Zukunftswerkstätten Technologie und Qualifikation. Zukunftstechnologien im Internet der Dinge in der industriellen Produktion

Zukunftswerkstätten Technologie und Qualifikation Zukunftstechnologien im Internet der Dinge in der industriellen Produktion Dr. Leif Brand Tel: 0211-6214516 E-Mail: [email protected]

24.6.2013, Stuttgart www.zt-consulting.de

Internet der Dinge

Übersichtsstudie:

Internet der Dinge - Perspektiven für die Logistik L. Brand, T. Hülser, V. Grimm, A. Zweck ZTC-Band 80, März 2009

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Internet der Dinge

Was ist das „Internet der Dinge“ ? 1999: „Internet of Things“ (Kevin Ashton; Auto-ID Center des MIT) IT-vernetztes System autonom interagierender Gegenstände u. Prozesse zunehmende Selbstorganisation Verschmelzung physischer Objekte mit der digitalen Welt

keine allgemein gültige Definition breite Begriffsverwendung „Ubiquitous Computing“ (Allgegenwart rechnergestützter Informationsverarbeitung) „Pervasive Computing“ (Allesdurchdringende Vernetzung des Alltags durch „intelligente“ Gegenstände) In der industriellen Produktion auch „Industrie 4.0“ www.zt-consulting.de

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Internet der Dinge

„Internet der Dinge“ erfüllt folgende Aspekte: Einbettung: vernetzte Objekte werden in das Lebens- und Arbeitsumfeld des Menschen integriert Umgebungssensitivität / „Ambient Intelligence“: technische Systeme nehmen den Nutzer in seinem Situationskontext wahr Personalisierung / Individualisierung: maßgeschneiderte Konfigurierbarkeit technischer Systeme Adaptierbarkeit: technische Systeme entsprechend den Anforderungen

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Vorwegnahme: technische Systeme können in begrenztem Umfang Anforderungen des Nutzers oder von Produktionsprozessen vorausahnen

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Internet der Dinge

Vernetzung

autonomes Handeln

Technologische Konvergenz

Internet

„eingebettete Logik“

Mobilfunknetze

sensorische Elemente

„Internet der Dinge“ keine geschlossene, eigenständige Technologie

drahtgebundene Bussysteme

„Selbstwahrnehmung“

Nahbereichsfunk (WLAN, Bluetooth, ZigBee etc.)

Datenverarbeitung

physische Vernetzung (z. B. Logistik u. Industrieproduktion)

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aktorische Elemente auslösen selbständigen Handelns

Zusammenführung zahlreicher Technologien aus unterschiedlichen Feldern zu einem an der Anwendung orientierten Gesamtsystem

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Internet der Dinge

Basistechnologien RFID / Smart Label

Informations und Kommunikationstechnologien

Funknetze / Wireless-Technologien

Elektronik

Sensornetze

Künstliche Intelligenz

Organische Elektronik

Kognitionswissenschaften

Energieversorgung mobiler Systeme

Mensch-Maschine-Schnittstellen

Rapid Prototyping

Sensorik / Aktorik

Tracking und Ortung

Werkstoffwissenschaften

Zahlungssysteme

Energietechnologien

etc.

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relevante Forschungsbereiche

etc.

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Internet der Dinge

„Internet der Dinge“ ist eines der weitreichendsten Zukunftsfelder national und international zunehmende Forschungs- und Innovationsförderung

EU-Kommission

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etc.

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Internet der Dinge Kommerziell aussichtsreichste Gebiete

Quellen: Casio; Deister Electronics

Logistik, Lagerwirtschaft, Retail, Einzelhandel industrielle Produktionstechnik

Quelle: Phoenix Contact

Verkehrstelematik Gesundheitstelematik Haus- und Gebäudeautomation („Smart Home“; „Smart House“) „Ambient Assisted Living“ (AAL)

Quelle: BMWi-Förderprojekt „PfH“

Quelle: „CAR 2 CAR“

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Quellen: MMC Hamburg, Westhafentower Frankfurt

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Internet der Dinge - Anwendungsfeld: industrielle Produktion Technologien des „Internets der Dinge“ werden verstärkt in der industriellen Produktion eingesetzt

wachsende Komplexität der Fertigungsverfahren Preisdruck erfordert ausgeweitete Massenproduktion aber: Individualisierung von Produkten Idealziel: hochflexible (Großserien-)Produktion bei Losgröße „1“

Bluetooth-Steuerung in der Industrieautomation, Phoenix Contact

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Internet der Dinge - Anwendungsfeld: industrielle Produktion Charakteristika / Anforderungen (Auswahl) Identifikation individueller Produkte statt Produktgruppen Vernetzung von Sensoren und Produktionsanlagen „intelligente“ und (teil-)autonom handelnde Objekte erlauben die Optimierung und Flexibilisierung betrieblicher Produktionsprozesse Automatische Ermittlung von Fertigungs- und Komponentenverfügbarkeiten „Digitales Produktgedächtnis“ speichert relevante Produkt und Prozessdaten Echtzeitabgleich von Produktionsprozessen mit ERP-Systemen bis hin zur Produktion bei Zulieferern flexible Produktionssteuerung / Selbststeuerung von Komponenten und Erzeugnissen durch Fertigungsprozesse www.zt-consulting.de

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Internet der Dinge und Industrieprozesse RFID Radio Frequency Identification

RFID-System: Transponder Lesegerät Rechnersystem / Datenbank

Perspektive: organische Schaltkreise / Polymerelektronik intensive Forschung Markteintritt in wenigen Jahren extreme „low-cost“ RFID

Quelle: Infineon

Druck im Rolle-zuRolle Verfahren Prognose: 2016 – Produktion von 800 Mrd. RFIDs gedruckter polymerer RFID, PolyIC www.zt-consulting.de

Quelle: Acreo

PolyIC 11

Internet der Dinge - Anwendungsfeld: industrielle Produktion Trends (Auswahl) „Maschine-zu-Maschine“-Kommunikation (schnell rekonfigurierbare, autonome Fertigung) Selbstoptimierung, Selbstkonfiguration, Selbstdiagnose und Kognition technischer Systeme „Informatisierung“ der produzierenden Industrie Ziel: „intelligente Fabrik“ / Smart Factory (Wandlungsfähigkeit, Ressouorceneffizienz, Ergonomie, Integration der ges. Wertschöpfungskette vom Zulieferer bis zum Kunden) ebenfalls im Kontext: „Rapid Prototyping“ / „3D-Printing“

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Internet der Dinge - Anwendungsfeld: industrielle Produktion Zunehmende Förderung Bsp. BMBF – Industrie 4.0 BMBF-Spitzencluster „Intelligente technische Systeme OstwestfalenLippe it's OWL“ (Automatisierung, Automotive, Maschinenbau) BMBF-Projekt RES-COM (Cyber-physische Systeme, M2M-Kommunikation) … Fazit: „Internet der Dinge“ ist in der Produktionstechnik vielleicht am weitesten entwickelt. Die Realisierung des „Internets der Dinge“ in der Industrie ist ein evolutiver Prozess mit vielen Bezeichnungen! Viele Unternehmen wissen nicht, dass sie das „Internet der Dinge“ oder Vorstufen davon nutzen! www.zt-consulting.de

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Internet der Dinge - Anwendungsfeld: industrielle Produktion Qualifikationsbedarf Neuer Qualifikationsbedarf auf der mittleren Qualifikationsebene entsteht überall dort, wo neue Technologien in die Anwendung gehen und den „Betreuungsbereich“ von Wissenschaftlern, Entwicklern, Ingenieuren verlassen.

Bedarfsfelder Informationstechnik Mechatronik/Elektronik Installation, Service und Wartung Kommunikation und Beratung … www.zt-consulting.de

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