Big Data/ Industrie 4.0 Auswirkung auf die Messtechnikspectronet.de/story_docs/vortraege_2015/150715_goettinger_messtech... · Mahr GmbH, Göttingen 3· Juni2015 Jochen Seidler, Leiter

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


durch Einführung arbeits-teiliger Massenproduktion mithilfe von elektrischer Energie


durch Einsatz von Elektronik und IT zur weiteren Automatisierung der Produktion


auf Basis von Cyber-PhysicalSystems

Gra

d d

er

Ko

mp

lex

itä

t

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



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.



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:



Die vernetzte Fabrik

Quelle: http://www.reinhausen.com



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



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



1. Automatisierung als Baustein

• Ziel: Prüfkosten minimieren

• Roboter Be - und Entladung, Integration der Messmaschine in die Fertigungslinie,



1. Automatisierung durch Roboter Beladung

•Video zeigt die Roboterbeladung



1. Automatisierung als Baustein

Vernetzung der Handmesstechnik



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



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)



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



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



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



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



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.



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!“

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Auswirkung auf die

Messtechnik

16.07.2015

Jochen Seidler

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