big data/ industrie 4.0 auswirkung auf die...
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Big Data/ Industrie 4.0
Auswirkung auf die
Messtechnik
16.07.2015
Jochen Seidler
Mahr GmbH, Göttingen
2 · Juni 2015 Jochen Seidler, Leiter Marketing
Die Entwicklung zur Industrie 4.0
1. Industrielle Revolution
durch Einführung mecha-nischer Produktionsanlagen mithilfe von Wasser- und Dampfkraft
2. Industrielle Revolution
durch Einführung arbeits-teiliger Massenproduktion mithilfe von elektrischer Energie
3. Industrielle Revolution
durch Einsatz von Elektronik und IT zur weiteren Automatisierung der Produktion
4. Industrielle Revolution
auf Basis von Cyber-PhysicalSystems
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heuteBeginn 70er Jahre
20. Jhdt
Beginn
20. Jhdt
Ende
18. Jhdt
Industrie 4.0
Industrie 3.0
Industrie 2.0
Industrie 1.0
Quelle: DFKI 2011
Mahr GmbH, Göttingen
3 · Juni 2015 Jochen Seidler, Leiter Marketing
Industrie 4.0 - die vernetzte Fabrik
Die vierte industrielle Revolution zeigt sich nicht nur am Transportband in der Werkshalle, sondern verändert auch die Welt vor den Fabriktoren.
Die gesamte Produktions-logik wandelt sich. Intelligente Maschinen und Produkte, Lagersysteme und Betriebsmittel werden konsequent mittels IT verzahnt entlang der gesamten Wertschöpfungs-kette, von der Logistik über Produktion und Marketing bis zum Service.
Mahr GmbH, Göttingen
4 · Juni 2015 Jochen Seidler, Leiter Marketing
Individueller, flexibler, schneller
Die Vision zeigt, dass Industrie 4.0 ganz neue Anforderungen an Produktionssysteme und Maschinen stellt. Sie müssen anpassungsfähig sein, da die zu fertigenden Produkte ständig wechseln können.
Im Ergebnis heißt das: Die Produktion wird individueller,
flexibler und schneller.
Die vierte industrielle Revolution bietet damit das Potenzial, aktuelle wirtschaftliche und gesellschaftliche Herausforderungen zu meistern.
Hohe Wettbewerbs-
stärke
Flexible Fertigung
Individuelle Produktion
Innovative Geschäfts-
modelle
Neues Arbeiten
Fünf Argumente für Industrie 4.0:
Mahr GmbH, Göttingen
5 · Juni 2015 Jochen Seidler, Leiter Marketing
Die vernetzte Fabrik
Quelle: http://www.reinhausen.com
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6 · Juni 2015 Jochen Seidler, Leiter Marketing
Ziele und Anforderungen
ERP
MES
SCADA
PLC/SPS
Netzwerk
Sensoren und AktorenK
om
mu
nik
ati
on
Rahmenbedingung
erhöhtes Datenaufkommen innerhalb der Fertigungsprozesse schon in der untersten Ebene
Voraussetzung für Industrie 4.0
• Komponenten müssen in der Lage sein, die benötigten Daten zur Verfügung zu stellen (Erzeugen)
• nahtlose Kommunikation vom Sensor bis ins Internet
• Infrastruktur, um die Daten über alle
Ebenen hinweg zu transportieren
Unternehmens-
ebene
Betriebsleit-
ebene
(Prozess-)
Leitebene
Steuerungs-
ebene
Feldebene
Sensor-
Aktorebene
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7 · Juni 2015 Jochen Seidler, Leiter Marketing
Ansatzpunkte für die Messtechnik im Rahmen von
Industrie 4.0
Qualität produzieren und Gemeinkosten
senken
1. Automatisierung als Baustein � Prüfkosten minimieren
2. Messprozesse im Griff � Prüfstückkosten minimieren
3. Grenzenlos kommunizieren � vernetzte Systeme, „Cloud Monitoring“
4. Blick in die Maschine � Präventive Zustandsüberwachung
5. Integrierte Systeme � vernetzte Einheiten mit Sensorik zur Selbstüberwachung
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8 · Juni 2015 Jochen Seidler, Leiter Marketing
1. Automatisierung als Baustein
• Ziel: Prüfkosten minimieren
• Roboter Be - und Entladung, Integration der Messmaschine in die Fertigungslinie,
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9 · Juni 2015 Jochen Seidler, Leiter Marketing
1. Automatisierung durch Roboter Beladung
•Video zeigt die Roboterbeladung
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10 · Juni 2015 Jochen Seidler, Leiter Marketing
1. Automatisierung als Baustein
Vernetzung der Handmesstechnik
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11 · Juni 2015 Jochen Seidler, Leiter Marketing
1.1 Prüfkosten minimieren
Organisatorische Integration:
• Steuerung und Kapazitätswirtschaft der Messtechnik durch das ERP/PPS System
• Messprogrammverwaltung durch das ERP System (Eindeutigkeit von Messprogrammen ist qualitätsrelevant!)
Quelle: help.sap.com
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12 · Juni 2015 Jochen Seidler, Leiter Marketing
2.1 Messprozessprozesse im Griff
• Höhere Messprozesssicherheit durch Automatisierung mit Multi Achsen Messmaschinen
• Höhere Messgenauigkeit durch minimierten Bedienereinfluss,
• Höhere Messgenauigkeit um die Einschwingprozesse bei SOT/SOP zu beschleunigen,
• Der Grundfehler der Messung beeinflusst den Closed-Loop wesentlich! Ein erfolgreicher Closed-Loop hängt von der Qualität der Messung ab!(Prozessfähigkeit der Messtechnik)
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13 · Juni 2015 Jochen Seidler, Leiter Marketing
2.2 Messprozessprozesse fest im GriffVerknüpfung der Messwerte aus verschiedenen Fertigungsschritten• Bewertung des Prozessstatus, Leitstand• Adaptiver Prüfumfang und/oder• Adaption der Prüftoleranzen für den nächsten Fertigungsschritt
mit dem Ziel: Senkung der Prüfkosten/Gemeinkosten
OT UT
Fertigungs-schritte 1 - n
Messstationen1 - n
Prozess-information
Nm OT UTNm OT UTNm OT UTNm OT UTNm
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14 · Juni 2015 Jochen Seidler, Leiter Marketing
3. Grenzenlos kommunizieren
Voraussetzung dafür sind Messgeräte, die untereinander kommunizieren, die Daten fordern und Daten senden, welche dann die Messungen selbst verändern und beeinflussen:
Z.B. werden Toleranzgrenzen der Vorfertigung oder wird der Prüfumfang abhängig von der Toleranzausnutzung angepasst.
Die Daten in der Cloud werden über personalisierte Leitstände aufbereitetund visualisiert.
Quelle: www.pickert.de
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15 · Juni 2015 Jochen Seidler, Leiter Marketing
3. Big Data - Smart Data - Smart Information
Prozess- und
MessdatenCAD-Daten
Prozessüberprüfung
• 100% Kontrolle oderStichprobe
• Überprüfungkritischer Merkmale
• Toleranzvorgaben für kritische Merkmale
• Echte Effekte von Zufallsprodukten unterscheiden - aus Daten die korrekten Schlüsse ziehen
• Prozesskorrektur anhand aller erfassten Prozessdaten
Produkte
Daten
M S T …
M S T …
M S T …
M S T …
Messen
Cloud
Drehen
Fräsen
3D Druck
Leitstand
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16 · Juni 2015 Jochen Seidler, Leiter Marketing
4. Blick in die Maschine
Ausblick: Präventive Zustandsüberwachung
• Messachsen haben dezentrale Intelligenz und kontrollieren sich lokal, erkennen vergleichend Veränderungen
• Messmaschinen kennen ihre Komponenten, senden selbständig oder auf Anforderung Informationen für eine „Just-in-time Wartung“
• Minimierung der Wartungs- und Reparaturkosten, Effizienzsteigerung
• Optimierung der Verfügbarkeit
• Optimierung der Ressourcen im Kundendienst des Lieferanten und in der Werksinstandhaltung des Kunden
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17 · Juni 2015 Jochen Seidler, Leiter Marketing
5. Ausblick: Integrierte Systeme
• Industrie 4.0 basiert auf dem Austausch von Informationen. Unterschiedlichen Komponenten mit diversen Kommunikations-technologien werden miteinander zu einer vernetzten Einheit.
• Maschinen besitzen zusätzliche Sensoren zur Selbstüberwachung, die nicht zwingend erforderlich wären (z.B. Mikrofonchip zur Überwachung von Lagern, Wärmesensoren an Antrieben).
• Maschinen besitzen Funkmodule und Chips zur Kommunikation.
• Alle Komponenten kommunizieren untereinander und teilen Daten. So kann z.B. eine „gechipte“ Maschinenkomponente ihren bevorstehenden Ausfall melden und die Produktion und den Einbau eines Ersatzteiles einleiten.
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18 · Juni 2015 Jochen Seidler, Leiter Marketing
Industrie 4.0 bedeutet: Qualität produzieren
• Höhere Qualität durch Industrie 4.0
• Wiederverwendung und Transparenz von Wissen
• Echtzeit Information und Erhöhung der Termintreue
• Schnellere und effizientere Prozesse
• Höhere Kapazität und kürzere Taktzeiten
• Commitment über Zusammenarbeit zwischen Lieferanten und Kunden, denn ..
„Partnerschaft ist nicht wenn nur der Partner schafft!“
Big Data/ Industrie 4.0
Auswirkung auf die
Messtechnik
16.07.2015
Jochen Seidler