaschinen stand 4.0-Kompetenzzentren und den Multiplikatoren im Programm Mittelstand Digital eng vernetzt. • Berlin, unter der Leitung des Bundesverbandes mittel- ständische Wirtschaft, Unternehmerverband Deutsch- land e. V. • Chemnitz, unter der Leitung der Technischen Universi- tät Chemnitz, Institut für Betriebswissenschaften und Fabriksysteme • Darmstadt, unter der Leitung der Technischen Universi- „Unser Angebot intensiver Qualifizierungs- tät Darmstadt, Institut für Produktionsmanagement, und Trainingsformate wird interessiert Technologie und Werkzeugmaschinen von Unternehmen aufgenommen. • Dortmund, unter der Leitung des Fraunhofer-Instituts Dies deuten wir als ein positives Zeichen, für Materialfluss und Logistik da Unternehmen in diesen Formaten konkretes und praxisnahes Wissen für Ihre Tätigkeit im Betrieb mitnehmen.“ Alexandra Horn | Leiterin Mittelstand 4.0 Kompetenzzentrum Berlin
18 D E M O N S T R I E R E N U N D Q UA L I F I Z I E R E N • Hamburg, unter der Leitung der Handelskammer Die Aufgabe der Kompetenzzentren besteht darin, aktuelles, Hamburg Service GmbH praxisrelevantes Wissen zur Digitalisierung, Anwendung von Industrie 4.0 und Vernetzung betrieblicher Prozesse • Ilmenau, unter der Leitung der Technischen Universität zusammenzuführen, weiterzuentwickeln und „in die Spra- Ilmenau, Fachgebiet Fertigungstechnik im Thüringer che des Mittelstandes zu übersetzen“. Dieses Wissen tragen Zentrum für Maschinenbau die Zentren in den Mittelstand und das Handwerk. Sie informieren fachlich kompetent, qualifizieren und sensibili- • Kaiserslautern, unter der Leitung des Technologie-Initi- sieren zu den Chancen sowie Herausforderungen der Digi- ative SmartFactoryKL e. V. talisierung. Sie sammeln und bereiten gut nachahmbare, mittelstandstaugliche Lösungen auf, um gangbare Wege • Kompetenzzentrum Digitales Handwerk, unter der Lei- aufzuzeigen sowie kleine und mittlere Unternehmen anzu- tung des Heinz-Piest-Institut für Handwerkstechnik an regen, den Prozess der Digitalisierung und Vernetzung im der Leibniz Universität Hannover eigenen Betrieb anzugehen. • Stuttgart, unter der Leitung des Fraunhofer Instituts für In den Mittelstand 4.0-Kompetenzzentren wird zudem die Arbeitswirtschaft und Organisation. Möglichkeit geboten, unter professioneller Anleitung eigene technische Entwicklungen, Schnittstellen zu Produkten Bis zu zwölf weitere Kompetenzzentren sollen in 2017 oder Kunden auszutesten. gestartet werden, um eine flächendeckende Unterstützung zu gewährleisten. Im Dialog: Die Expertise der Plattform für die Praxis einsetzbar gemacht Mittels regionaler Veranstaltungen spricht die Plattform Industrie 4.0 insbesondere die mittel- ständische Wirtschaft an und sensibilisiert sie für das Thema Industrie 4.0. Dies geschieht in Zusammenarbeit mit Verbänden, Industrie- und Handelskammern sowie anderen regionalen Ini- tiativen und Institutionen. Aktuell bringt die http://bit.ly/2tplb5H Plattform ihre Erfahrungen und Arbeitsergeb- nisse als Partner der IHK-Veranstaltungsreihe „Industrie 4.0@Mittelstand“ in die Regionen. In Praxisworkshops werden die Arbeitsergebnisse der Arbeitsgruppen vorgestellt und mit den Unternehmen die konkrete Praxisumsetzung diskutiert.
19 Testen Bis zum tatsächlichen Einsatz von Industrie 4.0 Lösungen innovative Systemansätze und vernetzte Geschäftsmodelle in der industriellen Fertigung stehen viele Entwicklungs- ohne größere Eintrittsbarrieren zu testen und bis zur schritte. Unternehmen wollen in Pilotprojekten ihre Idee Marktreife weiterentwickeln zu können. möglichst praxisnah erproben und anwendungsreif machen, bevor diese im gesamten Unternehmen imple- • Die Plattform gibt einen Überblick zu Testzentren in mentiert wird. Genauso benötigen die Anwender der Deutschland und zeigt auf, an welche Ansprechpartner neuen, digitalen Technologien passende Möglichkeiten, um man sich für eine Beratung oder Förderung eigener Test Cases wenden kann. Eine Allianz für die Praxis: Beratungs- und Förderangebote für das Testen und Ausprobieren Testzentren: Ein Überblick für Deutschland In Deutschland gibt es mittlerweile eine große Zahl an Testlaboren und Testzentren in Hochschulen und For- schungseinrichtungen. Einen Überblick liefert die Platt- form Industrie 4.0 auf der Online-Landkarte. http://bit.ly/2shNQty Informations- und Unterstützungsangebote Die Plattform Industrie 4.0 bietet eine reichliche Übersicht an Informations- und Unterstützungsangeboten, die Unter- nehmen beim Austesten von innovativen Industrie 4.0- Komponenten Orientierung bieten. Ob fachliche Begleitung von ersten Testläufen oder konkreten Fördermaßnahmen – die Plattform bündelt Informationsangebote und unterstützt den Weg in eine vernetzte Industrie. Informations- und http://bit.ly/2tY6Eel Unterstützungsangebote für die Testphase im Kompass Industrie 4.0 und auf der Online-Landkarte der Plattform Industrie 4.0 zu finden.
20 TESTEN „Den Mehrwert von Industrie 4.0 für das eigene Geschäftsmodell zu entdecken, ist das zentrale Thema. Mit der Vermittlung passender Testzentren unterstützen wir Unternehmen individuelle Einsatzmög- lichkeiten ressourcenschonend zu prüfen. Die Ergebnisse werden an die Standardi- sierung transferiert, um den Start zukünf- tig zu erleichtern.“ Anke Riechers | Koordinatorin Projekte und Kooperationen, Labs Network Industrie 4.0
21 Arbeitsgruppe 1 Arbeitsgruppe 2 Arbeitsgruppe 3 Arbeitsgruppe 4 Arbeitsgruppe 5 Referenz Forschung und Sicherheit ver- Rechtliche Arbeit, Aus- und architekturen, Innovation netzter Systeme Rahmen Weiterbildung Standards und bedingungen Normung Umsetzen Erste Schritte Die Plattform Industrie 4.0 hat gemeinsam mit ihren Part- nern aus Industrie, Wissenschaft und Arbeitnehmervertre- Die Umsetzung und das anschließende Ausrollen der Pilot- tungen themenspezifische Arbeitsgruppen aufgesetzt. Die projekte bedarf einer systematischen Herangehensweise Ergebnisse der Arbeitsgruppe werden nun verwendet um und ist für Unternehmen mit Investitionen und Anpassun- Unternehmen den Praxistransfer zu erleichtern. Die Arbeits gen verbunden. Als einer der Erfolgsfaktoren stehen Ver- gruppen der Plattform entwickeln u.a. Wegweiser und Leit- netzung und Erfahrungsaustausch mit anderen Unterneh- fäden zu zentralen Handlungsfeldern der Digitalisierung men sowie Fachexperten in den zentralen Industrie 4.0 der Produktion, die kleine und mittlere Unternehmen in Handlungsfeldern zur Debatte. der Umsetzung von Industrie 4.0 Vorhaben unterstützen. Erste Schritte von der Theorie in die Praxis: Leitfäden & Wegweiser Einführung Referenzarchitekturmodell Industrie 4.0 (RAMI) – Eine Einführung Die Arbeitsgruppe 1 „Referenzarchitekturen, Standards und Normung“ hat den Leitfaden Referenzarchitekturmodell „Referenzarchitekturmodell Industrie 4.0 (RAMI Industrie 4.0 (RAMI 4.0) 4.0) - Eine Einführung“ erarbeitet. Durch eine Eine Einführung anschauliche Darstellung und Visualisierung des Modells, werden die Ziele und Vorteile von RAMI 4.0 schnell verständlich. http://bit.ly/2tYF4xt
22 UMSETZEN Wegweiser IT-Security in der Industrie 4.0 Der Wegweiser der AG 3 „Sicherheit vernetzter Systeme“ zeigt notwendige Voraussetzungen auf, de Informationen sind unter anderem in öffentlichungen verfügbar: g zur smarten Fabrik – Positionspapier 0, ZVEI – Zentralverband Elektrotechnik- um Industrie 4.0 erfolgreich und sicher umzu- nikindustrie e. V. WEGWEISER curity Industrie 4.0, ZVEI – Zentralverband nik- und Elektronikindustrie e. V. og Industrial Security – Einfach anfangen, setzen. Der sichere und vertrauensvolle Umgang utscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA) Kompendium, Bundesamt für Sicherheit in tionstechnik (BSI) mit Daten sowie der verlässliche Schutz der ght Security ICS (LARS ICS), Bundesamt für n der Informationstechnik (BSI) nien 3473 – Cyber-Security für KMU, VdS hütung GmbH unternehmensübergreifenden Kommunikation Automation – INS-Studie, DIN/NAM/VDMA der Security in Produktion und Automation – and Deutscher Maschinen- und Anlagenbau mis GmbH | Lukas Linke, ZVEI | Jens vor Angriffen von außen stehen dabei im Fokus. http://bit.ly/2tp2gI9 andner, Volkswagen AG | Andreas Teuscher, mermann, VDMA roduktion H, München Stand März 2016 ITSecurity in der Industrie 4.0 Druck Titel); welcomia/ Silber Druck oHG, Niestetal Erste Schritte zu einer sicheren Produktion ecutter/Fotolia (S. 4) Leitfaden IT-Security in der Industrie 4.0 – Handlungs felder für Betreiber Der Leitfaden der AG 3 beschreibt neben den rein technischen Schutzmaßnahmen insbeson- LEITFADEN dere die notwendigen organisatorischen Rah- menbedingungen der digitalen Produktion. Unternehmen können eine Selbsteinschätzung zu Ihren Maschinen und Anlagen vornehmen und den Handlungsbedarf in ihrem Unterneh- http://bit.ly/2tlesJL men definieren. Für die Umsetzung stehen Maß- nahmenvorschläge und praktische Hinweise bereit, um die größten Risiken abzudecken. IT-Security in der Industrie 4.0 Handlungsfelder für Betreiber Wegweiser Sicherheit in RAMI 4.0 Mit den vielen Chancen von Industrie 4.0 sind auch Herausforderungen verbunden. So wird „Security-by-Design“ zum unverzichtbaren Ele- LEITFADEN ment der Industrie 4.0-Entwicklungs- und Kon- zeptarbeiten. Sicherheit wirkt wie ein Gerüst, das alle Strukturelemente des RAMI4.0 und damit auch das Design der Industrie 4.0-Komponente http://bit.ly/2uixehO Security in RAMI4.0 trägt und zusammenhält. Im Leitfaden „Security in RAMI4.0“ werden die Sicherheitsaspekte des RAMI vorgestellt und konkrete Sicherheitsmaß- nahmen anhand mehrerer Beispiele für alle drei Achsen des RAMI4.0 beschrieben.
UMSETZEN 23 Wegweiser Qualifizierung und Weiterbildung für KMU Der Industrie 4.0-Wegweiser der AG 5 „Arbeit, Aus- und Weiterbildung“ gibt Informationen und Anregungen in Form von Best-Practice-Bei- WEGWEISER spielen dazu, wie Unternehmen vom Prozess der Digitalisierung profitieren und dabei ihre Mitar- beiter mitnehmen und weiterbilden können. Unternehmen finden in dem Dokument Leitfra- http://bit.ly/2t11b6w Industrie 4.0-Wegweiser zur gen und Unterstützungsangebote, um ihren Qualifizierung und Weiterbildung für kleine und mittelständische Unternehmen individuellen Bedarf zu identifizieren und so die Digitalisierung als Lern- und Qualifizierungs- prozess erfolgreich gestalten. Wegweiser Die digitale Transformation im Betrieb gestalten Der Wegweiser befähigt Unternehmerinnen und WEGWEISER Unternehmer sowie Beschäftigte, die Anforde- rungen der Digitalisierung zu bewältigen. Die Veränderungen durch Industrie 4.0 und Digitali- sierung laufen in unterschiedlichen Betrieben in unterschiedlicher Geschwindigkeit und Inten- http://bit.ly/2t1cImq sität ab. Die digitale Transformation im Betrieb gestalten – Beispiele und Handlungs empfehlungen für Aus und Weiterbildung
24 UMSETZEN Für Experten Standards vernetzter Produktionssysteme DISKUSSIONSPAPIER Welcher übergreifenden Grundlagen und Kon- zepte bedarf es, um die Visionen von Industrie 4.0 Zentrale Handlungsempfehlung: Industrie Realität werden zulassen und so die digitale Trans 4.0 braucht eine „Lingua Franca“, damit in formation des Industriestandortes Deutschland digitalen Ökosystemen tatsächlich Interope- aktiv zu gestalten? Zur Beantwortung dieser Fra- rabilität gewährleistet ist. Hierzu muss die Weiterentwicklung des Interaktionsmodells gen entwickeln die Arbeitsgruppen der Plattform internationale Standardisierung vorangetrie- für Industrie 4.0-Komponenten Industrie 4.0 inhaltliche Empfehlungen für Poli- ben werden. RAMI 4.0 ist ein wesentlicher tik, Wirtschaft und Gewerkschaften in fünf zent- Referenzpunkt in diesen Arbeitsprozessen. ralen Handlungsbereichen: Standardisierung, Durch die Umsetzung beispielhafter Imple- Forschung und Innovation, Sicherheit vernetzter mentierungen in Testzentren lässt sich die Systeme, rechtliche Rahmenbedingungen und Interoperabilität und Standardisierung unter- Arbeit, Aus- und Weiterbildung. stützen. http://bit.ly/2s2gNVQ Für eine schnelle Umsetzung der Industrie 4.0- Weiterentwicklung Konzepte in die industrielle Praxis ist ein kon- des Interaktions sensbasierter, forschungsbegleitender Standardi- modells für Industrie 4.0-Komponenten sierungs- und Normungsprozess unerlässlich. Die Arbeitsgruppe 1 koordiniert die nationalen „Für die Umsetzung von Industrie 4.0 Aktivitäten zur Normung und Standardisierung ist Normung und Standardisierung im Bereich der Industrie 4.0 und führt die Arbei- ten unterschiedlicher Akteure zusammen. von zentraler Bedeutung. Industrie Zudem werden wichtige Leitthemen internatio- 4.0 erfordert eine bisher nie dagewe- nal diskutiert und weiterentwickelt. sene Integration der Systeme über Ein zentrales Ergebnis ist die Entwicklung und Domänen- und Hierarchiegrenzen Definition des einheitlichen „Referenzarchitek- sowie Lebenszyklusphasen hinweg. turmodels der Industrie 4.0“ (RAMI 4.0) gewesen. Eine enge Zusammenarbeit zwischen Auf dem Weg zur internationalen Etablierung von RAMI 4.0 ist das Architekturmodell zur Forschung, Industrie und der Nor- internationalen Vornorm „IEC PAS 63088: Smart mung sowie Standardisierung ist manufacturing – Reference architecture model erforderlich, um global mit starker industry 4.0 (RAMI4.0)“ standardisiert worden. Stimme sprechen zu können. Deutschland liefert mit RAMI 4.0 Der digitale Zwilling: Die Verwaltungsschale, bereits heute ein Modell, dass im die ein Produkt digital erfassbar macht internationalen Standardisierungs- Verwaltungsschalen bilden zusammen den zent- prozess hohe Reputation besitzt und ralen Asset der digitalen Fabrik I4.0-Komponen- mittels agiler Standardisierung als ten. Die Interaktionen zwischen den Verwal- Katalysator für die internationale tungsschalen der Industrie 4.0-Komponenten orchestrieren das I4.0-System entlang der Wert- Zusammenarbeit dient.“ schöpfungsketten. Dafür benötigen die Verwal- tungsschalen eine gemeinsame Sprache. Die Reinhold Pichler | Geschäftsführer Standardization Arbeitsgruppe 1 hat die Interaktionen zwischen Council Industrie 4.0 den Verwaltungsschalen untersucht und Kon- zepte erstellt, mit deren Hilfe die benötigten
UMSETZEN 25 Interaktionen zwischen den I4.0-Komponenten Ausblick durchgeführt werden können. DISCUSSION PAPER Die Erarbeitung einer übergeordneten High- Level Standardisierungsstrategie für Industrie Standardisierte Kommunikation als Schlüssel- 4.0 wird ein wesentlicher Schwerpunkt der faktor des Internet der Dinge Arbeitsgruppe 1 sein. Hierzu werden Leitlinien zur Beschleunigung der operativen Standardisie- Network-based Communication for Industrie 4.0 – Kommunikationssysteme, wie z. B. Kommunika- rung erarbeitet. Inhaltliche Leitthemen werden Proposal for an Administration Shell tionstechnologien, -netzwerke oder -protokolle, weitergetrieben, internationale Referenzarchi- stellen aufgrund der Vernetzung verschiedener tekturen zueinander ausgerichtet, das RAMI im Industrie 4.0-Komponenten über die gesamte Rahmen einer Vertiefung weiter konkretisiert Wertschöpfungskette, ein Schlüsselelement des und Vorzugsstandards definiert. Mit der Prüfung gesamten I4.0-Systems dar, die ihrerseits von und Bewertung bestehender Protokolle wird einer Verwaltungsschale umschlossen werden. auch auf die Verständigung auf ein gemeinsames Mit dem Diskussionspapier „Network-based Cloud-to-Cloud-Protokoll hingearbeitet werden. http://bit.ly/2s26Ckq Communication for Industrie 4.0 – Proposal for an Administration Shell“ wurden elementare Network-based Anforderungen, Konzepte und Definitionen für Communication Verwaltungsschalen erarbeitet. for Industrie 4.0 – Proposal for an Administration Shell Exkurs Standardisierung Wenn Maschinen Vokabeln lernen: Plattform Betreiber von Maschinen und Anlagen verändern sich – Industrie 4.0 arbeitet an gemeinsamer Sprache für sie alle wachsen immer stärker zusammen. Oft haben die digitalisierte Industrie sie allerdings für ihre Bereiche Standards und eine eigene Begriffswelt und Sprache geschaffen. In ver- In der Industrie 4.0 verzahnt sich die Produktion mit schiedenen Domänen wie beispielsweise in der Ferti- modernster Informations- und Kommunikationstech- gungs- und Prozessindustrie haben die gleichen nik und schafft intelligente Wertschöpfungsnetzwerke. Begriffe unterschiedliche Bedeutungen. Sie funktionieren aber nur, wenn Maschinen, Anlagen, Sensoren und Produkte interoperabel interagieren, um Um die verschiedenen Konzepte, die im Rahmen der die gemeinschaftlichen Aufgaben abzuarbeiten. Dafür Plattform Industrie 4.0 entstanden sind, zu evaluieren müssen sie ein konformes Verständnis über die Aufga- und die einzelnen bisherigen Erkenntnisse und Aspekte ben und die zu erzielenden Funktionalitäten und konkret an einer Produktgruppe herunter zu brechen, Eigenschaften haben. Wie? Mit einer standardisierten wurde eine Arbeitsgruppe von Antriebssystem-Herstel- Sprache. lern etabliert. Ausgehend von diesen Konzepten nimmt sie sich nun im Detail vor, die Interaktionsmuster für Viele verschiedene Akteure arbeiten in der Plattform ihre Produktgruppe, über den gesamten Lebenszyklus Industrie 4.0 an diesem Vorhaben. Und die Herausfor- von der Entwicklung und Herstellung, der Inbetrieb- derungen, denen sie begegnen, sind vielfältig: Zum Bei- nahme, dem Betrieb und dem Service, festzulegen. Die- spiel die klassischen Beziehungen zwischen Kompo- ses Verfahren kann dann im Anschluss für weitere Pro- nentenhersteller, Maschinen- und Anlagenbauer und duktgruppen angewendet werden.
26 UMSETZEN Mit RAMI 4.0 zu einheitlichen Standards Referenzarchitekturmodell Industrie 4.0 (RAMI 4.0) Das von Akteuren der Plattform Industrie 4.0 entwickelte Referenzarchitekturmodell ls Layers Life Cy eve RAMI 4.0 ist ein Koordinatensystem, in dem cle Val a r c hy L 512 IEC 62 u e Strea r 1 890 m Hie //IEC 6 die komplexen Zusammenhänge der Indust- Business 2 2 64 6 rie 4.0 in drei Dimensionen aufgegliedert Functional IEC werden: IT, Lifecycle und Automatisierungs- Information Communication hierarchie. RAMI 4.0 bietet Unternehmen Integration Orientierung und verdeutlicht Überschnei- Asset Con dungen und Lücken in der konkreten Stan- Enterp nected Worl Work rise d Devel Statio Cente dardisierung. Das Modell wird in der DIN- opm ent Maint Usage Contr enan ce ol Dev n rs Type Field D ice Spezifikation DIN SPEC 91345 und im IEC Prod Produ evice uction Maint ct enan Usage ce Instan PAS 63088 beschrieben und findet nun mit ce Unterstützung des Standardisation Council auch international große Beachtung: RAMI 4.0 wird in den internationalen Normungsorganisatio- Partnern in bilateralen und multilateralen Arbeitsgrup- nen International Organization for Standardization pen an einer Harmonisierung bestehender Referenzar- (ISO) und International Electrotechnical Commission chitekturmodelle. (IEC) als Vornorm anerkannt – auf Initiative der Platt- form und ihrem Partner „Standardization Council Neben der Kooperation mit dem „Standardization Industrie 4.0“ (SCI 4.0; sci40.com). Council Industrie 4.0“ arbeitet die Plattform Industrie 4.0 auch mit dem Labs Network Industrie 4.0 e. V. zu Ziel des konsensorientierten Prozesses unter Einbin- sammen. Der Verein etabliert mit dem amerikanischen dung führender internationaler Experten ist die Aner- Industrial Internet Consortium (IIC) gemeinsam genutzte kennung von RAMI 4.0 als internationaler Standard. Testzentren, in denen Industrie 4.0-Anwendungen kon- Weiterführende Aktivitäten und die Harmonisierung trolliert erprobt werden. Damit wollen die Partner auf der internationalen Ebene, die immer mehr an unter anderem Standard-Lücken identifizieren und Bedeutung gewinnt, werden in der neu gegründeten Impulse für neue Projekte und die internationale Stan- gemeinsamen Arbeitsgruppe ISO/IEC/JWG 21 disku- dardisierungsarbeit geben. tiert. Die Plattform arbeitet zudem mit internationalen Das „Standardization Council Industrie 4.0“ wurde 2016 aus Das Labs Network Industrie 4.0 ist Partner der Plattform der Plattform Industrie 4.0 heraus gegründet. Initiatoren Industrie 4.0. Die in den Testzentren gewonnenen Erkennt- sind der Bundesverband Informationswirtschaft, Telekom- nisse werden mit den Arbeitsgruppen und Gremien der Platt munikation und neue Medien (Bitkom), das Deutsche Insti- form gespiegelt, sodass die Standardisierung in Deutschland tut für Normung (DIN), die Deutsche Kommission Elektro- vorangetrieben werden kann (LNI 4.0; lni40.de/). technik Elektronik Informationstechnik (DKE), der Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA) sowie der Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie (ZVEI). Das Council agiert unabhängig von der Plattform und ist organisatorisch bei der DKE angesiedelt.
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