Industrie 4.0 anwenden. Wegweisend. Praxisnah. Vernetzt - FORTSCHRITTSBERICHT 2018
←
→
Transkription von Seiteninhalten
Wenn Ihr Browser die Seite nicht korrekt rendert, bitte, lesen Sie den Inhalt der Seite unten
1
FORTSCHRITTSBERICHT 2018
Industrie 4.0 anwenden.
Wegweisend. Praxisnah. Vernetzt.
Impressum
Herausgeber
Bundesministerium für Wirtschaft
und Energie (BMWi)
Öffentlichkeitsarbeit
11019 Berlin
www.bmwi.de
Redaktionelle Verantwortung
Plattform Industrie 4.0
Bertolt-Brecht-Platz 3
10117 Berlin
Gestaltung und Produktion
PRpetuum GmbH, München
Stand
April 2018
Druck
MKL Druck GmbH & Co. KG, Ostbevern
Bildnachweis
Titel: baranozdemir / istockphoto
S. 4: Plattform Industrie 4.0 / Michael Reitz
S. 7, 8, 28, 29, 30: © sk_design / Fotolia
S. 11: BMWi / Maurice Weiss
S. 18: Plattform Industrie 4.0
S. 19: Siemens
S. 21: Plattform Industrie 4.0 / Michael Reitz
S. 24: BMWi / Maurice Weiss
S. 25: Plattform Industrie 4.0 / Michael Reitz
S. 28: © mimacz / Fotolia
S. 29: © zentilia / Fotolia
China: Plattform Industrie 4.0
Japan: BMWi
Australien: Plattform Industrie 4.0
Weitere Kooperationen (G20)
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
1
2
Inhalt
Vorwort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Standardisierung (international) vorantreiben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Was wir uns vorgenommen haben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Wie wir das Ziel erreichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Standardisierung im Netzwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Grundlagen für die Standardisierung definieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Globale Interoperabilität unterstützen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Arbeitsgruppe „Referenzarchitekturen, Standardisierung und Normung“ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
IT-Sicherheit als Qualitätsmerkmal verankern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Was wir uns vorgenommen haben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Wie wir das Ziel erreichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
IT-Sicherheit als Qualitätsstandard für die Industrie 4.0 definieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
IT-Sicherheit international stärken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Arbeitsgruppe „Sicherheit vernetzter Systeme“ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Recht für Industrie 4.0 verwirklichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Was wir uns vorgenommen haben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Wie wir das Ziel erreichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Daten als wertvolles Gut – Wem gehören die Maschinendaten? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Marktmacht, Datenhoheit und Informationsfluss – Kartellrecht in Zeiten von Industrie 4.0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Arbeitsgruppe „Rechtliche Rahmenbedingungen“ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Neue Themen aufgreifen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Was wir uns vorgenommen haben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Wie wir das Ziel erreichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Entwicklung der Daten- und Plattformökonomie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Arbeitsgruppe „Digitale Geschäftsmodelle in der Industrie 4.0“ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Technologieszenario 5G . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Arbeitsgruppe „Technologie- und Anwendungsszenarien“ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Arbeit und Qualifizierung für Industrie 4.0 gestalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Was wir uns vorgenommen haben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Wie wir das Ziel erreichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Kompetenzen und Arbeitsorganisation in IT-Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Industrie 4.0 im sozialpartnerschaftlichen Dialog gestalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Der Mensch im Mittelpunkt: Veränderung der Arbeit und Ausbildungsbedarfe durch neue Technologien . . . . . . 21
Arbeitsgruppe „Arbeit, Aus- und Weiterbildung“ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Unterstützung für die Praxisumsetzung anbieten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Was wir uns vorgenommen haben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Wie wir das Ziel erreichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Mit dem Transfer-Netzwerk 4.0 KMU unterstützen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Branchendialog am Beispiel von Chemie 4.0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Die Plattform Industrie 4.0 im Überblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Orientierung für den Mittelstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Internationale Aktivitäten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Die Akteure der Plattform Industrie 4.0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Möglichkeiten sich einzubringen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Publikationen der Plattform Industrie 4.0 auf einen Blick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
3 Vorwort Die Plattform Industrie 4.0 steht als etabliertes Netzwerk für wegweisende, praxisorientierte und national wie international anerkannten Lösungsansätze für die Rahmenbedingungen für Industrie 4.0. Ihre Stärke zieht die Plattform aus dem Gestaltungswillen der über 300 Akteure aus mehr als 150 Organisationen. Die Mitwirkenden aus Wirtschaft, Verbänden, Gewerkschaften, Wissenschaft und Politik formulieren konkrete Ziele für die digitale Industrie in Deutschland: In einem 10-Punkte-Plan haben die Akteure der Plattform Mitte 2017 Empfehlungen verfasst, deren Umsetzung essenziell ist, um als Leitanbieter und Leitanwender der digitalisierten Produktion weltweit auftreten zu können. Der Fortschrittsbericht 2018 zeigt einen Zwischenstand der Aktivitäten der Plattform Industrie 4.0. Einen Meilenstein hat die Plattform mit ihrem Wirken in Richtung eines einheitlichen Rahmens für globale Standards gesetzt: Durch die Beschreibung der Industrie 4.0-Komponente und die Spezifizierung der Verwaltungsschale schafft sie die Grundlage für die Interoperabilität in digita- len Produktionssystemen. Mit internationalen Kooperationen bringt die Plattform das Ziel auch global voran. Mit Praxisempfehlungen beispielsweise zur Qualifizierung rund um IT-Sicherheit oder zur Einordnung kartellrechtlich relevanter Fragestellungen verschaffen sich die Expertinnen und Experten in ihren Fach-Communities Gehör. Die Plattform hat eine neue Arbeitsgruppe zu Geschäftsmodelltypen in der Industrie 4.0 gegrün- det, da das Thema für die Industrie an Bedeutung gewonnen hat. Die Umstrukturierung im Themenbereich Forschung und Innovation wurde ebenfalls begonnen und wird in einer Neuaus- richtung der bisherigen AG Forschung und Innovation wie auch dem wissenschaftlichen Beirat sichtbar, der nun unter Industriebeteiligung zum Forschungsbeirat wird. Der Erfolg der digitalen Transformation hängt maßgeblich an kleinen und mittelständischen Unternehmen, die sich konkrete praxisrelevante Unterstützung und Orientierung wünschen. Vom Know-how der Plattform sollen Unternehmen deutschlandweit profitieren können. Mit dem vom Bundeswirtschafts- und Bundesforschungsministerium gegründeten Transfer-Netzwerk Industrie 4.0 werden regional und thematisch ausgerichtete Akteure vernetzt, um gemeinsam Synergien zu erzielen. Nun gilt es das Netzwerk mit Fachexpertise sowie mit Ideen und Projekten zu füllen und das Grundlagen-Know-how der Industrie 4.0 für Unternehmen verständlich aufzuarbeiten. Plattform Industrie 4.0
4
Standardisierung (international)
vorantreiben
Was wir uns vorgenommen haben Wie wir das Ziel erreichen
Spätestens bei der nächsten Investitionsentscheidung Standardisierung im Netzwerk
stellen sich Unternehmen die Frage: Wie die Produktion
digitalisieren und gleichzeitig den reibungslosen Ablauf im Industrie 4.0 ist ein Gemeinschaftswerk – gerade im Bereich
Betrieb und mit Lieferanten und Kunden sichern – wenn Standardisierung und Normung. Die Arbeitsgruppe „Refe-
alle auf verschiedene Soft- oder Hardware setzen? Produ- renzarchitekturen, Standards und Normung“ (AG1) der
zierende Betriebe stehen vor einer der herausforderndsten Plattform Industrie 4.0 entwickelt Schritt für Schritt die
Aufgaben in Zeiten der Digitalisierung: Anwender- und Grundlagen für offene Industrie 4.0-Standards. Die drei gro-
Anbieterbranchen, IT und Maschinen – die digitalisierte ßen Branchenverbände VDMA, ZVEI und Bitkom sind eng
Industrieproduktion vernetzt Bereiche, die bisher durch mit der umfassenden Konzeptionsarbeit der Arbeitsgruppe 1
unterschiedliche oder gar keine Standards geprägt waren. der Plattform Industrie 4.0 verbunden und agieren als Trei-
Um in digitalen Ökosystemen tatsächlich Interoperabilität ber: Der ZVEI hat die Plattformstruktur gespiegelt und u. a.
und Transparenz bei der Industrie 4.0-Standardisierung die Spiegelgruppe „Modelle und Standards“ etabliert. Der
zu gewährleisten, braucht es eine gemeinsame und ver- VDMA erarbeitet derzeit in Kooperation mit den AG1-Ex-
ständliche Sprache. Die Anforderungen der verschiedenen pertinnen und Experten sogenannte Companion Standards
Branchen und Bereiche müssen zusammengedacht und für das Kommunikationsprotokoll OPC Unified Architecture
-geführt werden. Es gilt daher, ein grundlegendes System (OPC UA). Ein einheitliches Protokoll schafft das Vokabular
aufzusetzen, das Interoperabilität aller Komponenten für spezifische Branchen und mit einer praktischen Anlei-
sicherstellt. tung wird ein standardisiertes Vorgehen zur Entwicklung
von Teilmodellen festgelegt. Auch der Bitkom befasste sich
mit Kommunikationsprotokollen und bearbeitet das Thema
in seiner Unterarbeitsgruppe „Kommunikation“.
S TA N D A R D I S I E R U N G ( I N T E R N AT I O N A L ) V O R A N T R E I B E N 5
Top 1
down Bottom
up Initiieren
II. Standardisisierung
I. Konsolidierung
Top
down Bottom
up 4 Industrie 4.0
2
Validieren Prüfen und
Standards Entscheiden
3
Standardisieren
(International)
Abbildung 1 – Prozess zur Industrie 4.0-Standardisierung durch die drei Partner Plattform Industrie 4.0, LNI 4.0 & SCI 4.0
© Labs Network Industrie 4.0
Darüber hinaus setzt die Plattform Industrie 4.0 auf eine sicher, dass die Erkenntnisse aus den Tests zurück in die
Partnerschaft mit dem Labs Network Industrie 4.0 (LNI 4.0) Plattformarbeit fließen – auch um Standardisierungslücken
und dem Standardization Council Industrie 4.0 (SCI 4.0), aufzudecken und relevante Anforderungen zu ermitteln.
die den Transfer von der Technologie hin zu internationa-
len Industrie 4.0-Standards schafft. Das Zusammenspiel Dank der Zusammenarbeit mit dem SCI 4.0 konnten die
ermöglicht einen reaktionsschnellen Prozess aus Strategie Ergebnisse und Interessen der deutschen Industrie gebün-
und Konzeption, Testen und Standardisierung. Das LNI 4.0 delt und gegenüber Konsortien und internationalen Stan-
begleitet Unternehmen bei der Erprobung ihrer Use Cases dardisierungsgremien vertreten werden. Auf diesem Erfolg
in Testbeds. Die Tests werden anschließend von der Unter- baut die Plattform Industrie 4.0 auch in Zukunft auf – und
arbeitsgruppe „UAG Durchstichprojekte“ der AG1 der Platt- intensiviert die Kooperation mit ihren Partnern.
form Industrie 4.0 detaillierter betrachtet. Die UAG stellt
Das „Standardization Council Industrie 4.0“ wurde 2016 Das Labs Network Industrie 4.0 ist Partner der Plattform
aus 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.
6 S TA N DA R D I S I E R U N G ( I N T E R N AT I O N A L ) V O R A N T R E I B E N
Grundlagen für die Standardisierung definieren
National muss sowohl branchenübergreifend als auch
branchenspezifisch die Standardisierung Einzug in die
operative Umsetzung halten. Die Antwort liefern einheit-
liche und offene Industrie 4.0-Standards. Sie gewährleis-
ten Interoperabilität und sorgen dafür, dass verschiedene
Systeme und alle Komponenten in digitalen Ökosystemen
reibungslos zusammenarbeiten. Die Arbeitsgruppe „Refe-
renzarchitekturen, Standards und Normung“ der Plattform
Industrie 4.0 entwickelt Schritt für Schritt diese Grund
lagen für offene Industrie 4.0-Standards.
Multifunktionswerkzeug Verwaltungsschale
Wie Daten standardisiert verwaltet und genutzt werden
können – damit beschäftigt sich die Plattform Industrie 4.0
seit ihrer Gründung und blickt auf ein erfolgreiches Jahr
zurück: Die von ihr entwickelte Referenzarchitektur
RAMI 4.0 ist als DIN SPEC 91345 nach den Verfahrensre-
geln einer Public Available Specification (PAS) veröffent-
licht. Auf Grundlage von RAMI 4.0 hat die AG1 die soge-
nannte Verwaltungsschale beschrieben – und so die wich-
tigste Weiche in Richtung vernetzte Industriefertigung
Abbildung 2 – Industrie 4.0-Komponente
gestellt. Denn: Das RAMI 4.0-Modell funktioniert nur,
© Plattform Industrie 4.0/Anna Salari, designed by freepik
wenn sich alle Teilnehmer von Industrie 4.0 verstehen und
miteinander kommunizieren können. Hier setzt das Kon-
zept der Verwaltungsschale an: Sie ist das Interface zwi-
schen dem physischen Gegenstand (Asset) und der Industrie
4.0-Kommunikation. Im Konzept der Verwaltungsschale
erhält jeder relevante Gegenstand seine Verwaltungsschale
– sein eigenes digitales Abbild, so dass er in die vernetzt
Wir sind auf der Zielgeraden und kommen organisierte Industrie 4.0-Produktion eingebunden werden
einer allgemeingültigen Sprache für die kann.
Industrie 4.0 immer näher. Sie ist Grundstein Die Verwaltungsschale einer Bohrmaschine zum Beispiel
dafür, dass Maschinen, Anlagen und Produkte gibt dem realen Gegenstand eine eindeutige ID, Merkmale
in der digitalen Industriewelt kompatibel sind und Fähigkeiten in der virtuellen Welt – und ist damit ein
eigener „Internet-Auftritt“ des Assets. Als eine Art stan-
– und genau das ist das Ziel, worauf die AG1 dardisierte Kommunikationsschnittstelle im Netzwerk
intensiv hinarbeitet.“ ermöglicht sie es, auf alle Informationen zum Gegenstand
zuzugreifen und beispielsweise den Befehl „Bohre ein Loch
Kai Garrels, Leiter der Arbeitsgruppe „Referenzarchitekturen, 3.5 mm Durchmesser 4 mm tief an Position 4“ auszuführen.
Standardisierung und Normung“ (AG1)
Das reale Objekt, wie etwa die Bohrmaschine, ein Bauteil
oder ein Produkt, und seine Verwaltungsschale bilden
S TA N D A R D I S I E R U N G ( I N T E R N AT I O N A L ) V O R A N T R E I B E N 7
Globale Interoperabilität unterstützen
I4.0-Komponente
Wertschöpfungsnetzwerke in der Industrie 4.0 sind unter-
nehmens- und grenzüberschreitend. Daher dürfen Indus-
Verwaltungsschale Manifest
trie 4.0-Standards und eine sichere IT nicht an Grenzen
mit: Virtueller Repräsentation
Komponenten- enden, nationale Lösungen bringen keinen weiter. Doch
mit: Fachlicher Funktionalität
Manager wie gelingt es, gemeinsam globale Ansätze zu entwickeln –
insbesondere mit Blick auf die unterschiedlichen Interessen?
Gegenstände
Den weltweiten Dialog zu Standards kräftig vorantreiben –
Gegenstand in dieser Mission waren die Expertinnen und Experten
der Plattform Industrie 4.0 in den vergangenen Monaten
auf internationalem Parkett unterwegs und haben vieles
Gegenstand erreicht: In erfolgreicher Zusammenarbeit mit anderen
Ländern mappt die Plattform Industrie 4.0 die internati-
onal anerkannte Vornorm RAMI 4.0 (IEC PAS 63088) mit
Abbildung 3 – Über die Verwaltungsschale verbundene Assets den jeweils national entwickelten Referenzarchitekturen.
© Anna Salari, designed by freepik, Modell Verwaltungsschale Gleichzeitig platziert sie tragende Elemente aus Deutsch-
© ZVEI SG Modelle und Standards
land wie die Verwaltungsschale und die Industrie 4.0-Kom-
ponente in der internationalen Normung.
zusammen die Industrie 4.0-Komponente. Produkte,
Betriebsmittel und Prozesse werden auf Grundlage der
Informations- und Kommunikationstechnik vernetzt – die
reale Produktionswelt nähert sich der virtuellen IT-Welt
immer mehr an. Die Industrie-4.0-Komponenten können
sowohl in der Fabrik als auch unternehmensübergreifend
miteinander kommunizieren. • USA: Seit März 2016 arbeiten die Plattform Industrie 4.0
und das in den USA verortete Industrial Internet Con-
Damit Industrie 4.0-Komponenten Informationen aus- sortium erfolgreich zusammen. Im vergangenen Jahr
tauschen können, ist eine einheitliche Sprache notwendig. ist ein Whitepaper entstanden, in dem die beiden füh-
Diese hat die Plattform Industrie 4.0 in den letzten Mona- renden Referenzarchitekturen Industrielle Internetrefe-
ten aufbauend auf dem erarbeiteten Interaktionsmodell renzarchitektur (IIRA; Industrial Internet Consortium;
entwickelt. Die grundsätzliche Idee von Verwaltungsscha- USA) und das Referenzarchitekturmodell für Industrie
len und ihren Elementen wurde bereits vergangenes Jahr 4.0 (RAMI 4.0; Plattform Industrie 4.0, Deutschland) im
definiert. Um die Interoperabilität des Zusammenwirkens Detail dargestellt und miteinander verglichen werden.
von Verwaltungsschalen bzw. ihren Assets herzustellen, Eine weitere Vertiefung der bilateralen Kooperation wird
müssen sich Verwaltungsschalen über den Inhalt ihrer Teil- im Jahr 2018 vorangetrieben. Hier werden u. a. relevante
modelle und der sich daraus ergebenden möglichen Inter- Organisationen wie NIST und ANSI aber auch konsorti-
aktionen austauschen können. ale Plattformen wie die OPC Foundation eingebunden.
Die Plattform Industrie 4.0 stellt das Konzept der Sprache
für Industrie 4.0-Komponenten vor, indem sie den Auf-
bau des Vokabulars und die Nachrichtenstruktur für den
Datenaustausch erläutert. Am Beispiel des Interaktions-
musters „Auftragsvergabe“ zeigt sie, wie diese zusammen-
wirken und veranschaulicht die Regeln für eine Interak- • Deutschland, Frankreich und Italien: Auf europäischer
tion. Damit rollt sie das Verwaltungsschalenkonzept aus Ebene gelang ebenfalls ein Durchbruch. Im Sommer
und führt es in die Anwendung. 2017 hat die Plattform Industrie 4.0 ihre jeweils bilate-
rale Zusammenarbeit mit den Pendants Alliance Indust-
8 I T-S I C H E R H E I T A L S Q UA L I TÄT S M E R K M A L V E R A N K E R N
rie du Futur aus Frankreich und dem italienischen Piano technischen Komitees von ISO und IEC beziehungsweise
Impresa 4.0 in eine gemeinsame trilaterale Kooperation den gemeinsamen ISO/IEC-Gremien (u. a. ISO/IEC JWG
überführt. In diesem Rahmen wurde ein Shared Action 21) zusammenzuarbeiten.
Plan beschlossen und drei Arbeitsgruppen befassen
sich mit den Themen Standardisierung und Referenz-
architekturen, KMU und Testbeds sowie Policy. Treffen
gab es bereits in allen drei Ländern und Workshops
u. a. in Frankfurt und Brüssel. Auch die Arbeit an ersten
gemeinsamen Publikationen wurde begonnen und zur
Hannover Messe 2018 wurde die Publikation „Grund-
struktur der Verwaltungsschale“ für Industrie 4.0/Smart • Japan: Im Rahmen einer gemeinsamen Vereinbarung
Manufacturing vorgestellt. zur künftigen Zusammenarbeit der Plattform Indust-
rie 4.0 und der japanischen Robot Revolution Initiative
haben die Initiativen eine gemeinsame Strategie zur
internationalen Normung im Bereich Internet der Dinge
und Industrie 4.0 aufgesetzt. Nachdem beide Länder
eine erste Harmonisierung ihrer Referenzarchitekturen
durchgeführt haben, liegt der Fokus nun auf gemeinsa-
men Use Cases, mit dem Ziel, technische Anforderungen
• China: Am 3. und 4. Dezember 2017 bildeten die Arbeits- für die Erweiterung und Neuentwicklungen von Stan-
gruppen RAMI/IMSA, Predictive Maintenance, IT Secu- dards zu untersuchen und zu identifizieren. Die Veröf-
rity/Functional Safety, Network Communications/Edge fentlichung des Berichts zur Analyse und Entwicklung
Computing und Use Cases den Auftakt der intensiven gemeinsamer Use Cases erfolgte zur Hannover Messe
Zusammenarbeit. Beim Treffen in Hangzhou, China, 2018.
wurden u. a. die finalen Berichte zur Harmonisierung
des deutschen Referenzarchitekturmodells RAMI 4.0 mit Die weltweite Vorreiter- und Vordenkerrolle der Plattform
seinem chinesischen Pendant IMSA und des IT Secu- Industrie 4.0 beim Thema Standardisierung und IT-Sicher-
rity Standards White Paper erarbeitet, die zur Hannover heit kontinuierlich auszubauen – darum wird es in Zukunft
Messe 2018 veröffentlicht werden. Ebenso wichtig für gehen. Ein weiterer wichtiger Baustein dieser Strategie ist
die gemeinsamen Aktivitäten ist der Beginn eines Map- das Verwaltungsschalenkonzept. Die internationale Ver-
pings relevanter Industrie 4.0-Normen und -Standards breitung dieses Konzepts und die Umsetzung gemeinsamer
beider Länder, um ein umfangreiches und vollständiges internationaler Anwendungsbeispiele wird forciert. Ziel
Bild der jeweiligen Normenlandschaft zu erhalten. Beide ist es, Testzentren gegenseitig zugänglich zu machen und
Seiten hielten fest, weiterhin verstärkt in den relevanten damit die Zusammenarbeit global zu intensivieren.
Es ist sehr sinnvoll, die Interoperabilität zwischen Industrie 4.0-Systemen, die auf diesen
Referenzarchitekturen beruhen, zu ermöglichen. Das gemeinsame Whitepaper zwischen
der Plattform Industrie 4.0 und dem Industrial Internet Consortium ist ein guter erster
Schritt in diese Richtung.“
Thomas Hahn, Chief Software Expert, Siemens AG, Plattform Industrie 4.0I T-S I C H E R H E I T A L S Q UA L I TÄT S M E R K M A L V E R A N K E R N 9
Arbeitsgruppe „Referenzarchitekturen, Standardisierung und Normung“
LEITUNG: Kai Garrels, ABB Stotz-Kontakt GmbH
ERGEBNISSE 2017 ZIELE 2018
• RAMI 4.0 ist DIN-Norm (DIN SPEC 91345) und • RAMI 4.0 als Lingua Franca für
internationale Vornorm (IEC PAS 63088) Industrie 4.0 etablieren
• Alignment von RAMI 4.0 mit anderen Referenz • Standardisierungslücken identifizieren
architekturen z. B. USA, Frankreich und China • Leitthemen erarbeiten und vertiefen
• Konzeption von Industrie 4.0-Verwaltungsschale und • Use Cases in Testbeds umsetzen
Interaktionsmodell
• Platzierung der Plattform Industrie 4.0-Konzepte in
internationalen Gremien durch enge Partnerschaft
mit dem Standardization Council Industrie 4.0 und
dem Labs Network Industrie 4.0 Interoperabilität
in digitalen Ökosystemen
Neue Veröffentlichungen:
Industrie 4.0-Komponenten werden interoperabel – mit der Verwaltungsschale
Produzierende Betriebe stehen vor einer der herausforderndsten Aufgaben in Zeiten der
Digitalisierung: Anwender- und Anbieterbranchen, IT und Maschinen – die digitalisierte Warum brauchen
Arbeitsgruppe „Referenzarchitekturen,
Standards und Normung“ (AG1):
Verwaltungsschale im Detail: Relationships between I4.0 Components –
Von der Idee zum implemen- Composite Components and Smart Produc-
Industrieproduktion vernetzt Bereiche, die bisher durch unterschiedliche Standards Unternehmen die Die Köpfe hinter der Verwaltungsschale
geprägt waren. Diese müssen nun zusammengedacht und -geführt werden. Verwaltungsschale?
Industrie
Wie digitalisieren und gleichzeitig den Ablauf in der Produktion und mit Lieferanten und Forschung
AG1
50
WORKING PAPER
Kunden sichern, wenn alle auf unterschiedliche Soft- oder Hardware setzen? Spätestens Merkmale, Eigenschaften und Zustände,
wenn die nächste Investitionsentscheidung ansteht, stellen sich Unternehmen diese Frage. Parameter, Messwerte und Fähigkeiten – Bundesbehörden Teilnehmer
Die Antwort sind einheitliche und offene Industrie 4.0-Standards. Sie gewährleisten Die Verwaltungsschale enthält in Teil- Normung
tierbaren Konzept tion – Continuation of the Development of
Interoperabilität und sorgen dafür, dass verschiedene Systeme und alle Komponenten modellen sämtliche Informationen eines
Verbände
in digitalen Ökosystemen reibungslos zusammenarbeiten. Das Verwaltungsschalen- Gegenstands.
Konzept der Plattform Industrie 4.0 stellt dafür die wichtigste Weiche. Ein Durchbruch: Die Plattform
Industrie 4.0 legt die Grundlagen für › Sie ist sein virtuelles Abbild („Internet-
die Standardisierung. Sie beschreibt Auftritt“) in der Industrie 4.0-Welt. Das logische Konzept der Verwaltungs-
die Verwaltungsschale im Detail, › Sie bietet eine sichere Kommunika- schale basiert auf Ergebnissen der ZVEI-
um zu zeigen, wie Unternehmen und tionsschnittstelle. Arbeitsgruppe „Modelle & Standards“.
Softwareentwickler selbst Verwal- › Sie ist Zugriffspunkt auf Informationen
the Reference Model for the I4.0 SG Models
Die Verwaltungsschale ebnet den Weg hin zu tungsschalen aufsetzen und imple- und Mehrwert-Funktionen.
mentieren können.
Interoperabilität in digitalen Ökosystemen Dank ihr können Gegenstände wie Maschi-
Dr. Michael Hoffmeister, Leiter der ZVEI-Arbeits- nen oder Bestellungen in die Industrie 4.0
gruppe „Modelle und Standards“ in der AG1 der integriert werden. So ist eine standardisierte
Plattform Industrie 4.0 (Festo AG & Co. KG) Kommunikation in Wertschöpfungsnetz-
April 2018 | Faktenpapier
werken möglich – auch von außerhalb der
and Standards
Sicherheitsdomäne, in der sie aktiv ist.
Die Beschreibung der In „Teil 1 – Austausch von Informationen Die Verwaltungsschale auf einen Blick
Verwaltungsschale zwischen Wertschöpfungspartnern“ be-
schreibt die AG1, wie Informationen in der
Die AG1 der Plattform Industrie 4.0 ent- Verwaltungsschale aufbereitet und struktu- Ab Sommer 2018 nachzulesen
wickelt Schritt für Schritt die Grundlagen riert sein müssen, um alle enthaltenen in der Online-Bibliothek
der Verwaltungsschale. Das Referenzarchi- Informationen als Paket (Dateiverbund) von der Plattform Industrie 4.0
tekturmodell Industrie 4.0 (RAMI 4.0) und einem Partner zum nächsten weiterzugeben.
die Industrie 4.0-Komponente beschreiben Verwaltungsschale ID Gegenstand
ID Verwaltungsschale
die notwendigen Kernbausteine. Nun gilt Die für Sommer 2018 geplante Publikation
es, die Teilmodelle für die Komponenten „Verwaltungsschale im Detail“…
Header .. etc.
April 2018 | Ergebnispapier
und deren Interaktion konkret aufzusetzen.
› beschreibt Informationsinhalte und Body
Die Beschreibung und Veröffentlichung
erfolgt in mehreren Teilen. Serialisierungsformate einer Verwal- Teilmodell 1 z. B. Energieeffizienz
Industrie 4.0-Komponente
tungsschale. Energiesparmodus [1,2,3]
=
Kumulierte Energie [Wh] Information Information
KONZEPT DER › enthält dafür ein UML-Diagramm Einsparpotenzial [%]
Merkmal 1.1.1.2 Funktionalität Funktionalität
VERWALTUNGSSCHALE
sowie ein XML- und JSON-Schema; Merkmal 1.1.1.3
INTERAKTIONS- INFORMATIONS- Abbildung für OPC UA und Auto- Teilmodell 2 z. B. Positionierungsmodus
MODELL MODELL
VERWALTUNGS-
mationML ist in Vorbereitung. Positioniermodus [0-2]
SCHALE Durchschnittl. Pos. Fehler [mm] Funktionalität Funktionalität
SPRACHE DIENSTE
› zeigt, wie Inhaltspakete signiert und Merkmal 2.1.1.1
Merkmal 2.1.1.2 Funktionalität CAD- Daten
(ONLINE-ZUGRIFF) verschlüsselt werden, um Integrität Merkmal 2.1.2
und Vertraulichkeit sicherzustellen.
INFRASTRUKTUR SICHERHEITS- .. etc.
MECHANISMEN Gegenstand, z. B. elektrische Achse
› legt ein einfaches Rollenkonzept
verpflichtend fest, mit dem jedem
INDUSTRIE 4.0
Informationselement Zugriffsrechte
zugeordnet werden können.
BMWi_HMI2018_Faltblatt80x150_20_4.indd 1-5 20.04.18 10:33
In Cooperation with
Relationships between
I4.0 Components – Composite
Components and Smart Production
Continuation of the Development of the Reference
Model for the I4.0 SG Models and Standards
http://bit.ly/2HgP5fL
ZUSAMMENFASSUNG
VERWALTUNGSSCHALE KONKRET
Verwaltungsschale konkret: Welche Kriterien müssen
Wie Unternehmen Daten in der Industrie-4.0-Produkte 2018
Wie Unternehmen Daten in der Industrie 4.0 standardisiert
nutzen und verwalten können – ein Anwendungsszenario
LEITFADEN
Industrie 4.0 standardisiert nutzen erfüllen?
Die Plattform Industrie 4.0 macht den Praxistest: Sie setzt die Verwaltungsschale beispielhaft in einem Szenario
in einem Demonstrator um – als Inspiration für alle Industrie 4.0-Pioniere.
Der Praxistest für die Verwaltungsschale Verwaltungsschale konkret – Eine Demonstration wie
die Verwaltungsschale in der Praxis funktioniert
In der Industrie 4.0-Welt erhält jeder Gegenstand eine Verwaltungs-
und verwalten können –
schale – einen eigenen „Internetauftritt“, in dem sämtliche Infor- Große und kleine Klötze fahren über ein Förderband. Ein Sensor
mationen und Funktionalitäten in Teilmodellen beschrieben sind. erkennt sie und je nach Größe sortieren zwei Abweiser (I und P)
sie in die eine oder andere Box. Das einfache Logistik-Szenario
Leicht nachvollziehbar und zum selbst ausprobieren geeignet: Die verbirgt mehr, als auf den ersten Blick sichtbar. Alle Komponen-
Publikation „Verwaltungsschale konkret“ fasst die wesentlichen ten des Demonstrators haben eine Verwaltungsschale. Die Ver-
Aspekte der Praxisumsetzung zusammen. Sie gibt Einblicke in die waltungsschalen des Sensors und des Positionierungssystems
ein Anwendungsszenario April 2018 | Ergebnispapier
Grundlagen, die Unternehmen aufsetzen müssen, um ein interope- (Motor) etwa visualisieren und aggregieren im Hintergrund
rables übergreifendes System in ihrer Produktion sowie auch in relevante Prozessdaten und berechnen KPIs.
anderen Bereichen zu schaffen. Gleichzeitig ist die Publikation Diese wiederum werden an die Verwaltungs- Zu entdecken auf
in Teilen die Spezifikation zum Demonstrator und dient der schale der Förderstrecke übergeben und der Hannover Messe
Plattform Industrie 4.0, ihre beschriebenen Anleitungen und fest- weiterverarbeitet. in Halle 8 D24.
gelegten Strukturen zur „Verwaltungsschale im Detail“ zu validieren.
Asset Intelligence Network (AIN)
SAP Leonardo TM: Identifikation Asset
TM: Katalogdaten Asset
TM: Prozessdaten Asset
TM: Identifikation Asset
TM: Dokumentation Asset (VDI2770)
TM: Katalogdaten Asset
Die Publikation „Verwaltungsschale konkret“… TM: Topologie Erkennung
TM: Dokumentation Asset (VDI
Edge 2770)
G
Gateway optisch Abstandssensoren Ultraschall
(messen Distanzen d)
• erklärt, wie Anwender Teilmodelle selbst entwickeln können. Steuerung Sortierbox Sortierbox
S S
• definiert übergreifende Basis-Teilmodelle, die für viele Gegen- C
TM: Identifikation
Asset
1 2
April 2018 | Faktenpapier
stände in der Industrie 4.0-Welt gelten (z. B. Katalogdaten).
• stellt Templates für Teilmodelle zur Verfügung. Feldbus-Modul
TM: Identifikation
F Asset
Dazu zählen Identifikation und Dokumentation. TM: Prozessdaten
Asset
• beschreibt ein Industrie 4.0-Szenario, das die Verwaltungs-
V I P F
schale umsetzt und verwendet. Abweiser elektrisch Förderstrecke mechanisch
Positioniersystem
TM: Identifikation Asset
TM: Katalogdaten Asset TM: Identifikation Asset
TM: Identifikation Asset TM: Punkt-zu-Punkt Bewegung, TM: Katalogdaten Asset
Vollständige Publikation „Verwaltungsschale konkret“
TM: Prozessdaten Asset rotativ TM: Condition Monitoring
TM: Energieverbrauch elektrisch TM: Dokumentation Asset (VDI 2770)
erscheint im Sommer 2018
www.plattform-i40.de.
In den Verwaltungsschalen sind drei generische Teilmodelle aus-
Die Publikation „Verwaltungsschale konkret“ ist ein Diskussions- geprägt: Identifikation, Katalogdaten und Dokumentation. Hin-
papier des Fachausschusses 7.20 „Semantik und Interaktion von zukommen weitere Teilmodelle, die spezifisch für den Demonst-
I4.0-Komponenten“ der VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automa-
rator beschrieben wurden: Prozessdaten (für den Sensor und das
tisierungstechnik (GMA) und der gleichnamigen AG1-Unterarbeitsgruppe
der Plattform Industrie 4.0. Positioniersystem) und Condition Monitoring (für die Förder-
strecke).
Ausblick: Schritt für Schritt zur Verwaltungsschale
PHASE 1 PHASE 2
In der ersten Phase des Szenarios wird Das Szenario zeigt im nächsten Schritt, wie Verwaltungsschalen interagieren: Ein Analytics Provider In Zusammenarbeit mit
die Struktur der Verwaltungsschale wertet die Daten der Anlage aus und zieht Rückschlüsse auf eine mögliche Wartung. Ist diese nötig,
Welche Kriterien müssen
umgesetzt – bestehend aus Header, wartet ein Maintenance Provider die Anlage und meldet den ausgeführten Auftragsstatus zurück.
Body und Teilmodellen. Das Exponat demonstriert die Industrie 4.0-Kommunikation, in der Komponenten autark agieren.
http://bit.ly/2JdItj5 http://bit.ly/2HO6Ns6
April 2018 4. Quartal 2018
Umsetzung der beschriebenen
Verwaltungsschalen und Teilmodelle
Kommunikation zwischen
Verwaltungsschalen
autark agierende Industrie 4.0-
Komponenten ohne zentrale Steuerung
Industrie-4.0-Produkte erfüllen? entstanden.
Kontakt | Geschäftsstelle der Plattform Industrie 4.0 | geschaeftsstelle@plattform-i40.de
Leitfaden 2018
Sprache für I4.0-Komponenten –
DISKUSSIONSPAPIER
Nachrichtenstruktur und Teilmodell-
„Ausschreibung“
April 2018 | Diskussionspapier
I4.0-Sprache
Vokabular, Nachrichtenstruktur und semantische
Interaktionsprotokolle der I4.0-Sprache
In Kooperation mit
http://bit.ly/2qO7J7D10
IT-Sicherheit als Qualitätsmerkmal
verankern
Was wir uns vorgenommen haben Wie wir das Ziel erreichen
Daten sind das Öl des 21. Jahrhunderts und ihre Speiche- IT-Sicherheit als Qualitätsstandard für die
rung und Verarbeitung erzeugt Wertschöpfung. Im Gegen- Industrie 4.0 definieren
satz zu Öl sind Daten sehr volatil: Diese Eigenschaft muss
durch eine Risikobetrachtung und -bewertung besonders Eine mit adäquaten Security-Maßnahmen ausgerüstete
berücksichtigt werden. Security1 liefert Maßnahmen zur Maschine produziert nicht schneller oder effizienter als
Reduzierung der erkannten Risiken und muss von Anfang eine ungeschützte Maschine. Deswegen spielte Sicherheit
an in der digitalisierten Produktion mitgedacht werden. Sie bisher oft bei Herstellern und Anwendern von Komponen-
trägt wesentlich zum Geschäftserfolg bei und macht damit ten eine nachgeordnete Rolle.
den Umsatz von Morgen erst möglich. Eine Firma, die ihre
Security-Fähigkeiten nicht nachweisen kann, wird Pro Die Expertinnen und -experten der Plattform Industrie 4.0
bleme bekommen, Aufträge, Kredite oder Versicherungen werben für eine andere Perspektive:
zu erhalten. Das heißt in der Konsequenz, dass Security
zum zentralen „Enabler“ für Industrie 4.0 in Wertschöp- • In modernen Wertschöpfungsketten tauschen Kunden,
fungsnetzwerken wird. Zulieferer und Produzenten stetig Daten aus.
Damit dies in der Praxis gelingt, ist ein ganzheitlicher • Wie kann ich sicher sein, dass meine Daten nicht verän-
Ansatz erforderlich. Die Plattform Industrie 4.0 arbeitet dert werden, mein Knowhow, nicht unerlaubt abfließt?
daran, Security als Qualitätsmerkmal zu verankern – in
globalen Standardisierungsprozessen ebenso wie in der • Welche Security-Maßnahmen hat mein Geschäftspart-
Aus- und Weiterbildung. ner, Kunde, Zulieferer umgesetzt in seiner Organisation,
in seinen Prozessen in seinen Produkten?
1 IT-Sicherheit und Security werden synonym verwendetI T-S I C H E R H E I T A L S Q UA L I TÄT S M E R K M A L V E R A N K E R N 11
Die Kernthemen der Arbeitsgruppe „Sicherheit vernetzter in einem Demonstrator stehen für 2018 auf der Agenda.
Systeme“ (AG3) sind die sichere Kommunikation für Indus- Gleichzeitig werden Standardisierungs- und Technolo-
trie 4.0, die Identifikation und Authentifizierung in Wert- gielücken aus Security-Sicht in die Normungs- und die
schöpfungsnetzwerken, die Sicherstellung der Korrektheit, Forschungs-Roadmap eingespeist. Insbesondere kleineren
Unveränderbarkeit und Vollständigkeit (Integrität) von Unternehmen bietet die Arbeitsgruppe mit dem Leitfaden
Daten, Systemen und Prozessen, sowie Vertrauenswürdig- „IT-Security in der Industrie 4.0 – Handlungsfelder für
keit und Vertrauensniveau. Betreiber“ eine Orientierungshilfe, um die technischen und
organisatorischen Rahmenbedingungen für eine digitale
Die AG1 und AG3 arbeiten eng zusammen, um Sicherheits und vernetzte Produktion aufsetzen zu können.
aspekte in der grundlegenden Architektur von Industrie
4.0 zu verankern. Die AG „Sicherheit vernetzter Systeme“ Neben der Arbeit zu den grundlegenden technischen
hat die Securityanforderungen an die Verwaltungsschale Konzepten und den Schnittstellen zur Standardisierung
der Industrie 4.0-Komponente erarbeitet. Jüngst haben die beschreibt die AG die Anforderungen an eine security-
beiden Arbeitsgruppen gemeinsam analysiert, welche Secu- gerechte Unternehmensorganisation und Qualifizierung
rityanforderungen mit der unternehmensübergreifenden der Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter im Industrie 4.0-
Kommunikation verbunden sind und eine sichere Imple- Kontext. Die Ergebnisse hierzu entstehen in Kooperation
mentierung von OPC UA für Betreiber, Integratoren und mit der AG „Arbeit, Aus- und Weiterbildung“ und werden
Hersteller für eine sichere unternehmensinterne Kommu- im dazugehörigen Kapitel (Arbeit und Qualifizierung für
nikation dargestellt. Eine Fortführung für unternehmens Industrie 4.0 gestalten) beschrieben.
übergreifende Kommunikation und die Konkretisierung12 I T-S I C H E R H E I T A L S Q UA L I TÄT S M E R K M A L V E R A N K E R N
IT-Sicherheit international stärken „JoinTaskGroup 5 (JTG5) – Security Collaboration“ prä-
sentierten mehr als 20 Unternehmen auf der Hannover
Die Plattform steht im engen Austausch zu ihren Partnern Messe 2017 eine firmenübergreifende Zusammenarbeit
aus China, Europa, Japan und den USA. An zwei Stellen und den Austausch von Security-relevanten Informatio-
haben sich die Aktivitäten konkretisiert. nen über Unternehmensgrenzen hinweg zur Veranschau-
lichung der Plattform Industrie 4.0- und IIC-Ansätze.
• Japan: In einem Positionspapier beschreiben die Platt-
form Industrie 4.0 und ihr japanisches Pendant, die
Robots Revolution Initiative, ihr gemeinsames Verständ-
nis von IT-Sicherheit in Industrie 4.0. Die Kooperations-
partner formulieren fünf Leitprinzipien der Industrie
4.0-Sicherheit: Zunächst sollte eine strukturierte Her-
angehensweise geplant werden (1), dann folgt eine Risi-
koanalyse (2) und das Design eines belastbaren Sicher-
heitssystems (3), gefolgt von der Inbetriebnahme (4) und
der regelmäßigen Pflege des Systems (5). Beide Seiten
empfehlen die Entwicklung von Sicherheitsstandards,
um den globalen Schutz von Nutzern und Kunden zu
stärken. Die Standards sollten auf die genannten Prinzi-
pien Bezug nehmen und die international vereinbarten
Standardisierungsprozesse (ISO- oder IEC-Gremien)
durchlaufen.
AUSBLICK: Am 14. und 15. Mai 2018 laden das Bundes-
• USA: Seit 2016 bringt sich die AG3 in die Zusammen ministerium für Wirtschaft und Energie und die Platt-
arbeit mit dem Industrial Internet Consortium (IIC) ein. form Industrie 4.0 ein internationales Fachpublikum
Im Rahmen eines gemeinsamen Demonstrators der zur Konferenz „Securing Global Industrial Value Net-
works – Synchronising international approaches“ ein.
Die Konferenz bringt internationale Expertinnen und
Experten sowie Entscheidungsträger aus Politik und
Wirtschaft zusammen, um Transparenz in die verschie-
denen internationalen Ansätze und benötigten Stan-
dards zu bringen. Die zweitägige Konferenz wird mit
einem Einblick in die grundlegenden Anforderungen
an IT-Sicherheit sowie die nationalen Regulierungs-
Wir brauchen tragfähige, globale Lösungs aktivitäten beginnen. Die Diskussion am zweiten Tag
ansätze für IT-Sicherheit in Industrie 4.0. Nur fokussiert dann auf technische Aspekte, die in einem
vernetzten und sicheren Wertschöpfungsnetzwerk not-
so kann das nötige Vertrauen zwischen Part- wendig werden.
nern in Wertschöpfungsnetzwerken aufgebaut
werden. Wir arbeiten daran, dass Security auf Weitere Informationen sowie im
Anschluss der Konferenz eine
allen Ebenen im Bewusstsein und Kompetenz- Dokumentation sind hier einzusehen:
portfolio der Unternehmen verankert und zu www.plattform-i40.de/
einem zentralen Qualitätsmerkmal wird.“
Michael Jochem, Leiter der Arbeitsgruppe
„Sicherheit vernetzter Systeme“ (AG3)I T-S I C H E R H E I T A L S Q UA L I TÄT S M E R K M A L V E R A N K E R N 13
Arbeitsgruppe „Sicherheit vernetzter Systeme“
LEITUNG: Michael Jochem, Robert Bosch GmbH
ERGEBNISSE 2017 ZIELE 2018
• Vorführung eines Security-Demonstrators mit dem • Die Grundlagen für die Integrität von Daten, Diensten
IIC auf der Hannover Messe 2017 und Systemen als Basis für die Vertrauenswürdigkeit in
• Formulierung von: Wertschöpfungsnetzen vertiefen
•"Anforderungen
für eine sichere Kommunikation in • Die Anforderungen an eine Security-gerechte Unter-
Industrie 4.0 nehmensorganisation im Kontext I40 erarbeiten
•"Anforderungen an die sichere Verwendung von OPC • Aktive Unterstützung eines Demonstrators zur sicheren
UA zur Kommunikation in Industrie 4.0-Szenarien Anwendung von OPC UA
•"Voraussetzungen für die Integrität von Daten, • Konsolidierung (inter-)nationaler Kooperationen
Systemen und Prozessen • Standardisierungs- und Technologielücken in der Nor-
• Vorschlag von Rollen mit spezifischen Kompetenz mungs-Roadmap und Forschungs-Roadmap aufzeigen/
profilen in der Unternehmensorganisation zur Reali- schließen
sierung der Securityanforderungen
Security als Qualitätsmerkmal verankern
Neue Veröffentlichungen der AG3
Sichere Implementierung von OPC UA für Security der Verwaltungsschale
DISKUSSIONSPAPIER Betreiber, Integratoren und Hersteller DISKUSSIONSPAPIER
April 2017 | Diskussionspapier
April 2018 | Diskussionspapier
In Zusammenarbeit mit
Sichere Implementierung von OPC UA Security der
für Betreiber, Integratoren und Hersteller
http://bit.ly/2HA4DP5 Verwaltungsschale
entstanden.
http://bit.ly/2F0QpRX
Integrität von Daten, Systemen Facilitating International Cooperation
DISKUSSIONSPAPIER
und Prozessen als Kernelement Facilitating International
Cooperation for Secure
for Secure Industrial Internet of Things/
der Digitalisierung Industrial Internet of
Things/Industrie 4.0
Industrie 4.0
PLATTFORM INDUSTRIE 4.0 | ROBOT REVOLUTION INITIATIVE
Frühsommer 2018 | Diskussionspapier März 2017 | Positionspapier
mit der Robot Revolution
Initiative
In Zusammenarbeit mit
Integrität von Daten, Systemen
http://bit.ly/2qPeSor http://bit.ly/2vu4RT3
und Prozessen als Kernelement
der Digitalisierung
entstanden.
Sichere Kommunikation für Industrie 4.0 Usage Viewpoint of Application Scenario
DISKUSSIONSPAPIER
DISCUSSION PAPER
Value-Based Service
Juni 2017 | Diskussionspapier
April 2018 | Diskussionspapier
In collaboration with
Sichere Kommunikation für Industrie 4.0 Usage Viewpoint of Application
http://bit.ly/2vrkKts Scenario Value-Based Service
http://bit.ly/2Hi6QeT14 Recht für Industrie 4.0 verwirklichen Was wir uns vorgenommen haben Wie wir das Ziel erreichen Auch für den Rechtskontext gilt die Erkenntnis: Daten wer- Daten als wertvolles Gut – Wem gehören die den zum wertvollen und begehrten Wirtschaftsgut. In der Maschinendaten? öffentlichen Debatte liegt der Fokus oft auf dem Erfassen und Nutzen von personenbezogenen Daten. In der produ- Die Expertinnen und Experten der Arbeitsgruppe „Rechtli- zierenden Industrie ist dieser Aspekt mit einer Abwandlung che Rahmenbedingungen“ (AG 4) haben in mehreren Pub- relevant: Daten, über und durch Maschinen produziert, likationen das Thema der Datenhoheit bei Maschinendaten können dank Big Data Analytics im großen Maßstab syste- beleuchtet: Durch die dynamischen Entwicklungen im matisch ausgewertet werden. Durch die smarte Auswertung Bereich der Nutzung von Maschinendaten könnten etwaige entstehen neue Möglichkeiten zur Effizienzsteigerung und gesetzliche Regelungen, die solchen Daten einem bestimm- Wettbewerbsvorteile bis hin zu neuen Geschäftsmodellen. ten Wirtschaftsteilnehmer abschließend zuordnen, innova- Die Frage stellt sich: Kann das „analoge“ Recht mit den tionshemmend wirken. Vertragliche Lösungen erscheinen schnelllebigen Entwicklungen einer digitalisierten Indus- aus Sicht der Arbeitsgruppe hier passender – insbesondere, trie mithalten? Die Plattform führt einen Dialog zwischen weil Datennutzungs- und Geheimhaltungsvereinbarungen Juristen und Praktikern. Bisherige rechtliche Rahmen- bereits heute gängige Praxis in der Industrie sind. bedingungen wie vertragliche Regelungen, Datenschutz, IT-Sicherheit, Produkthaftung, Datenhoheit und Arbeits- recht, benötigen auch im Industrie 4.0-Kontext klare recht- liche Leitplanken. Die Umsetzung von Industrie 4.0 wird in ihren Facetten juristisch begleitet.
RECHT FÜR INDUSTRIE 4.0 VERWIRKLICHEN 15
Marktmacht, Datenhoheit und Informationsfluss
– Kartellrecht in Zeiten von Industrie 4.0
Die Möglichkeiten der smarten Nutzung von Daten zeigen
sich häufig erst, wenn man sie unternehmensübergreifend
kombiniert. Wettbewerber können zu Partnern und Partner Die Entwicklungen sind sprunghaft und
zu Wettbewerbern werden. Die Fragen von Datenhoheit Konstellationen der Datennutzung nahezu
sowie Umfang und Zulässigkeit von Kooperationen stellen
sich unter diesen Vorzeichen neu.
unendlich. Vertragliche Regelungen sind
deshalb oft gesetzgeberischer Regulierung
Die Expertinnen und Experten der AG 4 der Plattform vorzuziehen. Die Arbeitsgruppe sieht sich in
Industrie 4.0 haben sich im vergangenen Jahr die Aus-
wirkungen von Industrie 4.0 auf das Kartellrecht genauer
der Rolle einer stetigen juristischen Beglei-
angesehen. Wie lässt sich der kartellrechtlich relevante tung, um Industrie 4.0 für KMU rechtssicher
„Datenmarkt“ bestimmen und abgrenzen? Wann liegt ein zu machen.“
kartellrechtlicher Missbrauch bei der Gewinnung oder
Verwendung von Daten vor? Wann liegt Marktmacht und Dr. Hans-Jürgen Schlinkert, Leiter der Arbeitsgruppe
ein Machtmissbrauch durch Datenhoheit vor? Wer darf mit „Rechtliche Rahmenbedingungen“
wem unter welchen Bedingungen bei Industrie 4.0 koope-
rieren? Und wie sind Plattformen im Kontext des Wettbe-
werbsrechts zu bewerten und ggf. zu regulieren?
Die Arbeitsgruppe kommt zu dem Schluss, dass das gel- geben die Behörden den Plattform- bzw. Systembetreibern
tende Kartellrecht grundsätzlich einen geeigneten und bzw. Teilnehmern einen Orientierungsrahmen.
anpassungsfähigen Rechtsrahmen für Industrie 4.0-Sach-
verhalte bietet. Schließlich sollte eine neue Gruppenfreistellungsverord-
nung für die horizontale unternehmensübergreifende
In einigen Bereichen sollten Maßnahmen ergriffen wer- Zusammenarbeit2 geschaffen werden, um die notwendige
den, um die Rechtssicherheit für die Marktteilnehmer zu Rechtssicherheit für Unternehmenskooperationen zu
erhöhen. Hierzu zählen aus Sicht der Arbeitsgruppe die ermöglichen. Gruppenfreistellungsverordnungen (GVO)
Weiterentwicklung der ökonomischen Methoden zur Beur- sind Teil der Wettbewerbsregeln des Kartellrechts der EU.
teilung der verschiedenen Effekte im Bereich der digitalen Sie regeln die Ausnahmen auf die das Verbot wettbewerbs-
Märkte, punktuelle Ergänzungen des Gesetzes gegen Wett- beschränkender Vereinbarungen zwischen Unternehmen,
bewerbsbeschränkungen (GWB) sowie die Entwicklung Beschlüsse von Unternehmensvereinigungen oder andere
von Leitlinien. Weiter befürwortet die AG 4 den Abbau ähnliche Verhaltensweisen im Sinne eines Kartells nicht
staatlicher Hemmnisse des freien grenzüberschreitenden zutrifft.
Datenverkehrs und eine Förderung der Selbstregulierung
auf vertraglicher Basis. Bei vertikalen Unternehmenskooperationen3 besteht das
Risiko, dass den Kunden beispielsweise der Wechsel zu
Bei der kartellrechtlichen Beurteilung eines Datenaus- einem anderen Anbieter erschwert wird. Hier können tech-
tausches auf digitalen Plattformen ist zum Beispiel eine nische Standardisierungen, die eine grundsätzliche Inter
Veröffentlichung von Leitlinien durch die Kartellbehörden operabilität sicherstellen, entgegenwirken.
sinnvoll. Mit Hinweisen zu möglichen Verhaltenspflichten
2 Von horizontaler Kooperation spricht man, wenn zwei Unternehmen auf derselben Stufe der Wertschöpfungskette zusammenarbeiten
beispielsweise ein Produzent arbeitet mit einem anderen Produzenten zusammen.
3 Von vertikaler Kooperation spricht man, wenn zwei Unternehmen auf unterschiedlichen Stufen der Wertschöpfungskette zusammenarbeiten
beispielsweise ein Produzent arbeitet mit einem Zulieferer zusammen.Sie können auch lesen
