Industrie 4.0 / Werkplatz 2025 - INVESO€¦ · über alles hinweg – und verändert jede Branche.» «Ein Unternehmen muss sich bewusst sein: Konkurrenz kommt künftig von allen

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Industrieverband Solothurn und Umgebung

Andreas Kunz, Konrad Wegener, ETH Zürich

02.06.2016 Prof. Dr. habil. Andreas Kunz 1

Industrie 4.0 / Werkplatz 2025

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«Die vierte industrielle Revolution schlummert ja seit

zehn, vielleicht 15 Jahren. Jetzt fegt sie wie ein Tsunami

über alles hinweg – und verändert jede Branche.»

«Ein Unternehmen muss sich bewusst sein: Konkurrenz

kommt künftig von allen Seiten. Es muss sein gesamtes

Ecosystem im Auge behalten. Unternehmen werden

Ecosysteme sein – und nicht einfach einzelne Produkte

herstellen.»

02.06.2016 4

WEF-Gründer Klaus Schwab über die Vierte

Industrielle Revolution

Prof. Dr. habil. Andreas Kunz

http://www.google.ch/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwigyaC4u7XLAhUIS5oKHYN-BXsQjRwIBw&url=http://alchetron.com/Klaus-Schwab-400262-W&psig=AFQjCNG0Vh4Tj55NueDN2LKkKyp-cmq12Q&ust=1457676810342708

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Was ist Industrie 4.0 ?

https://youtu.be/ILkWFzdfpwY (2014)


https://youtu.be/ILkWFzdfpwY

https://youtu.be/ILkWFzdfpwY

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Was ist Industrie 4.0 ?

Bislang lediglich eine Koexistenz von realer und virtueller

Welt ohne nennenswerten Bezug zueinander

Industrie 4.0 versucht eine gewinnbringende Verknüpfung dieser beiden Welten

„Mensch, Maschine und Ressource kommunizieren wie in einem sozialen Netzwerk“ (Die Welt)

Virtuelle Welt

Mensch

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Überblick Industrie 4.0

Virtuelle Welt

Service

Maintenance

Verkauf

Produktion

Produkt-

entwicklung

Produktions-

planung

Lagerhaltung

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Virtuelle Welt

Produktion


Eine Vision wird Realität - Vision

https://youtu.be/SEFXP6H_ibo (2014)

https://youtu.be/SEFXP6H_ibo

https://youtu.be/SEFXP6H_ibo


Eine Vision wird Realität - Realität

https://youtu.be/HE7jkLx9KLo (2012)

https://youtu.be/HE7jkLx9KLo

https://youtu.be/HE7jkLx9KLo

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Virtuelle Welt

Produktion


Das Produkt steuert die Produktion

https://youtu.be/PMEoav353J8 (2014)

https://youtu.be/PMEoav353J8

https://youtu.be/PMEoav353J8

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Das Produkt steuert die Produktion

Montage der Kabelbäume bei Boeing Lagerung der Kabelschablonen AR unterstützt die Kabelbaumerstellung

Boeing 1996

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Methode zur Planung des Produktionssystems

Algorithmus für eine intelligente Produktion

Algorithmus für die Kontrolle autonomer Carrier

Methode für die Planung des Produktionsprogramms

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Dezentralisierte Produktion


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Virtuelle Welt

Lagerhaltung


Lagerhaltung

https://youtu.be/jEpjUHzswT4 (2015)

https://youtu.be/jEpjUHzswT4

https://youtu.be/jEpjUHzswT4

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Virtuelle Welt

Logistik


Logistik

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Virtuelle Welt

Service

Maintenance

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Information aktueller Zustand der Anlage

• Aktueller Prozess

• Zustand der Anlage und Komponenten

• Informationen zu Service und Wartung

• Störung und Ursachen

• Effizienter Betrieb

• Z.B. Ortsabhängiger Informationspunkt (GPS, QR-Code)

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Service

Nach Casadei-Busellato

Teleservice


Service

https://youtu.be/yydUrjNAoA0 (2015)

https://youtu.be/yydUrjNAoA0

https://youtu.be/yydUrjNAoA0

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Forschung zu Industrie 4.0

Virtuelle Welt

Produkt-

entwicklung

Produktions-

planung

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Entwicklung von VR-Tools zur Fabrik- und Fertigungsplanung

Entwicklung von VR-Tools für netzbasierte Zusammenarbeit

HMI für die Interaktion mit digitalen Welten

Auslegung digitaler Fabriken: “Design anywhere, produce everywhere”

Einsatz von Augmented Reality für den Service

Begehung grosser virtueller Welten: Redirected Walking


Forschungsprojekte im Bereich Industrie 4.0

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Digitale Fabrikplanung

Layoutplanung von

Fertigungslinien (geometrisch)

Einbezug von architektonischen

Randbedingungen

Multi-user Interaktion mit

«Bricks»

Intuitive Bedienung



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2D-Ansicht


3D-Ansicht



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Weiterentwicklung der MTM durch Virtual Reality:

Integration von echtem Laufen in die MTM (anstelle einfacher

Schätzwerte)

Ersatz physischer Mockups durch virtuelle Modelle

Verbindung des echten Laufens mit einem Planungstool

Entwicklung neuer Trackingtechnologien

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Begehen grosser virtueller Welten

in real begrenzten Räumen

Echtes Laufen in einem virtuell

unbegrenzten Raum

Unmerkliche Redirektion

erlaubt die Kompression des

virtuellen Raumes in den realen

Raum

Kleine Latenz zwischen der

Aktion des Anwenders und der

Reaktion des Systems

Neue Trackingsysteme



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Begehen grosser virtueller Welten

in real begrenzten Räumen

Anwendung in

unterschiedlichen Bereichen

Digitale Fabriken: Abgleich von

Plan- und Verbauzustand

Digitale Fabriken: Virtuelle MTM

Kundenverhalten: Überprüfung

des Kaufverhaltens

Lehre: Einsatz virtueller Welten

in der Ausbildung



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Abgleich von ‚As planned‘ vs. ‚As built‘

Suchen des Fehlerortes dauert länger als Fehleranalyse

Zuordnung von ‚abstrakten‘ Daten zur Realität (im Servicefall)

Zuordnung von realen Daten zu ‚abstrakten‘ Plandaten (bei Errichtung oder Änderung)

Verfügbarkeit der relevanten Daten am Fehlerort (Zugänglichkeit, Service-Sicht)



Quelle: Bosch

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Datenaufbereitung und situative Datenausgabe

Sensorik liefert grosse Datenmengen Big Data

Grosse Datenmengen sind für Anwender wertlos und müssen

aufbereitet werden Mehrwert durch kausale Verknüpfung der

Daten

Geeignete Mensch-Maschine Schnittstelle zur situativen

Datenausgabe

«Hands-free Operation» der Bedienerinterfaces

Trackingsysteme für Indoor-Lokalisierung in der Produktionsanlage



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Industrie 4.0 ist, wenn man mal damit anfängt, etwas ganz Konkretes umzusetzen

Industrie 4.0 versucht, den Menschen zu integrieren

Industrie 4.0 muss sich bezahlt machen. Dabei ist ggf. eine sehr langfristige, visionäre Sichtweise nötig.

Nichts zu tun, rächt sich in 10 Jahren, u.U. früher. Technologieentwicklung hat Voraussetzungen, die parallel geschaffen werden müssen.

Industrie 4.0 wird in der Schweiz nicht weniger ernsthaft beforscht und umgesetzt wie in Deutschland. Wertvoll wäre eine Sammlungsbewegung

Industrie 4.0 ist in Ansätzen Fakt, Visionen sind riesig

Industrie 4.0 kostet Arbeitsplätze und schafft welche Nicht-Industrie 4.0 kostet den Industriestandort «Industrie stand dort»


Wie weiter mit Industrie 4.0?

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+41-44-632 5771

[email protected]

http://www.icvr.ethz.ch


Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit



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Intuitive Interfaces für die

Teamarbeit

Interaktion mit Systemen wenig

intuitiv

Kreativsitzungen werden nicht

unterstützt

Typische Eingabemöglichkeiten

fehlen, wie z.B.

Stift, Zettel, Lineal, Farbwechsel,

usw.

Gesten werden nicht unterstützt

Netzbasierte Zusammenarbeit

nicht möglich



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Kollaborationstisch

Farbauswahl durch Drehen des

Gerätes

Rückprojektion zeigt gewählte

Farbe an

Drei IR-Dioden zur Detektion

der Orientierung

Auswahl einer bereits

vorhandenen Farbe

Farbauswahl durch

„Eintauchen“ des Stiftes




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Gestenerkennung an interaktiven

Flächen

Zeigegesten werden nicht

erkannt & übermittelt

Wichtig für Teamarbeit

(deiktische Gesten)

Ansatz: «Programming by

Demonstration» mit unscharfen

Messungen

Einsetzbar auch für die

Systembedienung



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Gestenerkennung an interaktiven Flächen



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Immersives Whiteboard

Ermöglicht ein gemeinsames Arbeiten über Netzwerke



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Immersives Whiteboard

Ermöglicht ein gemeinsames Arbeiten über Netzwerke



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