Develop³ Systems Engineering 01.2016
Themenschwerpunkte: Methoden, Tools sowie Anwendungen; Köpfe der PLM-Dienstleister zum Systems Engineering: Kurt Bengel, Sprecher des Vorstandes, Cenit; Helmut Haas, Geschäftsführer, Inneo Solutions; Rolf Wiedmann, Director Sales DACH, TechniaTranscat
Themenschwerpunkte: Methoden, Tools sowie Anwendungen; Köpfe der PLM-Dienstleister zum Systems Engineering: Kurt Bengel, Sprecher des Vorstandes, Cenit; Helmut Haas, Geschäftsführer, Inneo Solutions; Rolf Wiedmann, Director Sales DACH, TechniaTranscat
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01 2016<br />
Peter Lieber, Gründer und Inhaber,<br />
LieberLieber Software<br />
„Geschickt kombiniert,<br />
führt die modellbasierte<br />
Systementwicklung hin<br />
zu Industrie 4.0.“<br />
Anwendungen Seite 64<br />
Interdisziplinäre Produktentwicklung in der Praxis<br />
PLM-Dienstleister zum<br />
<strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong><br />
Unternehmen Seite 22<br />
Standard ReqIF kann<br />
als Enabler dienen<br />
Tools Seite 46<br />
Titelstory Seite 56<br />
Ein Netzwerk für<br />
die Industrie 4.0:<br />
OPC UA TSN<br />
develop 3 systems engineering 01 2016 1
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2 develop 3 systems engineering 01 2016<br />
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EDITORIAL<br />
Industrie 4.0 ist und bleibt<br />
ein herausfordernder Ansatz<br />
„Das können wir schon lange!“, ist eine der meistgehörten Antworten in Industrie-<br />
4.0-Diskussionen. Dass dem nicht so ist, wurde Anfang März anlässlich einer Pressekonferenz<br />
von Siemens im Vorfeld der Hannover Messe deutlich. „In den vergangenen<br />
Jahren haben wir mit großem Aufwand am Umbau unserer PLM-Lösungen gearbeitet,<br />
um die für die Automatisierung wichtigen logischen Zusammenhänge in den Datenstrukturen<br />
abbilden zu können“, berichtete Anton S. Huber, CEO der Siemens-Division<br />
Digital Factory (S. 10). Dies zeigt deutlich, wie aufwändig es ist, die im Zuge von Industrie<br />
4.0 geforderte digitale Durchgängigkeit zu erreichen, selbst wenn man wie Siemens<br />
über Standbeine in Automatisierungs- und PLM-Welt verfügt. Wollen wir mit Industrie<br />
4.0 aber wirklich die Herstellung kundenindividueller Produkte zu den wirtschaftlichen<br />
Bedingungen der Großserienproduktion realisieren, ist diese digitale<br />
Durchgängigkeit eine der entscheidenden Voraussetzungen. Sie muss zudem auch herstellerübergreifend<br />
funktionieren und die in der Industrie anzutreffende Trennung zwischen<br />
PLM- und Automatisierungswelt überwinden.<br />
Es wird also nicht genügen, Maschinen, Anlagen und ganze Produktionssysteme nur<br />
physisch miteinander zu vernetzen. Vielmehr müssen Angaben zur Herstellung eines<br />
Produktes bereits dem digitalen Modell mitgegeben werden – und diese müssen von<br />
den folgenden Produktionssystemen auch verstanden werden. Hier liegt noch eine erhebliche<br />
Menge Arbeit vor allen, die sich im weitesten Sinne mit dem Produkt- und<br />
Produktions-<strong>Engineering</strong> beschäftigen. Klar wird daran auch, dass es nicht mehr genügen<br />
wird, sich in die eigene Disziplin zurückzuziehen. Digitale Durchgängigkeit fordert<br />
die Zusammenarbeit nicht nur von Mechanik- und Elektrotechnik-Spezialisten,<br />
sondern auch Softwareentwickler, Automatisierungsprofis und ITler werden aufeinander<br />
zu gehen müssen, soll Industrie 4.0 gelingen. Klar wird daran auch, warum<br />
das Computer Integrated Manufacturing (CIM) gescheitert ist: Der Aufwand für die Abstimmung<br />
aller beteiligten Disziplinen und Systeme ist derart hoch, dass die Umsetzung<br />
auch heute noch eine Herausforderung ist.<br />
Tröstlich ist in diesem Zusammenhang, dass die Erfahrungen mit der disziplinübergreifenden<br />
Zusammenarbeit im <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong> genutzt werden können, wie<br />
Peter Lieber, Gründer und Inhaber von LieberLieber Software (S. 64) berichtet: „Der<br />
Weg hin zu Industrie 4.0 ist kürzer als gedacht – falls bereits verfügbare Methodiken,<br />
Technologien, Werkzeuge und Standards der modellbasierten Systementwicklung geschickt<br />
kombiniert werden.“ Mit der develop 3 systems engineering wollen wir Sie<br />
über Wege und Möglichkeiten informieren – und freuen uns auch über Ihr Feedback.<br />
Dipl.-Ing. Michael Corban<br />
Chefredakteur<br />
develop 3 systems engineering<br />
michael.corban@konradin.de<br />
develop 3 systems engineering 01 2016 3
Inhalt 01 2016<br />
TITELSTORY<br />
Protokoll OPC UA<br />
wird mit TSN echtzeitfähig<br />
In der Fabrikvernetzung spielt OPC UA als Kommunikationsprotokoll<br />
eine wichtige Rolle bis hinauf in die Ebene<br />
des Enterprise Resource Plannings (ERP). Bislang ist OPC<br />
UA aber nicht echtzeitfähig – was sich in Verbindung mit<br />
dem Time-Sensitive Networking (TSN) ändern könnte.<br />
52<br />
Gute (Vor-)Planung ist die halbe Arbeit:<br />
Gewerkeübergreifend entstehen bei dem<br />
Sonderanlagenbauer Höckh Anlagen für die<br />
automatische Teilereinigung auf Basis einer<br />
Eplan-Datenbank – zeitsparend und<br />
fehlerfrei.<br />
14<br />
Serie „Industrie 4.0 – Update für die Produktion“:<br />
Industrie 4.0 ist evolutionäre Weiterentwicklung, markiert zugleich<br />
aber auch den Beginn einer neuen Ära.<br />
46<br />
Ohne <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong> werden viele Produkte in Zukunft<br />
nicht mehr zu entwickeln sein. Dafür wiederum ist<br />
das Management der Anforderungen Dreh- und Angelpunkt<br />
– und hier kommt der Standard ReqIF ins Spiel.<br />
Menschen und Unternehmen<br />
Meldungen<br />
Gemeinsame Roadmap der Plattform Industrie 4.0 und des IIC ..... 6<br />
Erste eigenständige Fraunhofer-Einrichtung in der Region OWL ..... 7<br />
Labs Network Industrie 4.0 bildet neue Anlaufstelle ....................... 8<br />
Nationales Referenzprojekt IT-Sicherheit in Industrie 4.0 ................. 9<br />
Durchgängige Digitalisierung:<br />
Brückenschlag von PLM zu Automatisierung nimmt Gestalt an ..... 10<br />
Veranstaltungen/Publikationen<br />
Gelungener Auftakt der Plattform Industrie 4.0 .............................. 11<br />
Leserreise zu Italiens Edelschmieden ............................................ 12<br />
Industrie 4.0 – Update für die Produktion:<br />
Start der Serie der Konradin Mediengruppe ................................... 14<br />
Die Digital Factory auf dem Weg<br />
zum Industrial Internet auf der Hannover Messe ........................... 18<br />
Köpfe: PLM-Dienstleister zum <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong><br />
Cenit: „Industrie 4.0 bringt großes Momentum“ .......................... 22<br />
Inneo Solutions: „PLM-System als zentrale Plattform“ ................. 24<br />
TechniaTranscat: „Mittel- bis langfristig<br />
ist eine integrierte Lösung anzustreben ......................................... 26<br />
<strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong> im Fokus<br />
Aus dem MES D.A.CH Verband:<br />
Know-how-Transfer und Erfahrungsaustausch ............................... 28<br />
Aus der Fachgruppe SE:<br />
Mittelstand diskutiert Chancen des <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong>s ........... 30<br />
Aus der GfSE: Die Zukunft des <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong>s<br />
im Wettbewerb kennen und schätzen lernen ................................. 32<br />
Methoden<br />
SE-Glossar<br />
Teil 5: <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong> Return on Investment – oder:<br />
Wie viel SE ist notwendig? ............................................................ 34<br />
Serie<br />
Teil 4:Technologiesprung per Mechatronisierung –<br />
Praxisbeispiel Poppe + Potthoff Präzisionsstahlrohre .................... 36<br />
Forschung<br />
Model-Based <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong> (MBSE)<br />
in der Karlsruher Schule ................................................................. 38<br />
4 develop 3 systems engineering 01 2016
56<br />
Tools<br />
Systementwicklung/CAD<br />
Kooperationsprojekt „Smart <strong>Engineering</strong> and Production 4.0“ ...... 42<br />
Product Lifecycle Management (PLM)<br />
Digitale Transformation: Effizient entwickeln mit PLM und ERP .... 44<br />
Anforderungsmanagement<br />
Pilotprojekte von Daimler, Continental und AVL:<br />
ReqIF-Standard als Enabler ............................................................ 46<br />
Systementwicklung/Simulation<br />
Erleichterte Modellentwicklung und Einbindung ............................ 49<br />
Der disziplinübergreifende Ansatz ist Programm ........................... 50<br />
Vorplanung/Systementwicklung<br />
Gewerkübergreifendes Konstruieren<br />
punktet bei der Vorplanung im Sonderanlagenbau ......................... 52<br />
Anwendungen<br />
Titelstory<br />
Industrie-4.0-Kommunikation: Ein Netzwerk genügt –<br />
Protokoll OPC UA wird mit TSN echtzeitfähig ................................ 56<br />
Manufacturing Execution <strong>Systems</strong> (MES)/Leittechnik<br />
Die Rolle der MES in der Industrie 4.0 ........................................... 60<br />
IT-Infrastruktur<br />
ESB-Business School der Hochschule Reutlingen<br />
optimiert IT-Landschaft für Studierende per Virtualisierung ............ 62<br />
Aus der Praxis des <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong>s<br />
Peter Lieber, Gründer und Inhaber, LieberLieber Software:<br />
„Industrie 4.0 modellbasiert umsetzen“ ........................................ 64<br />
Rubriken<br />
Editorial ............................................................................ 3<br />
Wir berichten über ........................................................... 11<br />
Cartoon .......................................................................... 66<br />
Vorschau ........................................................................ 66<br />
Inserentenverzeichnis ........................................................ 66<br />
Impressum ...................................................................... 66<br />
<br />
– MES im Fokus –<br />
<br />
Hannover Messe – Halle 7, Stand A17<br />
Agenda:<br />
Die geführte Besuchertour startet am Dienstag<br />
auf dem Gemeinschaftsstand vom MES D.A.CH<br />
Verband. Anschließend werden 7 Mitgliedsfirmen<br />
auf ihren Ständen besucht. Eine gemeinsame<br />
Mittagspause inkl. Bewirtung rundet die<br />
Besuchertour ab.<br />
Stationen der Besuchertour:<br />
Ihr persönlicher Guide:<br />
Angelo Bindi,<br />
Continental Teves AG & Co. oHG<br />
2. Vorstand MES D.A.CH Verband e.V.<br />
Ihre Teilnahme ist kostenlos. Da die Plätze begrenzt<br />
sind, melden Sie sich bitte heute noch online an:<br />
www.besuchertour.mes-dach.de<br />
Die ausführliche Agenda und weitere<br />
Information develop finden 3 systems Sie online engineering unter: 01 2016 5<br />
www.besuchertour.mes-dach.de
MENSCHEN & UNTERNEHMEN<br />
MELDUNGEN<br />
Plattform Industrie 4.0: Kooperation mit dem IIC vereinbart<br />
Gemeinsame Roadmap<br />
Bei einem Treffen in Zürich haben sich Vertreter der Plattform Industrie 4.0 und<br />
des Industrial Internet Consortium auf eine Zusammenarbeit geeinigt.<br />
Bild: Bosch<br />
Beim Treffen der Plattform Industrie 4.0 mit dem Industrial<br />
Internet Consortium wurde das Zusammenspiel der beiden<br />
Architekturmodelle RAMI und IIRA erörtert, um eine künf -<br />
tige Interoperabilität der Systeme sicherzustellen<br />
Dabei wurde das Zusammenspiel der beiden<br />
Architekturmodelle RAMI (Referenzarchitekturmodel<br />
für Industrie 4.0) und IIRA (Indus -<br />
trial Internet Referenzarchitektur) erörtert,<br />
um eine künftige Interoperabilität der Systeme<br />
sicherzustellen. Zudem werden die beiden<br />
Initiativen bei der Standardisierung<br />
kooperieren und gemeinsame Testumgebungen<br />
nutzen. Dafür haben die Vertreter eine<br />
entsprechende Roadmap entworfen. Staatssekretär<br />
Matthias Machnig, Bundesministe -<br />
rium für Wirtschaft und Energie, dazu: „Wir<br />
begrüßen die Kooperation beider Initiativen<br />
als einen wichtigen Meilenstein in der internationalen<br />
Zusammenarbeit von Unternehmen.“<br />
Dr. Richard Mark Soley, Executive<br />
Director des Industrial Internet Consortium,<br />
hielt fest: „Wir wollen keine deutschen Standards,<br />
wir wollen keine amerikanischen Standards<br />
– wir wollen globale Standards.“ Und<br />
Prof. Dr. Siegfried Russwurm, Mitglied der<br />
Leitung der Plattform Industrie 4.0, CTO und<br />
Mitglied des Vorstandes der Siemens AG,<br />
ergänzte: „Wer glaubt, dass es eine Neuauflage<br />
des Feldbus-Kriegs der 90er-Jahre gibt,<br />
der unterschätzt unsere Lernfähigkeit.“ Das<br />
Züricher Treffen wurde durch die Robert<br />
Bosch GmbH und SAP, die jeweils Mitglieder<br />
in den Lenkungsgremien beider Organi -<br />
sationen sind, initiiert. Die in diesem ersten<br />
Treffen zusammengekommene informelle<br />
Gruppe wird ihre Arbeit bezüglich der Annäherung<br />
des IIC und der Plattform Industrie<br />
4.0 fortsetzen. Sie bestand aus Vertretern der<br />
folgenden Unternehmen: Robert Bosch<br />
GmbH, Cisco, IIC, Pepperl + Fuchs, SAP,<br />
Siemens, Steinbeis Institute und Things -<br />
Wise.<br />
ik<br />
www.plattform-i40.de<br />
SmartFactory KL : ODVA-Maschinendatenmodell-Konzept einbezogen<br />
Machbarkeitsnachweis zur Implementierung<br />
VDI: Neues Gremium zur Entwicklung von Standards<br />
Digitale Transformation<br />
Bild: SmartFactoryKL<br />
Prof. Dr.-Ing<br />
Detlef Zühlke,<br />
Executive<br />
Chairman<br />
von Smart-<br />
Factory KL<br />
Bosch Rexroth, Mitglied der<br />
ODVA und der SmartFactory KL ,<br />
integriert das Maschinendatenmodell<br />
der ODVA in seine Smart-<br />
Factory KḺ Produktionszelle. Prof.<br />
Dr.-Ing Detlef Zühlke, Executive<br />
Chairman von SmartFactory KL ,<br />
gab dies bekannt und erläuterte,<br />
dass der 2016-SmartFactory KḺ<br />
Demonstrator einen Machbarkeitsnachweis<br />
zur Implementierung<br />
des Maschinendatenmodells<br />
von ODVA enthält. Das<br />
Modell ist das Ergebnis der<br />
ODVA-Initiative Optimization of<br />
Machine Integration (OMI), die<br />
erstmalig 2011 in Zusammenarbeit<br />
mit Sercos International und<br />
der OPC Foundation bekanntgegeben<br />
wurde. Die OMI-Initiative<br />
konzentriert sich auf Techniken<br />
zur Optimierung der Integration<br />
von Fertigungsmaschinen in das<br />
industrielle Ökosystem. Um<br />
Standards in diesem Bereich zu<br />
untersuchen und zu entwickeln<br />
hat die ODVA eine Special Interest<br />
Group für Maschinendaten<br />
gegründet, zu deren Hauptmitgliedern<br />
Bosch Rexroth, Rockwell<br />
Automation und Schneider<br />
Electric gehören. Gemeinsam<br />
mit eingeladenen Experten der<br />
OPC Foundation und von Sercos<br />
International werden sie die Entwicklung<br />
weiter voranbringen. ik<br />
www.smartfactory-kl.de<br />
Bild: VDI<br />
Dr.-Ing. Kurt<br />
D. Bettenhausen<br />
ist Vorsitzender<br />
des<br />
neuen interdisziplinären<br />
VDI-Gremiums<br />
„Digitale<br />
Transforma -<br />
tion“<br />
Dr.-Ing. Kurt D. Bettenhausen<br />
wurde von dem neu gegründeten<br />
VDI-Gremium „Digitale Transformation“<br />
zum Vorsitzenden<br />
gewählt. Das interdisziplinäre<br />
Gremium habe das Ziel, die digitale<br />
Transformation aktiv zu begleiten<br />
und mitzugestalten; es<br />
solle Standards setzen und die<br />
Entwicklung geeigneter Rahmenbedingungen<br />
unterstützen.<br />
„Das Gremium sieht sich als<br />
Impulsgeber und Kompetenzplattform,<br />
in dem die interdisziplinäre<br />
Zusammenarbeit gefördert<br />
wird und gesellschaftliche sowie<br />
politische Dialoge zu Chancen<br />
und Risiken geführt werden“,<br />
sagt Bettenhausen. Die digitale<br />
Transformation steht für die Veränderungen,<br />
die sich durch die<br />
konsequente Anwendung der<br />
Technologien Big Data, Cloud<br />
Computing, Mobile Computing,<br />
Cyber-physische Systeme, Internet<br />
der Dinge sowie Vernetzung<br />
ergeben. Insbesondere für die<br />
zukünftige Wertschöpfung, die<br />
Produktion, unsere Lebensqualität<br />
und für unseren Wohlstand,<br />
habe die Digitalisierung fundamentale<br />
Bedeutung. Die digitale<br />
Transformation selbst ist bereits<br />
in vielen Verbänden und Organisationen<br />
auf der Tagesordnung.<br />
Dabei wurde das Thema bisher<br />
jedoch häufig nur aus der jeweiligen<br />
Perspektive betrachtet. ik<br />
www.vdi.de<br />
6 develop 3 systems engineering 01 2016
MELDUNGEN<br />
MENSCHEN & UNTERNEHMEN<br />
Fraunhofer IEM: Erste eigenständige Einrichtung in der Region OWL<br />
Am Markt orientiertes Forschungsprofil<br />
Aus der Fraunhofer-Projektgruppe Entwurfstechnik<br />
Mechatronik in Paderborn wurde zu<br />
Jahresbeginn das Fraunhofer IEM – die erste<br />
eigenständige Fraunhofer-Einrichtung in Ostwestfalen-Lippe.<br />
In den fünf Jahren seit der<br />
Gründung erarbeiteten die Fraunhofer-<br />
Wissenschaftler in Paderborn dafür ein am<br />
Markt orientiertes Forschungsprofil auf Basis<br />
einer starken Kooperation mit der regionalen<br />
Industrie. Diese ist geprägt vom Maschinenund<br />
Anlagenbau. „Unsere Forschung ist klar<br />
am Bedarf der ansässigen Industrie orientiert“,<br />
erklärt Prof. Dr.-Ing. Ansgar Trächtler,<br />
Leiter des Fraunhofer IEM. „In OWL sind das<br />
zumeist kleine und mittlere Unternehmen<br />
mit ganz besonderen Voraussetzungen für<br />
ihre Produktentwicklung. Ihnen können wir<br />
konkrete Angebote machen und sind so<br />
erster Ansprechpartner für den Mittelstand,“<br />
so Prof. Trächtler weiter, der gleichzeitig auch<br />
Vorstand am Heinz Nixdorf Institut der Universität<br />
Paderborn ist, mit dem das Fraunhofer<br />
IEM sein Forschungsprofil in enger Kooperation<br />
entwickelt hat. Forschungsschwerpunkte<br />
sind innovative Technologien im Kontext<br />
Industrie 4.0 sowie Methoden und Werkzeuge<br />
für die kosteneffiziente Entwicklung<br />
von komplexen Systemen. Im Spitzencluster<br />
Intelligente Technische Systeme Ostwestfalen-Lippe<br />
(it’s OWL) ist das Fraunhofer IEM<br />
als Forschungspartner und im Clustermanagement<br />
aktiv. Dr. Roman Dumitrescu, Direktor<br />
am Fraunhofer IEM und gleichzeitig<br />
Geschäftsführer it’s OWL dazu: „Wir als<br />
Fraunhofer IEM nehmen von Paderborn aus<br />
bedeutende Rollen in großen Förderprojekten<br />
des Bundes ein und leisten damit einen<br />
erheblichen Beitrag, die Region OWL bundesweit<br />
ins Bewusstsein zu rücken.“ ik<br />
www.iem.fraunhofer.de<br />
Bild: David Gense<br />
Die Arbeit der letzten fünf Jahre hat sich gelohnt:<br />
Dr. Roman Dumitrescu. Prof. Dr. Ansgar Trächtler<br />
und Prof. Dr. Wilhelm Schäfer (Präsident Universität<br />
Paderborn) freuen sich über die Eigenständigkeit<br />
des Fraunhofer IEM<br />
„Wann schicken Sie uns Ihr Produkt<br />
zur Bemusterung mit Laser?“<br />
Peter Scheidgen . Bluhm Systeme . Laser Anwendungstechnik<br />
Laserkennzeichnung<br />
Bluhm Systeme GmbH . 53619 Rheinbreitbach . www.bluhmsysteme.com . info@bluhmsysteme.com . Tel.: +49 (0)2224-7708-0<br />
develop 3 systems engineering 01 2016 7
MENSCHEN & UNTERNEHMEN<br />
MELDUNGEN<br />
Labs Network Industrie 4.0: Unterstützung für den Mittelstand<br />
Neue Anlaufstelle<br />
Siemens PLM Software: <strong>Systems</strong>imulation<br />
Unterstützung für Studierende<br />
Die Unternehmen Siemens, SAP, Hewlett<br />
Packard Enterprise, Giesecke & Devrient,<br />
Deutsche Telekom und Festo haben Ende<br />
2015 zusammen mit den Verbänden Bitkom,<br />
VDMA und ZVEI das Labs Network Industrie<br />
4.0 gegründet und vernetzen damit Industrie-<br />
4.0-Testumgebungen in Deutschland. Ziel der<br />
Gründungsakteure ist es, die Implementierung<br />
von Industrie 4.0-Technologien für den<br />
deutschen Mittelstand zu intensivieren und<br />
die dazu notwendige Struktur der Praxistests<br />
durch einen Trägerverein zu initiieren. Das<br />
Labs Network wird als Erstanlaufstelle den<br />
deutschen Mittelstand bei Fragen zur Entwicklung<br />
von Industrie-4.0-Lösungen beraten<br />
Bild: Labs Network Industrie 4.0<br />
Gründungssitzung des<br />
Labs Network Industrie<br />
4.0 auf dem IT-Gipfel<br />
sowie den internationalen Austausch darüber<br />
fördern. Dazu wird ein Netzwerk an Test -<br />
installationen geschaffen, in dem Unternehmen<br />
für eine Vielzahl von Problemstellungen<br />
Lösungsansätze entwickeln können. Dies ist<br />
ein weiterer Schritt, der die Vorreiterrolle<br />
Deutschlands beim Thema Industrie 4.0<br />
sichern soll. Das Netzwerk ist firmenneutral<br />
und ergänzt die Plattform Industrie 4.0 um<br />
ein wichtiges anwendungsbezogenes Element.<br />
Alle weiteren Mitgliedsunternehmen<br />
werden den Gründungsmitgliedern gleichgestellt<br />
sein. Sitz des Vereins wird Berlin. ik<br />
www.lni40.de<br />
Die LMS Imagine.Lab Amesim Student<br />
Edition ist ein Softwarepaket, das an<br />
Hochschulen kostenlos eingesetzt werden<br />
kann. Damit ermöglicht es Siemens PLM<br />
Software den Studierenden auf der ganzen<br />
Welt, Erfahrungen mit der multiphysi -<br />
kalischen <strong>Systems</strong>imulation zu sammeln. Die<br />
Hochschülerinnen und Hochschüler können<br />
somit die Grundlagen der mechatronischen<br />
<strong>Systems</strong>imulation kennenlernen und praktische<br />
Erfahrungen mit Werkzeugen machen,<br />
die auch führende Industrieunternehmen<br />
und Fachleute einsetzen. Zu diesem Zweck<br />
können sie mit der Software Modelle von<br />
multiphysikalischen Systemen erstellen,<br />
berechnen und das Systemverhalten<br />
analysieren. Zudem sind ein Webinar und<br />
mehrere Video-Tutorials abrufbar, die unter<br />
anderem bei den ersten Arbeitsschritten mit<br />
der Software helfen sollen. Die Investition in<br />
die Ausbildung künftiger Fachleute ist von<br />
grundlegender Bedeutung für die Wirtschaft.<br />
Siemens PLM Software ist es deshalb<br />
wichtig, mit dieser Software einen Beitrag<br />
dazu zu leisten und die fundierte theo -<br />
retische Ausbildung mit praktischen Anteilen<br />
zu unterstützen. ik<br />
www.plm.automation.siemens.com<br />
8 develop 3 systems engineering 01 2016
MELDUNGEN<br />
MENSCHEN & UNTERNEHMEN<br />
Wibu-<strong>Systems</strong>: Forschungsprojekt zur Abwehr von Cyber-Attacken<br />
Werkzeugkasten zu Industrie 4.0<br />
Profibus Nutzerorganisation: Rückblick und neue Anwenderworkshops<br />
Erfolgreiches Jahr für die IO-Link-Gemeinschaft<br />
Bild: IUNO<br />
Offizielles Logo des IUNO, dem<br />
Nationalen Referenzprojekt<br />
IT-Sicherheit in Industrie 4.0<br />
Insgesamt 21 Partner aus Industrie<br />
und Forschung, darunter<br />
Wibu-<strong>Systems</strong>, beteiligen sich<br />
am „Nationalen Referenzprojekt<br />
zu IT-Sicherheit in der Industrie<br />
4.0“ namens IUNO, gefördert<br />
vom Bundesministerium für<br />
Bildung und Forschung. Das<br />
Projekt läuft bis Ende Juni 2018<br />
und eines der Ziele ist, die<br />
vernetzte Produktion effektiv vor<br />
Cyberangriffen und Spionage zu<br />
schützen. Als Ergebnis soll die<br />
mittelständische deutsche Industrie<br />
einen umfassenden Werkzeugkasten<br />
zu Industrie 4.0<br />
erhalten und grundlegende Informationen<br />
und Demonstratoren<br />
nutzen, wobei IT-Sicherheit in<br />
allen vertikalen und horizontalen<br />
Wertschöpfungsketten integriert<br />
werden wird. Die Partner haben<br />
die Themen der Industrie 4.0 in<br />
vier Anwendungsfälle und benötigte<br />
Sicherheitskonzepte auf -<br />
geteilt: kundenindividuelle Produktion<br />
(Sichere Produktion),<br />
Technologiedaten-Marktplatz<br />
(Sichere Daten), Fernwartung/<br />
Trusted Partner (Sichere Dienste)<br />
und visueller Security-Leitstand<br />
(Sichere Prozesse). Abhängig von<br />
den Anforderungen werden<br />
neue Lösungen entwickelt und<br />
beispielsweise die Schutz -<br />
technologie CodeMeter von<br />
Wibu-<strong>Systems</strong> erweitert. Sie<br />
wird dann in IUNO-Demonstratoren<br />
integriert und für unterschiedliche<br />
Zwecke genutzt.<br />
Oliver Winzenried, Vorstand und<br />
Gründer von Wibu-<strong>Systems</strong>,<br />
erläutert: „Industrie 4.0 wird<br />
Europas Wirtschaft voranbringen.<br />
Die Voraussetzung für diesen<br />
evolutionären Schritt in der<br />
Industrie ist der Einsatz moderner,<br />
für Industrie 4.0 geeigneter,<br />
Schutztechnologien.“<br />
ik<br />
www.wibu.com<br />
Das Jahr 2015 ging für IO-Link<br />
erfolgreich zu Ende. Auf der SPS<br />
IPC Drives präsentierten 39 Mitglieder<br />
der Firmengemeinschaft<br />
unter dem Motto „Enabler für<br />
Industrie 4.0“ 170 Geräte und<br />
Komponenten. Die verschiedenen<br />
Sensoren, Aktoren, Master<br />
und Dienstleistungen verdeu -<br />
tlichen die Möglichkeiten der<br />
leistungsfähigen Punkt-zu-Punkt-<br />
Kommunikation. Diese überzeugen<br />
immer mehr Unternehmen.<br />
Dies zeigt sich sowohl an der<br />
Mitgliederzahl, die in 2015 um<br />
36 % auf aktuell 112 angewachsen<br />
ist, sowie an der steigenden<br />
Anzahl an installierten Knoten,<br />
die die 3-Mio.-Marke deutlich<br />
überschritten hat. Ende 2014<br />
waren es noch 2,19 Mio. installierte<br />
Knoten. Auch international<br />
wächst das Interesse an IO-Link<br />
stetig: Aufgrund der guten Besucherzahlen<br />
der Anwenderworkshops,<br />
die 2015 unter anderem<br />
in den USA (Minnesota), Niederlanden,<br />
Polen, Mailand und Prag<br />
stattfanden, will die IO-Link-<br />
Firmengemeinschaft das Erfolgskonzept<br />
auch 2016 fortsetzen.<br />
Der nächste Termin in Deutschland<br />
steht mit dem 23. Juni in<br />
Essen bereits fest.<br />
ik<br />
www.profibus.com<br />
Auf der SPS IPC Drives präsentierten<br />
39 Mitglieder der IO-Link Firmengemeinschaft<br />
170 Geräte und Komponenten<br />
Bild: Profibus Nutzerorganisation e. V.<br />
„Mein e-effekt: ohne Medienbrüche<br />
einfach mechatronisch konfigurieren“<br />
Eine offene Architektur und zahlreiche Schnittstellen zu Expertensystemen machen EPLAN <strong>Engineering</strong> Configuration<br />
zum perfekten Instrument für disziplinübergreifende mechatronische Konfiguration. Wir machen es Ihnen leicht, innovativ<br />
zu sein.<br />
Neugierig auf Ihren e-effekt? Nutzen Sie EPLAN Experience –<br />
das praxiserprobte Konzept für mehr Effizienz im <strong>Engineering</strong>. Mehr Infos unter +49(0)2173 3964-0.<br />
Besuchen Sie uns auf der Hannover Messe – Halle 6, Stand K16.<br />
develop www.eplan.de<br />
3 systems engineering 01 2016 9
MENSCHEN & UNTERNEHMEN<br />
Bild: Siemens<br />
Siemens: Erste Schritte auf dem Weg zu durchgängiger Digitalisierung erkennbar<br />
Brückenschlag von PLM zu Automatisierung nimmt Gestalt an<br />
Anton S. Huber treibt als CEO der<br />
Siemens-Division Digital Factory die durch -<br />
gängige Digitalisierung voran<br />
MELDUNGEN<br />
„Wir haben enormen<br />
Aufwand in die Architektur<br />
unserer Lösungen<br />
gesteckt, um die für<br />
die Automatisierung<br />
wichtigen logischen<br />
Zusammenhänge in<br />
den Datenstrukturen<br />
abbilden zu können.“<br />
Seit der Übernahme des PLM-Anbieters UGS<br />
2007 ist Siemens mit starken Standbeinen in<br />
der PLM- und Automatisierungswelt eines der<br />
Unternehmen, das insbesondere angesichts<br />
der Industrie-4.0-Diskussionen die durchgängige<br />
Digitalisierung realisieren kann. Der europäische<br />
Marktführer für Automatisierungstechnik<br />
hat sein Angebot für das Product Lifecycle<br />
Management (PLM) durch weitere Übernahmen<br />
nach und nach gestärkt, seit Kurzem gehört<br />
auch der Simulationsspezialist für Strömungen,<br />
CD-adapco, zum Portfolio. Strategisch<br />
betont Siemens die Wichtigkeit eines<br />
ganzheitlichen Ansatzes, der startend beim<br />
Produktdesign über das Produktions-<strong>Engineering</strong><br />
bis zum Service reicht. Eine Bruchstelle<br />
gab es aber nach wie vor: All die digitalen Daten<br />
aus der PLM-Welt konnten bislang nicht<br />
vollständig im Bereich der Automatisierung genutzt<br />
werden – Stand heute beginnen die Automatisierer<br />
mit ihren Programmiertools digital<br />
gesprochen auf der grünen Wiese.<br />
Dass es großer Anstrengung bedarf, diese<br />
Durchgängigkeit zu erreichen, machte jetzt im<br />
Vorfeld der Hannover Messe 2016 Anton S.<br />
Huber deutlich, CEO der Division Digital Factory<br />
von Siemens: „In den vergangenen Jahren<br />
haben wir mit großem Aufwand am Umbau<br />
der CAD/CAM/CAE-Lösung NX und des PLM-<br />
<strong>Systems</strong> Teamcenter gearbeitet, um die für die<br />
Automatisierung wichtigen logischen Zusammenhänge<br />
in den Datenstrukturen abbilden zu<br />
können.“ Ziel ist, alle (Software-)Produkte von<br />
Siemens auf eine gemeinsame Basis zu stellen,<br />
mit der der Bruch zwischen PLM- und Automatisierungswelt<br />
geschlossen werden kann.<br />
Schlagworte in diesem Zusammenhang sind<br />
‚Closed Loop Manufacturing‘ und ‚Mechatronic<br />
<strong>Engineering</strong> Chain‘ – mit anderen Worten:<br />
PLM-Daten sollen über die Programmierung<br />
der Steuerungen bis hinein in Manufacturing<br />
Execution <strong>Systems</strong> (MES) genutzt werden<br />
können und zurück! Erste Produkte dazu wie<br />
einen Line Designer und einen Automation Designer<br />
will Siemens in Hannover vorstellen. co<br />
www.siemens.com/plm<br />
Allianz Industrie 4.0 Baden-Württemberg: Weitere „Orte für Industrie 4.0“ ausgezeichnet<br />
Innovative Konzepte im Unternehmensalltag<br />
Telit: IoT-Fabriklösungen<br />
Skalierbare Plattformen<br />
Bild: Werma<br />
Staatssekretär Peter Hofelich hat die Preisträger<br />
der zweiten Runde des Wettbewerbs<br />
„100 Orte für Industrie 4.0 in Baden-Württemberg“<br />
ausgezeichnet. Insgesamt wurden<br />
zwanzig Betriebe prämiert, die Industrie 4.0<br />
erfolgreich im Unternehmensalltag umgesetzt<br />
haben. Dazu gehören unter anderem<br />
die Balluff GmbH, Carl Zeiss SMT GmbH,<br />
MPDV Mikrolab GmbH, Robert Bosch GmbH,<br />
Werma Signaltechnik GmbH + Co KG. sowie<br />
Bei der Preisverleihung im Marmorsaal des<br />
Neuen Schlosses in Stuttgart wurde unter<br />
anderem die Werma Signaltechnik GmbH + Co<br />
KG. ausgezeichnet: Anja Dannemann, Leiterin<br />
Strategie und Vertrieb, Geschäftsführer<br />
Matthias Marquardt und Peter Hofelich,<br />
Staatssekretär im Ministerium für Finanzen<br />
und Wirtschaft (v. l. n. r.)<br />
das Fraunhofer IAO. Mit dem Wettbewerb<br />
sucht die „Allianz Industrie 4.0 Baden-Württemberg“<br />
nach innovativen Konzepten aus<br />
der Wirtschaft, die mit der intelligenten Vernetzung<br />
von Produktions- und Wertschöpfungsprozessen<br />
erfolgreich sind. Die Expertenjury<br />
bewertet neben dem Innovationsgrad<br />
auch die konkrete Praxisrelevanz. „Baden-<br />
Württemberg ist ein starker Innovations- und<br />
Wirtschaftsstandort.“, sagte Staatssekretär<br />
Peter Hofelich. Die prämierten Projekte reichen<br />
von neuen Komponenten, Maschinen<br />
und Anlagen über Software- und Vernetzungslösungen<br />
bis hin zu neuen Produktionsund<br />
Organisationsprozessen.<br />
ik<br />
www.i40-bw.de<br />
Das global im Bereich des Internet of Things<br />
(IoT) tätige Unternehmen, gibt die Gründung<br />
des Geschäftsbereichs „IoT Factory Solutions“<br />
bekannt. Dieser fokussiert sich auf skalierbare<br />
Plattformen für die Industrieautomation,<br />
die Produktionsanwendungen sicher<br />
und stabil mit der Unternehmens-IT verbinden<br />
(OT zu IT) und den Zugang zu einem vernetzten<br />
Ökosystem von OEMs, Lieferanten<br />
und Kunden eröffnen. Die deviceWise-Plattform<br />
ist bereits für die Cloud-Anbindung<br />
sowie die Integration über Telits IoT-Portal<br />
vorkonfiguriert und bietet einen schnellen<br />
Einstieg in das industrielle IoT (IIoT). „Vielen<br />
Unternehmen ist die große Bedeutung des<br />
industriellen IoT und der Industrie 4.0 bereits<br />
bewusst“, sagt Fred Yentz, President und<br />
CEO des Bereichs IoT-Platforms bei Telit.<br />
„Die Herausforderung liegt nun in der sicheren<br />
Verbindung der Produktionsanlagen mit<br />
den IT-Systemen des Unternehmens und<br />
externen Informationsschnittstellen wie<br />
etwa bei Kunden und Zulieferern.“ ik<br />
www.telit.com<br />
10 develop 3 systems engineering 01 2016
VERANSTALTUNGEN/PUBLIKATIONEN<br />
MENSCHEN & UNTERNEHMEN<br />
Hoffmann <strong>Engineering</strong>: Digitale Transformation von Prozessen<br />
Seminar zur Smart Factory<br />
Plattform Industrie 4.0: Gelungener Auftakt der Veranstaltungsreihe<br />
Kleine und mittlere Betriebe sensibilisieren<br />
Bild: Hoffmann <strong>Engineering</strong><br />
Dipl.-Ing. Jörg Hoffmann spricht<br />
über Methoden, Technologien und<br />
Konzepte der smarten Fabrik<br />
Während wiederkehrende<br />
Arbeitsschritte mittlerweile oft<br />
weitestgehend automatisiert<br />
werden, nimmt die Bedeutung<br />
der Arbeitsprozesse mit Informationsverarbeitung<br />
zu. Die konventionelle<br />
Planung im operati-<br />
ven Bereich wird immer mehr<br />
zur strategischen und taktischen<br />
Planung, die durch Datenauswertung<br />
unterstützt wird. Hoffmann<br />
<strong>Engineering</strong> gibt deshalb Antworten<br />
auf beispielsweise folgende<br />
Fragen: Welche Qualifikation<br />
müssen Mitarbeiter haben, um<br />
auf die neuen Anforderungen<br />
vorbereitet zu sein? Wie sollen<br />
Teams in Zukunft fach- und disziplinübergreifend<br />
aufgebaut und<br />
geführt werden? Ausführliche<br />
Informationen dazu sind direkt<br />
beim Unternehmen sowie im<br />
Seminar des Spezialisten Dipl.-<br />
Ing. Jörg Hoffmann vom 27.04.<br />
bis zum 28.04.2016 in Karlsruhe<br />
verfügbar. Im Rahmen der Veranstaltung<br />
werden Methoden und<br />
Techniken der Smart Factory<br />
vorgestellt und Kenntnisse zum<br />
<strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong> vermittelt.<br />
www.hoffmann-en.com<br />
ik<br />
Bild: DIHK<br />
Dr. Martin Wansleben, Haupt -<br />
geschäftsführer des Deutschen<br />
Industrie- und Handelskammertages<br />
Über 90 Vertreterinnen und<br />
Vertreter aus Politik, Wirtschaft,<br />
Wissenschaft und Zivilgesellschaft<br />
kamen Mitte Februar zum<br />
Auftakt der Veranstaltungsreihe<br />
„Industrie 4.0 @Mittelstand“ in<br />
Berlin zusammen. Gemeinsam<br />
diskutierten sie dort über Chancen<br />
und Herausforderungen<br />
einer Digitalisierung des deutschen<br />
industriellen Mittelstands.<br />
Der Tag markierte den Startschuss<br />
einer Reihe von Veranstaltungen,<br />
die im Laufe des<br />
Jahres von regionalen Industrieund<br />
Handelskammern (IHKs) in<br />
Kooperation mit der Plattform<br />
Industrie 4.0 in ganz Deutschland<br />
organisiert werden. Sie sollen<br />
insbesondere kleine und mittlere<br />
Unternehmen für das Thema<br />
Industrie 4.0 sensibilisieren. „Wir<br />
freuen uns sehr darüber, dass so<br />
viele Unternehmensvertreterinnen<br />
und -vertreter aus den unterschiedlichen<br />
Branchen heute mit<br />
dabei sind“, sagte Dr. Martin<br />
Wansleben, Hauptgeschäftsführer<br />
des Deutschen Industrie- und<br />
Handelskammertages (DIHK). ik<br />
www.plattform-i40.de<br />
Sicos BW: Informationsveranstaltung der IHK Region Stuttgart<br />
Virtuelle Produktentwicklung<br />
Kleine und mittlere Unternehmen<br />
(KMU) können sich am<br />
Donnerstag, den 7. April 2016, in<br />
Stuttgart ein Bild vom Einsatz<br />
virtueller Produktentwicklung in<br />
mittelständischen Unternehmen<br />
verschaffen. Die Informationsveranstaltung<br />
der IHK Region Stuttgart<br />
liefert von 13:30 Uhr bis<br />
18:00 Uhr mit Expertenwissen<br />
und Erfahrungsberichten Antworten<br />
auf die Frage: „Investieren<br />
und mutig voran gehen, oder<br />
doch lieber abwarten?“ Die<br />
betriebswirtschaftliche Sicht<br />
steht hierbei im Vordergrund.<br />
Neben der Sicos BW GmbH als<br />
Experte und Berater für den Einsatz<br />
von Simulationstechnologien<br />
im Mittelstand sprechen<br />
unter anderem Referenten aus<br />
den Berechnungsabteilungen<br />
namhafter Unternehmen wie<br />
Black & Decker, Putzmeister<br />
oder Stihl, für die die Thematik<br />
Bild: Sicos BW<br />
Unter anderem wird Dr. Andreas<br />
Wierse, Geschäftsführer der Sicos<br />
BW GmbH, auf der Informationsveranstaltung<br />
der IHK Region Stuttgart<br />
für persönliche Gespräche zur Verfügung<br />
stehen<br />
längst zum Alltag gehört. Alle<br />
Sprecher stehen am Ende der<br />
Veranstaltung für persönliche<br />
Gespräche zur Verfügung. ik<br />
www.sicos-bw.de<br />
Wir berichten über<br />
Accenture ............................................... 18 it‘s OWL .............................................. 7, 46<br />
AFIS ........................................................ 32 Konradin Mediengruppe ................... 12, 14<br />
Allianz Industrie 4.0 Bad.-Württ. ............ 10 Labs Network Industrie 4.0 ....................... 8<br />
Ansys ...................................................... 50 LieberLieber Software ............................ 64<br />
AT&T ....................................................... 18 Maplesoft ............................................... 49<br />
Atos ........................................................ 18 Maschinenfabrik Reinhausen ................. 14<br />
Autodesk ................................................. 18 MathWorks ............................................. 50<br />
AutomationX ........................................... 28 Mentor .................................................... 50<br />
AVL ......................................................... 46 MES D.A.CH Verband .............................. 28<br />
Balluff ..................................................... 10 Microsoft ................................................ 18<br />
Bitkom ....................................................... 8 MPDV ...................................................... 10<br />
BMWi ..................................................... 14 National Instruments .............................. 50<br />
Böhme & Weihs ...................................... 28 ODVA ........................................................ 6<br />
Bosch Rexroth ........................................... 6 OMG ....................................................... 46<br />
Cadence .................................................. 50 OPC Foundation ........................................ 6<br />
Carl Zeiss ................................................ 10 Opdenhoff ............................................... 28<br />
CD-adapco .............................................. 10 OWL Maschinenbau ............................... 31<br />
Cenit ................................................. 22, 44 OWL ViProSim ........................................ 31<br />
circular .................................................... 62 Pepperl + Fuchs ......................................... 6<br />
Cisco ......................................................... 6 Phoenix Contact ...................................... 42<br />
Continental ............................................. 46 Plattform Industrie 4.0 ........................ 6, 11<br />
Daimler ................................................... 46 Poppe + Potthoff ..................................... 36<br />
Dassault Systèmes .......... 18, 26, 31, 44, 50 Profibus Nutzerorganisation e. V. ............. 9<br />
Deutsche Messe ..................................... 18 ProStep iViP ............................................ 46<br />
Deutsche Telekom ..................................... 8 PSI Automotive & Industry ...................... 60<br />
Eplan ........................................... 18, 42, 52 PTC .......................................................... 46<br />
EPSG ....................................................... 56 Rittal ....................................................... 42<br />
Festo ................................................... 8, 14 RK Rose+Krieger ..................................... 30<br />
Fraunhofer IAO ........................................ 10 Robert Bosch ....................................... 6, 10<br />
Fraunhofer IEM ............................. 7, 31, 36 Rockwell Automation ................................ 6<br />
Fraunhofer IOSB ...................................... 60 SAP ........................................... 6, 8, 18, 44<br />
GEA ......................................................... 30 Schneider Electric ............................... 6, 60<br />
GfSE .................................................. 31, 32 Sercos International ................................. 6<br />
Guardus Solutions .................................. 60 Sicos BW ................................................ 11<br />
Hewlett Packard Enterprise ...................... 8 Siemens ........................ 6, 8, 10, 18, 28, 50<br />
Hilscher ................................................... 28 SmartFactory KL .......................................... 6<br />
HIS .......................................................... 46 Synopsys ................................................. 50<br />
Hochschule Reutlingen ........................... 62 TCS ......................................................... 28<br />
Höckh ...................................................... 52 TechniaTranscat ...................................... 26<br />
Hoffmann <strong>Engineering</strong> ............................ 11 Telit ......................................................... 10<br />
IBHsoftec ................................................ 28 Trumpf ..................................................... 14<br />
IBM ................................................... 18, 46 T-<strong>Systems</strong> ............................................... 18<br />
iMes Solutions ........................................ 28 UGS ......................................................... 10<br />
Industrial Internet Consortium .................. 6 Unity ....................................................... 32<br />
Ingenics .................................................. 14 VDI ............................................................ 6<br />
Inneo Solutions ....................................... 24 VDMA ....................................................... 8<br />
InQu Informatics ..................................... 28 Werma .................................................... 10<br />
Invensity ................................................. 32 Wibu-<strong>Systems</strong> .......................................... 9<br />
IPEK ......................................................... 38 ZVEI ..................................................... 8, 14<br />
develop 3 systems engineering 01 2016 11
MENSCHEN & UNTERNEHMEN<br />
VERANSTALTUNGEN/PUBLIKATIONEN<br />
Bologna ist die Hauptstadt der gleichnamigen<br />
Provinz und der nord -<br />
italienischen Region Emilia-Romagna<br />
Bild: minoandriani/Fotolia.com<br />
Leserreise von 9. bis 12. Juni 2016: Faszinierender Rennsport<br />
Italiens Edelschmieden<br />
Das feurige schwarze Pferd und der wilde schwarze Stier konkurrieren seit Jahrzehnten um die Krone<br />
des italienischen Rennsports und faszinieren mit Geschwindigkeit, Raffinesse und natürlich auch mit<br />
dem markanten Sound ihrer Motoren. Bella Italia ist wahrlich das Land der Motor Mania und das Land<br />
des Dolce Vita – des mediterranen Klimas, der kulinarischen Genüsse und jener lebensfrohen Mentalität.<br />
Begleiten Sie uns von 9. bis 12. Juni 2016 in die Emilia-Romagna.<br />
Unvergessliche Einblicke in die Produktionsstätten von Lamborghini,<br />
Ducati, Pagani und Ferrari verspricht zusammen mit dem<br />
Eintritt in die spektakuläre Welt des italienischen Rennsports die Leserreise<br />
von develop 3 systems engineering und der Konradin Mediengruppe<br />
von 9. bis 12. Juni 2016. Besuchen Sie mit uns die dynamische<br />
Stadt Bologna und erleben Sie eine Reise im Stile des Dolce<br />
Vita. Das Reiseprogramm setzt sich wie folgt zusammen:<br />
• 1. Tag, Donnerstag, 9. Juni 2016:<br />
Anreise nach Bologna und Besuch der<br />
Edelschmiede Lamborghini:<br />
Sie fliegen von Frankfurt oder München (inklusive) sowie von<br />
Berlin, Düsseldorf, Hamburg, Hannover oder Stuttgart (gegen<br />
Aufpreis) nach Bologna. Nachdem Sie von Ihrer Reiseleitung in<br />
Empfang genommen wurden, stoßen Sie zur Mittagszeit bei<br />
einem Aperitif auf den Beginn Ihrer Reise an. Nach einer Programmbesprechung<br />
machen Sie sich auf den Weg zu Lamborghini<br />
in Sant‘ Agata Bolognese im Terra di Motori – zu deutsch<br />
‚Land der Motoren‘ – genannten Gebiet zwischen Bologna und<br />
Modena. Seit den 1940er-Jahren werden hier Traktoren und<br />
Sportwagen gefertigt, heute ist Lamborghini der größte Arbeitgeber<br />
der Region. Nachdem Sie in die Produktion der faszinierenden<br />
Sportwagen schnuppern konnten, besichtigen Sie das<br />
2001 eröffnete Werksmuseum und fahren dann zum Ferruccio-<br />
Lamborghini-Privatmuseum. Das Museum der Familie Lambor-<br />
ghini ist der Öffentlichkeit normalerweise nicht zugänglich und<br />
kann nur mit Voranmeldung besichtigt werden. Bei der Führung<br />
durch Inhaber Fabio Lamborghini, den Neffen des Firmengründers,<br />
erleben Sie die Geschichte einer Familie, die verschiedenste<br />
Fahrzeuge vom Traktor bis zum Rennwagen baute. Den Tag<br />
lassen Sie beim Abendessen mit Fabio Lamborghini ausklingen.<br />
Während Sie in seinem Stammlokal Spezialitäten der Region<br />
Emilia-Romagna genießen, erfahren Sie Wissenswertes über<br />
Lamborghini, den Rennsport sowie die Rivalität mit Ferrari.<br />
• 2. Tag, Freitag, 10. Juni 2016:<br />
Die faszinierende Welt von Ducati, Maserati und des exklusiven<br />
Herstellers Pagani<br />
Am Vormittag besuchen Sie den leidenschaftlichen Motorradhersteller<br />
Ducati in Bolognas Stadtteil Borgo Panigale. Das im Jahr<br />
1926 von Antonio Ducati gegründete Unternehmen wurde 2012<br />
von der Audi AG übernommen. Nachdem Sie einen spannenden<br />
Einblick in das Werk erhalten haben, werden Sie zur Mittagszeit<br />
zu einer Verkostung von Parmigiano auf dem Landgut Panini erwartet.<br />
Im Anschluss besuchen Sie das Maserati-Museum der<br />
12 develop 3 systems engineering 01 2016
VERANSTALTUNGEN/PUBLIKATIONEN<br />
MENSCHEN & UNTERNEHMEN<br />
Bild: Lackiererblatt/M. Rehm<br />
Bild: simmisimons83/Fotolia.com<br />
Tauchen Sie ein in die faszinierende<br />
Welt der italienischen Edelsportwagen<br />
und Motorräder<br />
Bella Italia ist auch das Land des<br />
Dolce Vita – des mediterranen Klimas,<br />
der kulinarischen Genüsse und<br />
jener lebensfrohen Mentalität<br />
Familie. Freuen Sie sich auf die Besichtigung, bei der Sie die Geschichte<br />
des Sportwagenherstellers mit dem Dreizack kennenlernen.<br />
Im Jahr 1914 von den Brüdern Alfieri, Bindo, Carlo, Ernesto<br />
und Ettore gegründet, feierten Maseratis Rennwagen vor allem<br />
in den 1950er-Jahren große Erfolge – Juan Manuel Fangio gewann<br />
1957 im Maserati 250F seinen fünften Weltmeistertitel.<br />
Am Nachmittag widmen Sie sich dann dem wohl exklusivsten<br />
Automobilhersteller der Welt – Sie besichtigen das 1992 von Horacio<br />
Pagani gegründete Unternehmen Pagani Automobili in San<br />
Cesario sul Panaro. Der exklusive Kleinserienhersteller produziert<br />
das teuerste Auto der Welt mit einem Motor von Mercedes<br />
Benz.<br />
• 3. Tag, Samstag, 11. Juni 2016:<br />
Auf den Spuren des Rennsports bei der Edelschmiede Ferrari<br />
Nach dem Frühstück fahren Sie nach Maranello, den Sitz des<br />
Ferrari-Werkes und -Formel-1-Rennstalls. Michael Schumacher,<br />
der bisher erfolgreichste Ferrari-Rennfahrer, ist Ehrenbürger der<br />
Stadt. Ein Besuch des Ferrari-Museums entführt Sie auf eine<br />
Reise durch die Geschichte des Unternehmens und bietet Ihnen<br />
die Gelegenheit, einige der interessantesten Fahrzeuge aus dem<br />
Hause näher zu betrachten. Im Anschluss unternehmen Sie eine<br />
Rundfahrt durch die 1947 vom ehemaligen Rennfahrer Enzo Ferrari<br />
gegründete Autoschmiede. Im – genau gegenüber der Fabrik<br />
gelegenen – Ristorante Cavallino kehren Sie dann zum Mittagessen<br />
ein. Das Restaurant ist bekannt für seinen unverwechselbaren<br />
Stil mit einem durch den feuerroten Mythos geprägten Ambiente.<br />
Ferrari-Fans, und diejenigen, die es werden möchten, haben<br />
zum Abschluss gegen Voranmeldung und einen Aufpreis die<br />
Gelegenheit, eine Probefahrt mit einem Ferrari zu machen.<br />
• 4. Tag, Sonntag, 12. Juni 2016:<br />
Rundgang durch Bolognas Altstadt<br />
sowie Rückreise zum Ausgangsort<br />
Am Vormittag erkunden Sie Bolognas historische Altstadt bei einem<br />
Rundgang. Die Wahrzeichen der Stadt sind die Torre Garisenda<br />
und die Torre degli Asinelli, welche nach ihrer Fertigstel-<br />
lung um 1300 über 130 Jahre lang das höchste Gebäude des<br />
Kontinents war. Die Türme sind zwei von wenigen noch erhaltenen<br />
der einst rund 180 Geschlechtertürme des mittelalterlichen<br />
Bologna. Das Zentrum der Stadt bildet die Piazza Maggiore mit<br />
dem Neptunbrunnen und der Basilika San Petronio. Im Anschluss<br />
fahren Sie zum Flughafen.<br />
Kontakt<br />
I N F O<br />
Konradin Leserreise<br />
Italiens Edelschmieden<br />
Reisetermin: 9. bis 12. Juni 2016<br />
Reisedauer: 4 Tage<br />
Reisepreis: ab 1.195,- € pro Person im DZ<br />
zusätzlich buchbar:<br />
• Einzelzimmerzuschlag: 150,- €<br />
• Ferrari-Probefahrt rund um Maranello (rund 20 Minuten, nur im<br />
Voraus buchbar): 100,- €<br />
• Flug von Düsseldorf oder Stuttgart nach Bologna und zurück<br />
(Aufpreis): 50,- €<br />
• Flug von Berlin, Hamburg oder Hannover nach Bologna und<br />
zurück (Aufpreis): 80,- €<br />
Bei Interesse senden Sie uns bitte eine<br />
Mail zur Kontaktaufnahme mit dem Stichwort<br />
‚Italiens Edelschmieden’ an:<br />
d3.redaktion@konradin.de<br />
develop 3 systems engineering 01 2016 13
MENSCHEN & UNTERNEHMEN<br />
SERIE<br />
SERIE<br />
Das Schnittstellen-Management bei Softwaretools, die von der Produktentstehung über<br />
die Konstruktion bis zur Fertigung zum Einsatz kommen, ist entscheidend für die Effizienz<br />
der industriellen Prozesse. Nur ein durchgängiger Informationsaustausch zwischen<br />
den beteiligten Instanzen ermöglicht eine wirtschaftliche Fertigung. Laut dem Verband<br />
Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA) wünschen sich Maschinenhersteller<br />
standardisierte Datenschnittstellen zwischen ERP/PDM, M-CAD und E-CAD sowie E-CAD<br />
und SPS-Programmierung. Sie sehen dort Einsparpotenziale bis 10 %.<br />
Digitalisierung ist einer der<br />
Hauptreiber für Industrie 4.0. Auch<br />
wenn es sich dabei zunächst um<br />
Begriffe des <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong>s - Teil 1<br />
eine technische Frage zu handeln<br />
scheint: Die Bedeutung reicht bis<br />
<strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong><br />
hin zu den Geschäftsmodellen und<br />
damit auch zu Fragen der Organisation<br />
und der Gestaltung der<br />
Arbeitswelt<br />
Chidester (Zuken): Aus unserer Sicht gewinnt die Integration der Ott (Aucotec): So vielfältig wie die Systeme in den verschiedenen<br />
Prozesse in den frühen Phasen der Produktentstehung rapide an Bereichen sind, so vielfältig sind auch die angebotenen Schnittstellen.<br />
Bedeutung. Der Grund liegt in der allgemein bekannten Verschiebung<br />
Das potenziert sich noch einmal durch die z. T. sehr unter-<br />
der Wertschöpfung von der Mechanik in Richtung Elektronik schiedlichen Arbeitsweisen und die daraus resultierenden Kunden-<br />
Industrie und Software. 4.0 Stand – Update heute für gibt die es Produktion: eine ganze Reihe Eine von Serie Schnittstellen<br />
der Konradin Anforderungen. Mediengruppe Generell verzeichnen wir über die letzten Jahre<br />
und Integrationsmöglichkeiten, aber nicht alle von ihnen eine deutliche Zunahme an Projekten, in denen eine<br />
Integration<br />
werden in den Entwicklungsprozessen der Industrie bereits in dem<br />
Evolutionäre Weiterentwicklung<br />
wünschenswerten Ausmaß genutzt. Dies ist in besonderem Maße<br />
im Falle der Software-Entwicklung für programmierbare Steuerungen<br />
der aber Fall. Die Ursache der für diesen Beginn Befund findet sich häufig einer der neuen – Ära<br />
mit ERP, PDM und M-CAD nicht nur angefragt, sondern auch umgesetzt<br />
wird. Dabei sehen wir die Entwicklung sehr positiv, dass<br />
zunehmend auch kleine und mittelständische Unternehmen auf Integration<br />
der Disziplinen setzen. Bei SPS- und Fertigungsunterstüt-<br />
Tatsache begründet, dass von Seiten des Managements dieser Unternehmen<br />
die Kommunikation zwischen den verschiedenen Abtei-<br />
die Systeme weniger kundenspezifisch, so kann eine Integration<br />
zung sind die Anforderungen dagegen wesentlich homogener und<br />
lungen vielfach noch nicht aktiv forciert wird – denn sie bedeutet häufig recht einfach mit Bordmitteln umgesetzt werden.<br />
Was ist Industrie 4.0? Der Aufbruch in eine neue Ära oder schlicht gutes Marketing? So viel ist sicher:<br />
zunächst einen Zusatzaufwand und zusätzliche Kosten, die sich<br />
Mit Industrie 4.0 steht ein Nachfolger des Computer Integrated Manufacturings (CIM) in den Start -<br />
aber durch einen geringeren Abstimmungsaufwand in späteren Dr. Papenfort (Beckhoff): Bisher fehlen standardisierte Schnittstellen.<br />
und Fertigung Effektives über <strong>Engineering</strong> die durchgängige<br />
funktioniert nur, wenn man sich<br />
löchern, Phasen des der Produktentstehungsprozesses im Gegensatz zu diesem das reduzieren. Zeug hat, Mit E3.EDM Konstruktion<br />
Digitalisierung für Elektro- und Fluid-<strong>Engineering</strong> neue Chancen zu haben eröffnen wir einen – bis wichtigen hin zu neuen Baustein<br />
vorgestellt. An dieser Stelle kommt auch der disruptive Charakter von das Format Industrie natürlich 4.0 zum festgelegt Vorschein, werden. wenn-<br />
Und es muss unabhängig<br />
Geschäftsmodellen Daten in einem gemeinsamen für fertigende Datenpool Unter-teilenehmen. kann. Dazu muss<br />
gleich die zugrundeliegende Digitalisierung aller Geschäftsprozesse von den eher eingesetzten evolutionär Tools erfolgt. sein. ERP-Systeme müssen Aufträge<br />
Eisenbeiss (Siemens): Im Maschinenbau ist diesbezüglich die einstellen können. Mechanik- und Elektrokonstruktion sowie die<br />
gesamte Bandbreite an Lösungen anzutreffen: Es gibt bereits in Softwarekonstruktion müssen aus diesen Daten die Maschine oder<br />
hohem Maße durchgängige Workflows, die Mehrfach-Eingaben Anlage konstruieren können. Die Daten müssen zwischen allen beteiligten<br />
Programmen ist sogar vom hin „Internet und her of fließen Everything“ können. die Nur Rede so ist – paral-<br />
steht<br />
Snahezu elbst vermeiden. auf die Titelseiten Es gibt aber regionaler auch noch Tageszeitungen den Papierausdruck, schafft der es bisweilen<br />
an die das Nachbardisziplin Trendwort Industrie weitergereicht 4.0, wenn wird. der örtliche Top-Arbeitgeber nicht leles nur <strong>Engineering</strong> für die vernetzte möglich. Fabrik oder „Smart Factory“, wie eine weitere<br />
populäre Bezeichnung lautet. Er kennzeichnet auch einen funk-<br />
am Standort seine neue Zukunftsfabrik eröffnet. Was vor kurzem<br />
noch Fürnschuß als Hype (B&R): stilisiert Nach und unserem von nicht Kenntnisstand wenigen Angehörigen verwenden verarbeitender<br />
Maschinen- Branchen und wegen Anlagenbauer des oft überstrapazierten keine integrierten Gebrauchs Schnittstel-<br />
als einen Prozesse fundamentalen in den frühen gesellschaftlich- Phasen der Produktentstehung und technologisch-disrupti-<br />
rapide an<br />
85 % tionalen Chidester und (Zuken): strukturellen Aus Wandel unserer aller Sicht Geschäftsprozesse gewinnt die Integration und trägt der<br />
Modewort len zwischen geflissentlich M-CAD, E-CAD abgetan und wurde, SPS-Programmierung hat sich binnen kurzer oder Zeit sie ven Bedeutung. Charakter. Der Grund liegt in der allgemein bekannten Verschiebung<br />
Zeitalter der Wertschöpfung der Digitalisierung von der aller Mechanik Bereiche in wird Richtung eine Produktion Elektronik<br />
zum behelfen Megathema sich mit entwickelt, Tabellenexporten. auch und Eine gerade weitere für den Herausforderung<br />
Mittelstand. Im<br />
Doch sind die warum <strong>Engineering</strong>-Daten ist die Relevanz selbst, der Thematik also die Bauteilebeschreibungen<br />
binnen kurzer Zeit offensichtlich<br />
der einzelnen geworden? Anbieter. Einerseits effiziente ist Industrie Unterstützung 4.0 einer des Art Arbeits-<br />
Synopassungsvermögestellen<br />
und Integrationsmöglichkeiten, zeigt – gerade auch bezüglich aber nicht Änderungen, alle von ihnen die<br />
nur und wettbewerbsfähig Software. Stand heute bleiben, gibt wenn es eine sie ganze einen hohen Reihe von Grad Schnitt-<br />
an Annyflusses<br />
geworden über die für Disziplinen die digitale hinweg Umwälzung ist erst der dann Fabrik. gegeben, Andererseits wenn sich werden nicht in zur den Gänze Entwicklungsprozessen vorherberechnen lassen. der Industrie Stichworte bereits sind dem hier<br />
geht neben es integrierten nicht um Technik Schnittstellen per se, auch sondern die Bauteilebeschreibungen<br />
um die internationale individualisierte wünschenswerten Produkte Ausmaß in kleinster genutzt. Dies Losgröße, ist in besonderem zu Konditionen Maße der<br />
Wettbewerbsfähigkeit für alle <strong>Engineering</strong>- Systeme produzierender gleichermaßen Unternehmen zur Verfügung und die stehen.<br />
Automation Studio ihrer 4 bietet Mitarbeiter. eine Round-Trip-Kopplung Der deutsche Begriff zu „Indus-<br />
Eplan und gen der Qualität. Fall. Die Mit Ursache hinein spielen für diesen eine Befund vorausschauende findet sich häufig Instandhal-<br />
in der<br />
Beschäftigungsfähigkeit<br />
industriellen im Falle der Software-Entwicklung Großserienfertigung, produziert für programmierbare in hoher Produktivität Steueruntrie<br />
Electric 4.0“ P8. wie auch das international etablierte „Internet of Things“ – tung Tatsache (Predictive begründet, Maintenance), dass von Seiten Mensch-Roboter-Kollaboration, des Managements dieser Unternehmen<br />
Identifikation die Kommunikation von Gütern zwischen im Produktionsprozess den verschiedenen sowie Abtei-<br />
eindeutige<br />
durchgängige lungen vielfach Transparenz noch nicht in aktiv der Produktion forciert wird bis – hin denn zur sie Rückverfolgbarkeit<br />
zunächst von einen Produkten Zusatzaufwand über Wertschöpfungsnetzwerke und zusätzliche Kosten, die hinweg. sich<br />
bedeutet<br />
Dies aber funktioniert durch einen nur, geringeren wenn aus Abstimmungsaufwand starren Produktionsstrukturen in späteren mo-<br />
Bild: Festo<br />
14 develop 3 systems engineering 01 2016
SERIE<br />
SERIE<br />
SERIE<br />
MENSCHEN & UNTERNEHMEN<br />
Bild: BMWi/Maurice Weiss<br />
Sigmar Gabriel, Vizekanzler und<br />
Wirtschaftsminister der Bundes -<br />
für Elektro- und Fluid-<strong>Engineering</strong> haben republik wir Deutschland einen wichtigen Baustein<br />
vorgestellt.<br />
Eisenbeiss (Siemens): Im Maschinenbau ist diesbezüglich die<br />
gesamte Bandbreite an Lösungen „Noch anzutreffen: ist nicht Es gibt bereits in<br />
hohem Maße durchgängige Workflows, ausgemacht, die Mehrfach-Eingaben wer der<br />
nahezu vermeiden. Es gibt aber auch Innovationstreiber noch den Papierausdruck, der der<br />
an die Nachbardisziplin weitergereicht Industrialisierung<br />
wird.<br />
bleibt – aber wir haben<br />
eine große verwenden Chan-<br />
85 %<br />
Fürnschuß (B&R): Nach unserem Kenntnisstand<br />
der Maschinen- und Anlagenbauer ce, keine den integrierten Innovationswettbewerb<br />
SPS-Programmierung weiter oder sie<br />
Schnittstellen<br />
zwischen M-CAD, E-CAD und<br />
behelfen sich mit Tabellenexporten. Eine weitere Herausforderung<br />
anführen zu können.“<br />
sind die <strong>Engineering</strong>-Daten selbst, also die Bauteilebeschreibungen<br />
der einzelnen Anbieter. Eine effiziente Unterstützung des Arbeitsflusses<br />
über die Disziplinen hinweg ist erst dann gegeben, wenn<br />
neben integrierten Schnittstellen auch die Bauteilebeschreibungen<br />
für alle <strong>Engineering</strong>- Systeme gleichermaßen zur Verfügung stehen.<br />
Automation Studio 4 bietet eine Round-Trip-Kopplung zu Eplan<br />
Electric P8.<br />
dulare,<br />
Ott (Aucotec):<br />
effiziente<br />
So<br />
Systeme<br />
vielfältig<br />
werden,<br />
wie die Systeme<br />
vernetzt mit<br />
in den<br />
Werkstücken<br />
verschiedenen<br />
und<br />
Menschen.<br />
Bereichen sind,<br />
Letztendlich<br />
so vielfältig<br />
steuert<br />
sind<br />
das<br />
auch<br />
Produkt<br />
die angebotenen<br />
auf Basis relevanter<br />
Schnittstellen.<br />
Das potenziert sich<br />
Umgebungsinformationen den<br />
noch<br />
Produktionsprozess.<br />
einmal durch die z.<br />
Dabei<br />
T. sehr<br />
nehmen<br />
unterschiedlichen<br />
und Arbeitsweisen Werkstücke und als sogenannte die daraus resultierenden cyber-physische Kunden- Syste-<br />
Maschinen<br />
me Anforderungen. über Sensoren Generell Daten verzeichnen auf, die direkt wir an über die Produktionsumgebung<br />
eine deutliche kommuniziert Zunahme und in an Echtzeit Projekten, ausgewertet in denen werden. eine Integration<br />
die letzten Jahre<br />
mit ERP, PDM und M-CAD nicht nur angefragt, sondern auch umgesetzt<br />
wird. Dabei sehen wir die Entwicklung sehr positiv, dass<br />
zunehmend auch kleine und mittelständische Unternehmen auf Integration<br />
der Disziplinen setzen. Bei SPS- und Fertigungsunterstützung<br />
sind die Anforderungen dagegen wesentlich homogener und<br />
I N F O<br />
die Systeme weniger kundenspezifisch, so kann eine Integration<br />
häufig recht einfach mit Bordmitteln umgesetzt werden.<br />
Umsetzungsempfehlungen<br />
Industrie 4.0<br />
Dr. Papenfort (Beckhoff): Bisher fehlen standardisierte Schnittstellen.<br />
Effektives <strong>Engineering</strong> funktioniert nur, wenn man sich<br />
Daten Um Deutschlands in einem gemeinsamen Zukunft als Produktionsstandort Datenpool teilen zu sichern, kann. Dazu muss<br />
das erarbeitete Format der natürlich Arbeitskreis festgelegt Industrie werden. 4.0 im Auftrag Und es der muss Bundesregierung<br />
den eingesetzten von Januar Tools bis Oktober sein. 2012 ERP-Systeme erste „Umset-<br />
müssen Aufträge<br />
unabhängig<br />
von<br />
einstellen zungsempfehlungen können. für Mechanik- das Zukunftsprojekt und Elektrokonstruktion Industrie 4.0“. sowie die<br />
Softwarekonstruktion Koordiniert durch die acatec, müssen die Deutsche aus diesen Akademie Daten der die Maschine oder<br />
Anlage Technikwissenschaften, konstruieren können. identifizierten Die Daten die Experten müssen acht zwischen allen beteiligten<br />
Handlungsfelder, Programmen die sie hin Berichtsform und her fließen gossen. können. Handlungsbedarf<br />
<strong>Engineering</strong> sehen sie von möglich. der Standardisierung<br />
Nur so ist paralleles<br />
und Referenzarchitektur über eine flächendeckende<br />
Breitbandinfrastruktur für die Industrie<br />
bis hin zu Sicherheit, Aus- und<br />
Weiterbildung sowie Ressourceneffizienz.<br />
Der Abschlussbericht des<br />
TIPP<br />
Arbeitskreises Industrie<br />
Mit der Thematik<br />
4.0 ist als pdf per Down -<br />
beschäftigt sich auch<br />
load verfügbar:<br />
http://t1p.de/xcnr<br />
der VDMA:<br />
• http://t1p.de/57ghrung.<br />
Dr. Klaus Mittelbach, Vorsitzender<br />
Chidester (Zuken): Aus unserer Sicht<br />
der ZVEI-Geschäftsführung<br />
gewinnt die Integration der<br />
Prozesse in den frühen Phasen der Produktentstehung rapide an<br />
Bedeutung. Der Grund liegt in der allgemein bekannten Verschiebung<br />
der Wertschöpfung von der Mechanik in Richtung Elektronik<br />
und Software. Stand heute gibt es eine ganze Reihe von Schnittstellen<br />
und Integrationsmöglichkeiten, aber nicht alle von ihnen<br />
werden in den Entwicklungsprozessen der Industrie bereits in dem<br />
wünschenswerten Ausmaß genutzt. „2015 Dies ist in haben besonderem wir Maße<br />
im Falle der Software-Entwicklung für wichtige programmierbare Schritte Steuerungen<br />
der Fall. Die Ursache für diesen von Befund gemacht findet sich – häufig 2016 in der<br />
nach<br />
Tatsache begründet, dass von Seiten wird des Managements das erste große dieser Unternehmen<br />
die Kommunikation zwischen Jahr den der verschiedenen Umsetzung Abteilungen<br />
vielfach noch nicht aktiv forciert von Industrie wird – denn 4.0 sie bedeutet in<br />
zunächst einen Zusatzaufwand und zusätzliche Kosten, die sich<br />
den Unternehmen.“<br />
aber durch einen geringeren Abstimmungsaufwand in späteren<br />
Phasen des Produktentstehungsprozesses reduzieren. Mit E3.EDM<br />
für Elektro- und Fluid-<strong>Engineering</strong> haben wir einen wichtigen Baustein<br />
vorgestellt.<br />
Bild: ZVEI/Matthias Haslauer<br />
Eisenbeiss (Siemens): Im Maschinenbau ist diesbezüglich die<br />
gesamte Bandbreite an Lösungen anzutreffen: Es gibt bereits in<br />
hohem Maße durchgängige Workflows, die Mehrfach-Eingaben<br />
Ausrüster nahezu vermeiden. für die Es gibt Industrialisierung aber auch noch den bleiben Papierausdruck, der<br />
Diese an die Zukunft Nachbardisziplin findet statt weitergereicht – ob schneller wird. in China, Amerika oder in<br />
Europa wird sich bald schon zeigen. Längst ist überall bekannt, dass<br />
Digitalisierung Fürnschuß (B&R): das Nach Wachstum unserem einer Kenntnisstand Volkswirtschaft verwenden stimulieren 85 %<br />
kann. der Maschinen- Noch ist Deutschland und Anlagenbauer der Ausrüster keine für integrierten die Industrialisierung Schnittstellen<br />
Welt. zwischen Vor allem M-CAD, bei Software, E-CAD und die SPS-Programmierung in Geräte und Maschinen oder ein-<br />
sie<br />
der<br />
gebaut behelfen wird, sich ist mit die Tabellenexporten. heimische Wirtschaft Eine stark. weitere Für Herausforderung<br />
Vizekanzler Sigmar<br />
sind Gabriel die <strong>Engineering</strong>-Daten ist es aber „nicht selbst, ausgemacht, also die Bauteilebeschreibungen<br />
wer der Innovationstreiber<br />
der der einzelnen Industrialisierung Anbieter. Eine bleibt“. effiziente Dennoch Unterstützung glaubt der Wirtschaftsministerflusses<br />
„dass über wir die eine Disziplinen große Chance hinweg haben, ist erst diesen dann gerade gegeben, erlebten wenn<br />
des Arbeits-<br />
Innovationswettbewerb neben integrierten Schnittstellen weiter anführen auch die zu Bauteilebeschreibungen<br />
können, jedenfalls in<br />
vielen für alle Branchen“. <strong>Engineering</strong>- Systeme gleichermaßen zur Verfügung stehen.<br />
vierte Automation Stufe der Studio industriellen 4 bietet eine Revolution Round-Trip-Kopplung – nach der Erfindung zu Eplan<br />
Die<br />
der Electric Dampfmaschine P8. (erste Stufe), dem Zugang zu elektrischer Energie<br />
Chidester und der (Zuken): Einführung Aus des unserer Fließprinzips Sicht gewinnt (zweite die Stufe) Integration sowie dem der<br />
Einzug Prozesse der in Automatisierung den frühen Phasen in die der Produktion Produktentstehung (dritte Stufe) rapide – macht an<br />
sich Bedeutung. mit vernetzten, Der Grund intelligenten liegt der technischen allgemein bekannten Systemen Verschiebung<br />
der Wertschöpfung radikal von zu wandeln. der Mechanik Ganz sicher in Richtung wird dieser Elektronik Weg<br />
auf, die<br />
Produktionstechnik<br />
zum und Software. Leitbild nicht Stand revolutionär, heute gibt sondern es eine evolutionär ganze Reihe verlaufen. von Schnittstellen<br />
und im Hinblick Integrationsmöglichkeiten, auf die Technologien. aber Revolutionär nicht alle von hingegen ihnen<br />
werden sich in den Industrie-4-0-Konzepte Entwicklungsprozessen auf der etablierte Industrie Geschäftsprozes-<br />
bereits in dem<br />
Zumindesse<br />
wünschenswerten auswirken und neue Ausmaß Geschäftsmodelle genutzt. Dies über ist in Dienste besonderem im Internet Maße<br />
ermöglichen. im Falle der Software-Entwicklung Dies ändert zugleich die für Art programmierbare und Weise, wie Steuerungen<br />
der Kernprozesse Fall. Die Ursache Entwicklung, für diesen Produktion, Befund findet Logistik sich häufig und Service in der<br />
die industriellen<br />
integriert Tatsache sind. begründet, Alle Informationen, dass von Seiten die des entlang Managements des Lebenszyklus‘ dieser Unternehmen<br />
Produktes die anfallen, Kommunikation sollen durchgängig zwischen den verknüpft verschiedenen werden. Abtei-<br />
Um-<br />
eineslungen<br />
mehr vielfach rückt das noch Zusammenspiel nicht aktiv forciert von realer wird – und denn virtueller sie bedeutet beziehungsweise<br />
zunächst einen digitaler Zusatzaufwand Welt in den Mittelpunkt.<br />
und zusätzliche Kosten, die sich<br />
Gleich aber durch an mehreren einen geringeren Stellen setzt Abstimmungsaufwand das Zukunftskonzept den in Hebel späteren an<br />
– Phasen schließlich des Produktentstehungsprozesses geht es um mehr Transparenz, reduzieren. mehr Effizienz, Mit E3.EDM mehr<br />
Planungssicherheit für Elektro- und Fluid-<strong>Engineering</strong> und ein höheres haben Automatisierungsniveau. wir einen wichtigen Baustein<br />
vorgestellt.<br />
nicht einfacher, eine allgemeingültige Definition für Indus-<br />
Das<br />
macht<br />
trie 4.0 zu finden. Folgt man dem Lenkungskreis der ,Plattform Industrie<br />
Eisenbeiss 4.0’, einem (Siemens): gemeinsamen Im Maschinenbau Projekt der drei ist Industrieverbände<br />
diesbezüglich die<br />
Bitkom, VDMA und ZVEI, ist Industrie 4.0 „eine neue Stufe der Organisation<br />
und Steuerung der gesamten Wertschöpfungskette über<br />
Phase<br />
develop 3 systems engineering 01 2016 15
MENSCHEN & UNTERNEHMEN<br />
SERIE<br />
SERIE<br />
Bild: Ingenics<br />
Oliver Herkommer, CEO, Ingenics Zur Hannover Messe<br />
2016 werden zahlreiche<br />
Unternehmen ihr<br />
Angebot mit Blick auf<br />
Industrie 4.0 und das<br />
<strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong><br />
Motto der Messe –<br />
„Integrated Industry<br />
Begriffe des <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong>s - Teil 1<br />
„In zunehmendem<br />
Maße akzeptieren<br />
auch Mittelständler,<br />
– Discover Solutions!“<br />
– vorstellen.<br />
dass Industrie 4.0 keineswegs<br />
ein geschlossenes<br />
Konzept bei Softwaretools, ist – die von der Produktentstehung über<br />
Hintergründe und<br />
Know-how finden Sie<br />
Das Schnittstellen-Management<br />
ab sofort auch in<br />
die Konstruktion bis zur bereits Fertigung der zum Einstieg Einsatz kommen, ist mehreren entscheidend Titeln der für die Effizienz<br />
der industriellen Prozesse. Nur ein durchgängiger Informationsaustausch Konradin Mediengruppe<br />
im Rahmen<br />
mit kurzfristig wirksamen<br />
ermöglicht Einzelmaßnah-<br />
eine wirtschaftliche der Fertigung. Serie „Industrie Laut dem Verband<br />
zwischen<br />
den beteiligten Instanzen<br />
Deutscher Maschinen- men und Anlagenbau kann erhebliche (VDMA) wünschen 4.0 sich – Update Maschinenhersteller<br />
für die<br />
Produktion“ (siehe<br />
standardisierte Datenschnittstellen Erfolge bringen.“ zwischen ERP/PDM, M-CAD<br />
Kasten Infoangebot)<br />
und E-CAD sowie E-CAD<br />
und SPS-Programmierung. Sie sehen dort Einsparpotenziale bis 10 %.<br />
Bild: Siemens<br />
Chidester (Zuken): Aus unserer Sicht gewinnt die Integration der<br />
den<br />
Prozesse<br />
Lebenszyklus<br />
in den frühen<br />
von Produkten.<br />
Phasen der<br />
Dieser<br />
Produktentstehung<br />
Zyklus orientiert<br />
rapide<br />
sich an<br />
an<br />
zunehmend<br />
Bedeutung.<br />
individualisierten<br />
Der Grund liegt in<br />
Kundenwünschen<br />
der allgemein bekannten<br />
und erstreckt<br />
Verschiebung<br />
sich<br />
von der<br />
der<br />
Idee,<br />
Wertschöpfung<br />
dem Auftrag<br />
von<br />
über<br />
der<br />
die<br />
Mechanik<br />
Entwicklung<br />
in Richtung<br />
und Fertigung,<br />
Elektronik<br />
die<br />
Auslieferung<br />
und Software.<br />
eines<br />
Stand<br />
Produkts<br />
heute gibt<br />
an den<br />
es<br />
Endkunden<br />
eine ganze<br />
bis<br />
Reihe<br />
hin<br />
von<br />
zum<br />
Schnittstellen<br />
einschließlich und Integrationsmöglichkeiten, der damit verbundenen aber Dienstleistungen. nicht alle von ihnen All<br />
Recycling,<br />
dies werden basiert in den auf Entwicklungsprozessen der Verfügbarkeit aller relevanten der Industrie Informationen bereits in dem in<br />
Echtzeit wünschenswerten durch Vernetzung Ausmaß aller genutzt. an der Dies Wertschöpfung ist in besonderem beteiligten Maße Instanzen<br />
im Falle sowie der Software-Entwicklung auf der Fähigkeit, aus für den programmierbare Daten den zu jedem Steuerungen<br />
der optimalen Fall. Die Wertschöpfungsfluss Ursache für diesen Befund abzuleiten. findet sich Durch häufig die Verbin-<br />
der<br />
Zeitpunkdung<br />
Tatsache von begründet, Menschen, dass Objekten von Seiten und Systemen des Managements entstehen dieser dynamischeternehmen<br />
echtzeitoptimierte die Kommunikation und selbst zwischen organisierende, den verschiedenen unternehmens-<br />
Abtei-<br />
Unübergreifendlungen<br />
vielfach Wertschöpfungsnetzwerke, noch nicht aktiv forciert wird die – denn sich sie nach bedeutet unterschiedlichen<br />
zunächst einen Kriterien Zusatzaufwand wie Kosten, und Verfügbarkeit zusätzliche und Kosten, Ressourcenverbrauch<br />
aber durch optimieren einen lassen.“ geringeren Abstimmungsaufwand in späteren<br />
die sich<br />
Auch Phasen wenn des Produktentstehungsprozesses diese umfassende Digitalisierung reduzieren. in evolutionären<br />
Mit E3.EDM<br />
Schritten für Elektro- vollzogen und Fluid-<strong>Engineering</strong> wird – eine Revolution haben wir der einen Arbeitsgestaltung wichtigen Baustein<br />
allemal. vorgestellt. Angesichts der Tragweite liegt es auf der Hand, dass die<br />
ist<br />
sie<br />
größten Herausforderungen die Hemmnisse sind, die aus den zumeist<br />
Eisenbeiss mittelständischen (Siemens): Unternehmen Im Maschinenbau selbst ist kommen. diesbezüglich Doch die<br />
Furcht, gesamte dass Bandbreite traditionelle an Geschäftsmodelle Lösungen anzutreffen: wegbrechen, Es gibt schwindet bereits in hohem dem Maße, wie durchgängige ganze Wertschöpfungsketten Workflows, die Mehrfach-Eingaben<br />
mit Informationsund<br />
nahezu Kommunikationstechnologien vermeiden. Es gibt aber auch ausgestatten noch den Papierausdruck, werden, welche der die<br />
Industrie an die Nachbardisziplin auf neue Grundlagen weitergereicht stellen. wird. So weiß beispielsweise Oliver<br />
Herkommer, der CEO des Ulmer Beratungsunternehmens Ingenics,<br />
Fürnschuß dass in (B&R): zunehmendem Nach unserem Maße auch Kenntnisstand Mittelständler verwenden akzeptieren, 85 %<br />
dass der Maschinen- Industrie 4.0 und keineswegs Anlagenbauer ein geschlossenes keine integrierten Konzept Schnittstellen<br />
zwischen sei ihnen bewusst, M-CAD, E-CAD dass der und Einstieg SPS-Programmierung mit kurzfristig wirksamen oder sie<br />
ist. Vielfach<br />
Einzelmaßnahmen behelfen sich mit Tabellenexporten. bereits erhebliche Eine Erfolge weitere bringen Herausforderung<br />
könne. Inzwischen,<br />
sind die betont <strong>Engineering</strong>-Daten Herkommer, selbst, „schreitet also die Bauteilebeschreibungen<br />
intelligente Vernetzung<br />
schneller der einzelnen voran, Anbieter. als viele Eine es für effiziente möglich Unterstützung hielten“. Auch Dr. des Klaus Arbeitsflusses<br />
über Vorsitzender die Disziplinen der ZVEI-Geschäftsführung, hinweg ist erst dann gibt gegeben, sich optimis-<br />
wenn<br />
Mittelbachtisch:<br />
neben „2015 integrierten haben Schnittstellen wir wichtige Schritte auch die nach Bauteilebeschreibungen<br />
von gemacht – 2016<br />
wird für alle das <strong>Engineering</strong>- erste große Jahr Systeme der Umsetzung gleichermaßen von Industrie zur Verfügung 4.0 in den stehen.<br />
Automation Studio 4 bietet eine Round-Trip-Kopplung zu Eplan<br />
Unternehmen.“<br />
Der Electric Weg P8. dorthin wird – trotz des disruptiven Charakters bezüglich<br />
neuer Geschäftsmodelle – ein evolutionärer sein. Zwar bilden Mittelstands-Ikonen<br />
wie etwa Trumpf, Festo, Wittenstein und die Maschinenfabrik<br />
Reinhausen in ihren Smart Factorys die völlig neue Produktionslogistik<br />
in Teilen bereits ab. Gleichwohl wissen viele Unter-<br />
Ott (Aucotec): So vielfältig wie die Systeme in den verschiedenen<br />
nehmer<br />
Bereichen<br />
noch<br />
sind,<br />
nicht<br />
so<br />
genau,<br />
vielfältig<br />
was<br />
sind<br />
da passiert<br />
auch die<br />
und<br />
angebotenen<br />
was sie tun müssen.<br />
Schnittstellen.<br />
Auch wenn<br />
Das<br />
vielen<br />
potenziert<br />
inzwischen<br />
sich noch<br />
klar<br />
einmal<br />
zu sein<br />
durch<br />
scheint,<br />
die<br />
dass<br />
z. T. sehr<br />
eine<br />
unterschiedlichen<br />
neue<br />
Ära anbricht.<br />
Arbeitsweisen und die daraus resultierenden Kunden-<br />
Anforderungen. Generell verzeichnen wir über die letzten Jahre<br />
Der eine deutliche aktuelle Zunahme Stand der an Projekten, Umsetzung in denen eine Integration<br />
Die mit strategische ERP, PDM und Bedeutung M-CAD nicht des Themas nur angefragt, macht es sondern notwendig, auch mehr umgesetzt<br />
wird. zu erfahren, Dabei sehen wie die wir Entscheider die Entwicklung in mittelständischen sehr positiv, dass Pro-<br />
darüber<br />
duktionsbetrieben zunehmend auch kleine die Situation und mittelständische einschätzen: Welche Unternehmen Bereiche auf beschäftigetegration<br />
der sich Disziplinen mit Internet setzen. 4.0? Bei Wer SPS- sind und die Fertigungsunterstüt-<br />
Treiber und wer die<br />
In-<br />
Beauftragten, zung sind die Anforderungen die das Thema vorwärts dagegen bringen? wesentlich Welche homogener Herausforderungen<br />
die Systeme stehen weniger dabei kundenspezifisch, im Vordergrund – von so kann der technischen eine Integration Um-<br />
und<br />
setzung häufig recht über einfach Personal, mit Kosten, Bordmitteln Produktion umgesetzt und werden. Kunden? Wie werden<br />
die Vorteile, wie die Chancen bewertet, aber auch die Nachteile<br />
und Dr. Gefahren? Papenfort Gibt (Beckhoff): es überhaupt Bisher eine fehlen einheitliche standardisierte Definition Schnittstellen.<br />
innerhalb Effektives des <strong>Engineering</strong> Unternehmens? funktioniert Und nur, wie wenn relevant man ist sich die<br />
für das<br />
Thema<br />
Transformation Daten in einem für gemeinsamen das Unternehmen Datenpool und die teilen Branche? kann. Dazu muss<br />
Diese das Format Fragen natürlich waren festgelegt Ausgangspunkt werden. einer Und von es muss der Konradin unabhängig Mediengruppe<br />
von den eingesetzten Zusammenarbeit Tools sein. mit ERP-Systeme einer namhaften müssen Mediaagentur Aufträge<br />
durchgeführten einstellen können. qualitativen Mechanik- Studie. und In Elektrokonstruktion deren Rahmen wurden sowie von die<br />
Juli Softwarekonstruktion bis September 2015 müssen mehr als aus 1000 diesen Entscheidungsträger Daten die Maschine in oder produzierenden<br />
Anlage konstruieren Unternehmen können. der Die Metallerzeugung Daten müssen zwischen und -bearbeitung, allen beteiligten<br />
Programmen hin Maschinen- und her fließen und können. Anlagenbau, Nur so Fahrzeug-<br />
ist paral-<br />
Elektrotechnik/Elektronik,<br />
bau leles und <strong>Engineering</strong> Medizintechnik möglich. befragt.<br />
In diesen Unternehmen mit ihren im Durchschnitt 693 Mitarbeitern<br />
ist Chidester das Thema (Zuken): Industrie Aus unserer 4.0 eindeutig Sicht gewinnt Chefsache: die Integration Hauptakteur der<br />
(59 Prozesse %) und in Haupttreiber den frühen (37 Phasen %) sind der die Produktentstehung Geschäftsführung rapide und das an<br />
Technische Bedeutung. Management, Der Grund liegt gefolgt in der von allgemein Entwicklung bekannten und IT. Verschiebung<br />
Drittel der Wertschöpfung dieser Akteure von sehen der die Mechanik größten in Herausforderungen Richtung Elektronik in<br />
Mehr als<br />
zwei<br />
der und technischen Software. Stand Umsetzung, heute gibt wobei es eine die ganze Schnittstellenanpassung<br />
Reihe von Schnittstellen<br />
Datensicherheit und Integrationsmöglichkeiten, ganz vorn rangieren, aber gefolgt nicht alle vom von Personal-<br />
ihnen<br />
und<br />
aspekt werden mit in den Schulung, Entwicklungsprozessen Qualifizierung und der Rekrutierung. Industrie bereits Bei der in dem Gewichtung<br />
wünschenswerten der Vorteile Ausmaß und Chancen genutzt. gegenüber Dies ist in den besonderem Nachteilen Maße und<br />
Gefahren im Falle der von Software-Entwicklung Industrie 4.0 überwiegen für programmierbare die erstgenannten Steuerungen<br />
der Beispiel: Fall. Die höhere Ursache Produktivität für diesen Befund 43 %, höhere findet sich Erträge/Wettbe-<br />
häufig in der<br />
Kategorienwerbsvorteile<br />
Tatsache begründet, 32 %; dass Datenunsicherheit von Seiten des 40 Managements %, fehlende Akzeptanz dieser Unternehmen<br />
%. Über die alle Kommunikation Kategorien hinweg zwischen überwiegen den verschiedenen für 78 % der Abtei-<br />
Be-<br />
18<br />
fragten lungen die vielfach Vorteile noch von nicht Industrie aktiv 4.0. forciert Lediglich wird 9 –% denn sehen sie Nachteile bedeutet<br />
oder zunächst Gefahren. einen Zusatzaufwand und zusätzliche Kosten, die sich<br />
Insgesamt, aber durch so einen zeigt geringeren sich, klafft eine Abstimmungsaufwand große Lücke bei der in Definition späteren<br />
16 develop 3 systems engineering 01 2016
EA_elekto Automation/03/2016/Druckstruktur_EA - Seite 1 MUEV - 19.02.2016 15:09<br />
03 2016<br />
wirautomatisierer.de<br />
Stefan Schönegger,<br />
Marketing Manager, B&R<br />
„OPC UA TSN und<br />
Powerlink reichen aus,<br />
um in der Fertigung zu<br />
kommunizieren.“<br />
Industrie 4.0 Seite 64<br />
Automatisierungstreff<br />
IT & Automation<br />
Vorbericht Seite 44<br />
Gebäudeautomation/<br />
Building Control 01 2016<br />
Sonderteil Seite 19 (BC 1)<br />
Titelstory Seite 74<br />
elektro AUTOMATION 03 2016 1<br />
BA_Beschaffung Aktuell/03/2016/Druckstruktur_BA - Seite 1 SCUR - 17.02.2016 11:56<br />
Das Magazin für Einkauf, Materialwirtschaft und Logistik<br />
Im professionellen Bereich fallen<br />
vielfältige Reinigungsaufgaben<br />
mit unterschiedlichen Anforderungen<br />
an, die man mit speziell<br />
entwickelten Geräten lösen<br />
kann.<br />
Reinigungstechnik<br />
Due Diligence in der Lieferkette<br />
Sonderbeilage Logimat<br />
Strategischer Einkauf bei SAP<br />
2016 03<br />
IA_Industrieanzeiger/06/2016/Druckstruktur_IA - Seite 1 PLIB - 07.03.2016 14:35<br />
14.03.2016 | 138. Jahrgang www.industrieanzeiger.de<br />
Werkzeugschleifen So wird Diamant scharf Seite 42<br />
Iran-Exporte Wo rechtliche Fallstricke lauern Seite 26<br />
Hybridfertigung Spanen und Generieren Seite 48<br />
Industrie<br />
WZL-Direktor Schuh<br />
über die Zukunft des<br />
Instituts Seite 20<br />
SERIE<br />
SERIE<br />
SERIE<br />
MENSCHEN & UNTERNEHMEN<br />
für Elektro- und Fluid-<strong>Engineering</strong> haben wir einen wichtigen Baustein<br />
vorgestellt.<br />
Eisenbeiss (Siemens): Im Maschinenbau ist diesbezüglich die<br />
gesamte Bandbreite an Lösungen anzutreffen: Es gibt bereits in<br />
hohem Maße durchgängige Workflows, die Mehrfach-Eingaben<br />
nahezu vermeiden. Es gibt aber auch noch den Papierausdruck, der<br />
an die Nachbardisziplin weitergereicht wird.<br />
Fürnschuß (B&R): Nach unserem Kenntnisstand verwenden 85 %<br />
der Maschinen- und Anlagenbauer keine integrierten Schnittstellen<br />
zwischen M-CAD, E-CAD und SPS-Programmierung oder sie<br />
behelfen sich mit Tabellenexporten. Eine weitere Herausforderung<br />
sind die <strong>Engineering</strong>-Daten selbst, also die Bauteilebeschreibungen<br />
der einzelnen Anbieter. Eine effiziente Unterstützung des Arbeitsflusses<br />
über die Disziplinen hinweg ist erst dann gegeben, wenn<br />
neben integrierten Schnittstellen auch die Bauteilebeschreibungen<br />
für alle <strong>Engineering</strong>- Systeme gleichermaßen zur Verfügung stehen.<br />
des Industrie-4.0-Konzepts<br />
Automation Studio 4 bietet<br />
innerhalb<br />
eine Round-Trip-Kopplung<br />
des eigenen Unternehmens.<br />
zu Eplan<br />
Gerade<br />
Electric<br />
einmal<br />
P8.<br />
9 % der Befragten beantworteten diese Frage mit ja.<br />
Aber 89 % konnten sich begrifflich noch nicht festlegen, geschweige<br />
Ott<br />
denn,<br />
(Aucotec):<br />
sich mit<br />
So<br />
einer<br />
vielfältig<br />
unternehmensweiten<br />
wie die Systeme<br />
Digitalstrategie<br />
in den verschiedenen<br />
befassen.<br />
Bereichen<br />
Kein Wunder,<br />
sind, so<br />
sind<br />
vielfältig<br />
doch viele<br />
sind<br />
Nutzenversprechen<br />
auch die angebotenen<br />
noch nebulös.<br />
Schnittstellen.<br />
Und oft<br />
Das<br />
wird<br />
potenziert<br />
vernetzte<br />
sich<br />
Digitalisierung<br />
noch einmal<br />
vornehmlich<br />
durch die<br />
als<br />
z. T.<br />
IT-relevantes<br />
sehr unterschiedlichen<br />
und weniger Arbeitsweisen als Herausforderung und die daraus für resultierenden bestehende Geschäfts-<br />
Kunden-<br />
Thema<br />
modelle Anforderungen. erachtet. Generell verzeichnen wir über die letzten Jahre<br />
Andererseits eine deutliche ist Zunahme so mancher Projekten, mittelständische in denen Produktionsbetrieb<br />
eine Integration<br />
bereits mit ERP, im PDM Industrie-4.0-Zeitalter und M-CAD nicht nur angekommen angefragt, sondern – wenn auch auch umgesetzt<br />
nur wird. in Teilbereichen Dabei sehen der wir Produktion die Entwicklung oder im sehr Rahmen positiv, von dass Pi-<br />
zunächslotprojekten.<br />
zunehmend auch Vielfach kleine sind und smarte mittelständische Technologien Unternehmen von der vernetzten auf Integration<br />
der Disziplinen bis zur setzen. Analyse Bei von SPS- Maschinendaten und Fertigungsunterstüt-<br />
für die War-<br />
Fertigungsanlage<br />
tung zung im sind Einsatz. die Anforderungen So mancher Firmenchef dagegen wesentlich ist sich oft homogener nicht bewusst, und<br />
dass die Systeme sein Unternehmen weniger kundenspezifisch, in Teilen bereits so Industrie-4.0-konform kann eine Integration arbeitet.<br />
häufig Letztendlich recht einfach muss mit Bordmitteln er herausfinden, umgesetzt inwieweit werden. sich in seinem<br />
Unternehmen die internen Prozesse ändern, vielleicht sogar das Geschäftsmodell<br />
Dr. Papenfort – und (Beckhoff): wie das Unternehmen Bisher fehlen dem standardisierte begegnet. Schnittstellen.<br />
gibt ganz Effektives viele Ideen <strong>Engineering</strong> und viele funktioniert Richtungen. nur, Aber wenn wie das man jetzt sich in<br />
Es<br />
Lösungen Daten in einem gegossen gemeinsamen wird, ist noch Datenpool einmal eine teilen ganz kann. andere Dazu Frage. muss<br />
Für das die Format Konradin natürlich Mediengruppe festgelegt Grund werden. genug, Und es Ihnen muss zum unabhängig Thema Industrie<br />
von den 4.0 eingesetzten noch mehr Impulse Tools sein. zu geben. ERP-Systeme Wir treten müssen an, Ihr Aufträge Navigator<br />
einstellen zu sein können. auf diesem Mechanik- spannenden und und Elektrokonstruktion zuweilen aufregenden sowie Weg. die<br />
Orientierungshilfe Softwarekonstruktion in puncto müssen Industrie aus diesen 4.0 Daten erhalten die Maschine die Leser oder<br />
vier Anlage Fachzeitschriften konstruieren können. Industrieanzeiger, Die Daten müssen elektro zwischen AUTOMATION, allen beteiligten<br />
3 Programmen systems engineering hin und her und fließen Beschaffung können. Nur aktuell so ist deshalb paral-<br />
develop<br />
künftig leles <strong>Engineering</strong> verstärkt möglich. medien- und kanalübergreifend, neudeutsch:<br />
crossmedial – also in den Heften, per Newsletter, auf der Website<br />
oder auch bei Round-Table-Gesprächen und Events (siehe Kasten<br />
Infoangebot).<br />
Mit der Thematik<br />
beschäftigt sich auch<br />
der VDMA:<br />
• http://t1p.de/57ghrung.<br />
TIPP<br />
Der Autor:<br />
Dietmar Kieser ist Stellvertretender Chefredakteur<br />
des Industrieanzeigers und begleitet die Entwicklung<br />
der Industrie-4.0-Diskussion von Beginn an<br />
Infoangebot Industrie 4.0<br />
Chidester (Zuken): Aus unserer Sicht gewinnt die Integration der<br />
Prozesse in den frühen Phasen der Produktentstehung rapide an<br />
Bedeutung. Der Grund liegt in der allgemein bekannten Verschiebung<br />
der Wertschöpfung von der Mechanik in Richtung Elektronik<br />
Wir – als Informationsanbieter für die Industrie – wollen Sie auf einem<br />
spannenden Weg begleiten und Ihnen zum Thema Industrie 4.0 noch<br />
und Software. Stand heute gibt es eine ganze Reihe von Schnittstellen<br />
und Integrationsmöglichkeiten, aber nicht alle von ihnen<br />
mehr Impulse geben. Im Frühjahr 2016 startet dazu in mehreren Fachtiteln<br />
des Konradin-Verlags die Serie „Industrie 4.0 – Update<br />
werden in den Entwicklungsprozessen der Industrie bereits in dem<br />
für die Produktion“. Unsere Autoren geben Entscheidern in den<br />
wünschenswerten Ausmaß genutzt. Dies ist in besonderem Maße<br />
Unternehmen einen Überblick über die wichtigsten Facetten dieses Zukunftsthemas,<br />
sie bewerten Zusammenhänge und zeigen Entwicklungen,<br />
im Falle der Software-Entwicklung für programmierbare Steuerungen<br />
der Fall. Die Ursache für diesen Befund findet sich häufig in der<br />
Konzepte und reale umsetzungsfähige Industrie-4.0-Lösungen auf. Konkrete<br />
Praxisbeispiele liefern Hilfestellung, um das Zukunftsthema früh-<br />
Tatsache begründet, dass von Seiten des Managements dieser Unternehmen<br />
die Kommunikation zwischen den verschiedenen Abteilungen<br />
vielfach noch nicht aktiv forciert wird – denn sie bedeutet<br />
zeitig angehen zu können. Natürlich wird es auch Schwierigkeiten und<br />
Gefahren geben, auf die unsere Autoren aufmerksam machen. Vorrangig<br />
zunächst einen Zusatzaufwand und zusätzliche Kosten, die sich<br />
werden aber Lösungsansätze dargestellt, Fachzeitschriften-spezifisch<br />
aber<br />
aufbereitet<br />
durch<br />
und<br />
einen<br />
zugeschnitten<br />
geringeren<br />
auf<br />
Abstimmungsaufwand<br />
die Bedürfnisse der jeweiligen<br />
in späteren<br />
Leserzielgruppe<br />
Phasen des<br />
aus<br />
Produktentstehungsprozesses<br />
Geschäftsführung und technischem<br />
reduzieren.<br />
Management,<br />
Mit<br />
Konstruktion<br />
E3.EDM<br />
für Elektround<br />
und<br />
Entwicklung<br />
Fluid-<strong>Engineering</strong><br />
sowie Beschaffung<br />
haben<br />
und<br />
wir<br />
Logistik.<br />
einen wichtigen<br />
Bei all dem<br />
Baustein<br />
liefert<br />
vorgestellt.<br />
die eigene Industrie-4.0-Studie wichtige Erkenntnisse zur Herangehensweise.<br />
Aufbereitet werden die Informationen in Form von Serien,<br />
Eisenbeiss<br />
Interviews, Fachbeiträgen<br />
(Siemens):<br />
und<br />
Im<br />
Reportagen,<br />
Maschinenbau<br />
die in Printist<br />
diesbezüglich<br />
wie in Digital -<br />
die<br />
gesamte<br />
medien erscheinen.<br />
Bandbreite<br />
Den<br />
an<br />
Extrakt<br />
Lösungen<br />
daraus wird<br />
anzutreffen:<br />
ein 2017 erscheinendes<br />
Es gibt bereits in<br />
hohem<br />
Online-Kompendium<br />
Maße durchgängige<br />
bieten. Das Nachschlagewerk<br />
Workflows, die<br />
stellt<br />
Mehrfach-Eingaben<br />
den Lesern das<br />
nahezu<br />
Wichtigste<br />
vermeiden.<br />
aus der Fülle<br />
Es gibt<br />
der im<br />
aber<br />
Rahmen<br />
auch<br />
der<br />
noch<br />
Serie<br />
den<br />
gebotenen<br />
Papierausdruck,<br />
Informationen<br />
die zusammen. Nachbardisziplin Sozusagen weitergereicht ein gedruckter Unternehmensberater wird.<br />
in Sa-<br />
der<br />
an<br />
chen Industrie 4.0.<br />
Fürnschuß So viel sei verraten: (B&R): Die Nach Serienteile unserem in den Kenntnisstand nächsten Ausgaben verwenden geben 85 %<br />
der zielgruppenspezifisch Maschinen- und Antwort Anlagenbauer auf Fragestellungen keine integrierten wie den Stand Schnittstellen<br />
Forschung, zwischen wohin M-CAD, sich Normung E-CAD und und Standards SPS-Programmierung bewegen und wie oder sich sie<br />
der<br />
behelfen Industrie sich 4.0 auf mit die Tabellenexporten. Arbeitswelt auswirkt. Eine So stellen weitere wir Herausforderung<br />
im Industrieanzeiger<br />
die <strong>Engineering</strong>-Daten die 16 Partner selbst, der herstellerunabhängigen also die Bauteilebeschreibungen<br />
Demonstra-<br />
sind<br />
der tions- einzelnen und Forschungsplattform Anbieter. Eine smartFactory effiziente Unterstützung KL vor und zeigen, des wie Arbeitsflusses<br />
Industrie über 4.0 heute die Disziplinen bereits praktisch hinweg umsetzen ist erst lässt. dann Zudem gegeben, analysieren wenn<br />
sich<br />
neben wir die integrierten Entwicklung der Schnittstellen Deutschen Normungs-Roadmap auch die Bauteilebeschreibungen<br />
Industrie 4.0,<br />
für deren alle zweite <strong>Engineering</strong>- Ausgabe seit Systeme kurzem gleichermaßen zum Download bereitsteht. zur Verfügung Wer tiefer stehen.<br />
in technische Automation Details Studio der Umsetzung 4 bietet eine einsteigen Round-Trip-Kopplung möchte, findet in zu der Eplan<br />
Electric elektro P8. AUTOMATION eine Beschreibung, wie Daten vom Sensor<br />
ins ERP-System (Zuken): kommen Aus unserer und umgekehrt Sicht gewinnt dieses Signale die Integration an Steuerun-<br />
der<br />
Chidester<br />
Prozesse gen zurückgeben in den kann. frühen Außerdem Phasen beleuchten der Produktentstehung wir intensiv das Thema rapide an<br />
Bedeutung. Cyber-Security Der – mithin Grund die liegt Frage, in wie der all allgemein die dezentralen bekannten Controller Verschiebung<br />
wirksam der vor Wertschöpfung böswilligen Manipulationen von der Mechanik geschützt in werden Richtung können. Elektronik<br />
und Übrigens: Software. Bleiben Stand Sie also heute mit gibt uns am es Ball. eine Falls ganze Sie Reihe eine der von Publikationen<br />
noch und nicht Integrationsmöglichkeiten, kennen und keinen Serienteil aber verpassen nicht alle wollen, von kön-<br />
ihnen<br />
Schnittstellen<br />
werden nen Sie unverbindlich den Entwicklungsprozessen ein Probeheft anfordern:<br />
Industrie bereits in dem<br />
wünschenswerten www.direktabo.de/de/industrie.html Ausmaß genutzt. Dies ist in besonderem Maße<br />
im Oder Falle Sie der senden Software-Entwicklung uns einfach eine Mail für mit programmierbare dem Stichwort<br />
der „Serie Fall. Industrie Die Ursache 4.0“ für und diesen dem Namen Befund der findet ge-<br />
sich häufig in der<br />
Steuerungen<br />
Tatsache wünschten begründet, Publikation dass an: von Seiten des Managements dieser Unternehmen<br />
d3.redaktion@konradin.de die Kommunikation zwischen den verschiedenen Abteilungen<br />
vielfach noch nicht aktiv forciert wird – denn sie bedeutet<br />
zunächst einen Zusatzaufwand und zusätzliche Kosten, die sich<br />
06.16<br />
aber durch einen geringeren Abstimmungsaufwand in späteren<br />
elektro<br />
Phasen des Produktentstehungsprozesses AUTOMATION reduzieren. Mit E3.EDM<br />
Konzepte • Systemlösungen • Komponenten<br />
für Elektro- und Fluid-<strong>Engineering</strong> Brückenbau haben wir einen wichtigen Baustein<br />
zwischen<br />
Feldbussystemen<br />
vorgestellt.<br />
www.beschaffung-aktuell.de<br />
Im Betrieb helfen Lösungen<br />
vom Spezialisten Seite 28<br />
Konfliktrohstoffe und Menschenrechte Seite 12<br />
Highlights der Intralogistik Seite 51<br />
Vom Beschaffer zum Chief Value Officer Seite 16<br />
Eisenbeiss (Siemens): Im Maschinenbau ist diesbezüglich die<br />
Special<br />
Messe<br />
Grindtec<br />
ab Seite 28<br />
P L U S<br />
Phase<br />
develop 3 systems engineering 01 2016 17
MENSCHEN & UNTERNEHMEN<br />
VERANSTALTUNGEN/PUBLIKATIONEN<br />
Bild: Siemens<br />
Virtuelle und reale Produkt- und Produktionswelt<br />
verschmelzen immer mehr – konkrete<br />
Lösungen zeigt die Digital Factory im Rahmen<br />
der Hannover Messe<br />
Hannover Messe: Digital Factory auf dem Weg zum Industrial Internet<br />
Digital und Industrie 4.0<br />
gehören definitiv zusammen<br />
Die Digital Factory – Untertitel ‚Internationale Leitmesse für integrierte Prozesse und IT-Lösungen‘ wurde<br />
in den letzten Jahren zunehmend zum technologischen Zentrum von Industrie 4.0 auf der Hannover<br />
Messe. Jetzt zeigt sich, dass der Weg noch weiter führt. Die Digital Factory entwickelt sich auch zum<br />
Marktplatz für Softwarelösungen und Technologien, mit denen die Industrie das Industrial Internet realisieren<br />
wird. Neben der bekannten Industriesoftware der bisherigen Aussteller finden sich zunehmend<br />
Plattformen für Internet und Cloud. Und die Messe wächst merklich.<br />
18 develop 3 systems engineering 01 2016
VERANSTALTUNGEN/PUBLIKATIONEN<br />
MENSCHEN & UNTERNEHMEN<br />
Bild: Eplan<br />
Bild: Dassault Systèmes<br />
Konzept von Infrastruktur bis Prozessoptimierung:<br />
Eplan Experience<br />
3D-Simulationsmodell eines vollständigen menschlichen Herzens<br />
IT-Lösungen für <strong>Engineering</strong>, Produktionsplanung, Produktion und<br />
Service – das waren viele Jahre die wichtigsten Produkte, die die<br />
Ausstellung zuletzt in der Halle 7 ausmachten. Standardsoftware,<br />
mit der die Industrie inzwischen nahezu alle Prozesse digitalisiert<br />
hat. Softwaresysteme und IT-Landschaften, deren Integration nun<br />
selbst großes Thema ist. Gerade auch im Sinne von Industrie 4.0.<br />
Jetzt stehen wir an der Schwelle zu einer neuen Zeit, die der Industrie<br />
nochmals einen regelrechten Sprung abverlangt. Wenn fast alle<br />
Produkte künftig über das Internet miteinander und mit dem Menschen<br />
vernetzt sind, dann reichen die bisherigen Werkzeuge und Lösungen<br />
zu ihrer Entwicklung und Herstellung nicht mehr aus. Jetzt<br />
müssen die produzierenden Unternehmen auch den Betrieb im Internet,<br />
die Vernetzung und die mit den Produkten möglichen Dienstleistungen<br />
im Auge haben. Es wird bald mit fast allem sein wie mit<br />
dem Smartphone: Es wird mit Updates auf einen neuen Stand gebracht,<br />
zusätzliche Dienste können installiert werden, es entwickelt<br />
sich grundlegend weiter, lange nach der Fertigstellung der Hardware<br />
– und solange es in Betrieb ist.<br />
Deshalb spielen jetzt für alle Beteiligten auch Lösungen eine Rolle,<br />
die vor einigen Jahren noch fast ausschließlich in der Konsumgüterund<br />
Spieleindustrie oder bei den Internetkonzernen verortet wurden.<br />
Big Data Analytics und Cloud-Technologie beispielsweise sind<br />
innerhalb kurzer Zeit auch für die Fertigungsindustrie interessant geworden.<br />
In der Digital Factory schlägt sich das in neuen Ausstellungsflächen<br />
nieder, auf denen IBM, Microsoft, T-<strong>Systems</strong> und AT&T<br />
mit Partnern genau in diese Richtung gehen. Und auch Beratungshäuser<br />
wie Accenture und Atos sind erst seit Kurzem Aussteller auf<br />
der Hannover Messe. Der Zuwachs hat ein Ausmaß, das die Digital<br />
Factory im wahrsten Sinne des Wortes aus ihren Nähten platzen<br />
lässt. Sie passt nicht mehr in die Halle 7 und dehnt sich nun auch in<br />
die Halle 6 aus.<br />
Cloud-Lösungen im Fokus<br />
Microsoft war 2015 mit einem recht großen Partnerstand (700 m 2 )<br />
auf der Digital Factory und wird auch 2016 dabei sein. Wer dabei vor<br />
allem an den Anbieter von Windows und Office denkt, sollte genauer<br />
hinschauen. Vor kurzem hat Microsoft als erster US-Anbieter eine<br />
Cloud in Deutschland eingerichtet, für deren Daten T-<strong>Systems</strong> die<br />
Treuhänderschaft übernimmt und garantiert, dass weder von Microsoft<br />
noch von Dritten – wir müssen NSA hier nicht ausschreiben –<br />
Daten abgegriffen werden dürfen, wenn der Kunde dem nicht zugestimmt<br />
hat. Und damit sind wir auch bei dem Hauptthema, das den<br />
Hersteller aus Redmond zum Aussteller in Hannover macht: Azure<br />
ist die Cloud-Plattform, mit der alle Arten von Daten angeschlossener<br />
Geräte und Sensoren aus unterschiedlichsten Quellen analysiert,<br />
verknüpft, ausgewertet und neu interpretiert werden.<br />
Aber auch die gewissermaßen angestammten Aussteller schlagen<br />
neue Richtungen ein. Ein Blick auf einige Beispiele in alphabetischer<br />
Reihenfolge soll das veranschaulichen, was in mehr oder weniger<br />
starkem Ausmaß auch für die meisten anderen gilt.<br />
Produkte am digitalen Modell ‚erleben‘<br />
Autodesk hat mit PLM360 schon seit einiger Zeit ein Angebot, das<br />
PLM über die Cloud anbietet. Zumindest hierzulande ist es zwar<br />
noch nicht erfolgreich, aber insgesamt spielt es auch im Angebot<br />
des Herstellers, der vor allem den Massenmarkt der mittelständischen<br />
Unternehmen adressiert, nicht die Hauptrolle. Heute geht Autodesk<br />
auf den Markt mit „The Future of Making Things“ und meint<br />
damit, dass moderne Tools wie für 3D-Scannen, 3D-Drucken, Augmented<br />
und Virtual Reality den kleinen und mittleren Unternehmen<br />
große Chancen bieten, innovative Produkte für das Internet der Dinge<br />
zu entwickeln und zu produzieren. Auch ohne die wirkliche<br />
Durchgängigkeit der digitalen Wertschöpfungskette.<br />
Bei Dassault Systèmes steht das enorm gewachsene Produktportfolio<br />
unter dem Motto ‚3DExperience Solutions‘. Nach den Aussagen<br />
von CEO Bernard Charlès bietet sich das Haus an, bei der Erstellung<br />
eines digitalen Zwillings der Welt zu helfen. Womit gemeint<br />
ist, dass es nicht mehr nur die Erzeugnisse der diskreten Fertigung<br />
sind, deren Entwicklung und Produktion mit Software wie CAx und<br />
PLM unterstützt werden. Die Zielmärkte von Dassault Systèmes<br />
develop 3 systems engineering 01 2016 19
MENSCHEN & UNTERNEHMEN<br />
VERANSTALTUNGEN/PUBLIKATIONEN<br />
Bild: SAP<br />
Connected Logistics<br />
von SAP hilft beim Management<br />
von Häfen<br />
umfassen heute Konsumgüterhersteller und Energieerzeuger ebenso<br />
wie Städtebauer und Gesundheitswesen. Und überall geht es<br />
laut Dassault Systèmes darum, dass der Nutzer von Produkten und<br />
Dienstleistungen am digitalen Modell selbst erleben und gestalten<br />
kann, wie seine persönliche Nutzung aussehen soll.<br />
Eplan war in erster Linie bekannt als Anbieter von CAD für Elektrotechnik.<br />
Aber seit einigen Jahren ist die Rittal-Tochter nicht nur<br />
durch strategische Allianzen mit den wichtigen PLM-Anbietern verbunden.<br />
2014 wurde Eplan Experience vorgestellt: Acht definierte<br />
Handlungsfelder von IT-Infrastruktur bis Prozessintegration sollen<br />
die Kunden dabei unterstützen, im <strong>Engineering</strong> effizienter zu werden.<br />
Haluk Menderes, Geschäftsführer von Eplan, begründet das<br />
so: „Themen wie Vernetzung, Globalisierung und Integration beschäftigen<br />
derzeit nicht nur uns, sondern auch unsere Kunden.“ Und<br />
selbstverständlich ist multidisziplinäre Systementwicklung für Eplan<br />
schon seit geraumer Zeit ein Thema mit hoher Priorität.<br />
SAP, nach wie vor führender Anbieter von Unternehmenssoftware<br />
für Auftragsabwicklung und Prozesssteuerung, hat in den letzten<br />
Jahren gemeinsam mit Kunden unterschiedlicher Industrien Software<br />
entwickelt, die inzwischen als Standardsoftware auf dem<br />
Kontakt<br />
Hannover Messe 2016<br />
25. bis 29. April 2016<br />
Hannover<br />
www.hannovermesse.de<br />
Details zur Digital Factory:<br />
http://t1p.de/kk2j<br />
I N F O<br />
Markt ist. Predictive Maintenance gehört dazu. Wobei sich in der<br />
Praxis schnell gezeigt hat, dass vorausschauende Wartung den Industrieunternehmen<br />
neue Geschäftsmodelle eröffnet, die beispielsweise<br />
an die Stelle des Verkaufs von Kompressoren (Kaeser) das<br />
Angebot von Druckluft mit Verfügbarkeitsgarantien setzen. Auch<br />
Connected Logistics ist eine neue Standardsoftware, die in einem<br />
Projekt von SAP und T-<strong>Systems</strong> mit dem Hamburger Hafen entstand.<br />
Das handelsübliche Navi-System der Lkw-Armadas im Umfeld<br />
des Hafens wird ersetzt durch ein System, das nicht nur Staus<br />
vermeiden hilft, sondern das jederzeit weiß, welche Ladung wie an<br />
welcher Stelle am schnellsten be- oder entladen werden kann.<br />
Siemens war noch vor zehn Jahren im Umfeld der Fertigungsindustrie<br />
vor allem der Automatisierungskonzern. Durch Zukäufe von Unigraphics,<br />
Comos, Orsi und etlicher weiterer Unternehmen heißt der<br />
entsprechende Konzernbereich heute aus gutem Grund Siemens<br />
Digital Factory Division. Von PLM über das <strong>Engineering</strong> der Automation<br />
bis zu MES und Service bietet Siemens alles, was die digitale<br />
Fabrik ausmacht. Momentan arbeitet der Anbieter daran, die einzelnen<br />
Teile dieses Portfolios eng und effizient miteinander zu verknüpfen.<br />
Zusammen mit SAP wurde inzwischen auch eine MindSphere –<br />
Siemens Cloud for Industry – auf der Basis von SAP Hana angekündigt,<br />
in der Industriekunden von Siemens und deren Kunden weltweit<br />
industrielle Daten analysieren und für die Optimierung des Betriebs<br />
ihrer Anlagen nutzen können.<br />
Offensichtlich gehen die Zeiten, da sich alles um die möglichst vollständige<br />
Automatisierung der Produktion drehte, ihrem Ende entgegen.<br />
Künftig wird wichtig, ob die – automatisiert gefertigten – Produkte<br />
vernetzbar sind und ob sie sich für das Angebot interessanter<br />
Dienstleistungen eignen. Die Digital Factory in Hannover wird auf<br />
absehbare Zeit der Ort sein, wo das am besten zu verfolgen ist. co<br />
Der Autor:<br />
Ulrich Sendler ist Analyst und Betreiber<br />
des PLMportals unter: www.plmportal.org<br />
20 develop 3 systems engineering 01 2016
Available on the<br />
App Store<br />
Ab sofort auch mit<br />
Veranstaltungen des<br />
Ihr Veranstaltungs-Guide<br />
für unterwegs<br />
Immer aktuell informiert über Fachveranstaltungen<br />
und Events für die Industrie:<br />
Aktuelles Veranstaltungsprogramm<br />
Aussteller bzw. Referentenliste<br />
Registrierung zur Veranstaltung<br />
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Terminverknüpfung mit Outlook<br />
Vorträge zur Veranstaltung<br />
Im Nachgang: Nachrichten- / Produktkanal<br />
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bilden wir auch Ihre<br />
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INDUSTRIEevents-App ab.<br />
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Ihr Ansprechpartner:<br />
Joachim Linckh<br />
Phone +49 711 7594-565<br />
joachim.linckh@konradin.de<br />
develop 3 systems engineering 01 2016 21
MENSCHEN & UNTERNEHMEN<br />
PLM-DIENSTLEISTER ZUM SYSTEMS ENGINEERING<br />
Kurt Bengel, Sprecher des Vorstandes, Cenit<br />
„Industrie 4.0 bringt großes Momentum“<br />
Ein verändertes PLM-Verständnis als Voraussetzung für das vollständige digitale Produktmodell fordert<br />
Kurt Bengel, Sprecher des Vorstandes des Beratungs- und Softwarespezialisten Cenit. Gefragt sind<br />
Prozess- und Organisationsveränderungen (vgl. S. 44/45), die aber durch die Industrie-4.0-Diskussion<br />
vorangetrieben werden. Letztlich werden dadurch Zeit- und Kosteneinsparungen bei der Inbetrieb -<br />
nahme und dem Betrieb der Anlagen erreicht.<br />
develop 3 : Im Rahmen der Industrie-4.0-Diskussion ist ein Kernelement<br />
die durchgängige Nutzung der digitalen Abbildung der<br />
herzustellenden Produkte/Maschinen/Anlagen. Ein erster Schritt<br />
muss hier die Zusammenführung von M- und E-CAD-Daten<br />
sein. Können Mechanik- und Elektrotechnik-Entwickler bereits<br />
eine gemeinsame Datenbasis nutzen und welchen Weg empfehlen<br />
Sie an dieser Stelle?<br />
Bengel: Im Abschlussbericht des Arbeitskreises Industrie 4.0 wird<br />
‚digitales <strong>Engineering</strong> über die gesamte Wertschöpfungskette‘ gefordert.<br />
Ohne digitales Produktmodell ist der digitale Zwilling der Fabrik<br />
weitgehend nutzlos, deshalb bieten wir unseren Kunden ganzheitliche<br />
Beratung und operative Umsetzung – vom <strong>Engineering</strong><br />
über die digitale in die reale Fabrik und bis in den Service ihrer Produkte.<br />
Die Voraussetzung für das vollständige digitale Produktmodell<br />
ist ein verändertes PLM-Verständnis. Das Produkt-Daten-Management<br />
ist in der Mehrzahl der Unternehmen immer noch sehr<br />
stark mechanisch ausgerichtet. Elektronik und Software sind meist<br />
nicht Bestandteil und andere Disziplinen wie Hydraulik, Fluidik etc.<br />
noch gar nicht auf dem Radar. Bei diesem geringen Reifegrad der<br />
implementierten Lösungen ist ein guter Einstieg in ‚PLM 4.0‘ die Integration<br />
der E-CAD-Autorensysteme ins PLM-System und die versionsgerechte<br />
Verwaltung der zugehörigen Software-Binaries. Die<br />
so aufgebaute mechatronische Stückliste bildet das Rückgrat des<br />
Produkt-Entstehungs-Prozesses. Wenn wir uns den PLM-Prozessen<br />
zuwenden, dann müssen wir feststellen, dass der Reifegrad der Im-<br />
Kontakt<br />
Cenit AG<br />
Stuttgart<br />
Tel. +49 711 7825-30<br />
www.cenit.com<br />
Hannover Messe: Halle 6, Stand L30<br />
Details zur digitalen Fabrik:<br />
http://t1p.de/60x4<br />
I N F O<br />
plementierungen hier noch geringer ist. Technologisch bieten die<br />
modernen PLM-Systeme inzwischen alles, was benötigt wird. Die<br />
Gründe für den geringen Reifegrad sind eher menschliche Hürden,<br />
wie notwendige Prozess- und Organisationsveränderungen, Verankerung<br />
der PLM-Projekte im Top-Management etc. Hier sehen wir<br />
ein großes Momentum, das derzeit aus der Industrie-4.0-Diskus -<br />
sion entsteht.<br />
„Es bedarf eines gemeinsamen<br />
neutralen Datenformates, um<br />
die komplexen Zusammenhänge<br />
zwischen elektrischen, mechanischen<br />
und softwaretechnischen<br />
Komponenten verlustfrei und<br />
vollumfänglich abzubilden – dafür<br />
bietet sich heute AutomationML<br />
an.“<br />
develop 3 : Konsequenterweise muss anschließend der Schulterschluss<br />
mit den Automatisierern erfolgen – auch letztere haben<br />
eigene Anforderungen an das digitale Modell, vom Entwurf<br />
über die Controller-Programmierung (also Software!) bis hin zu<br />
Aspekten der Inbetriebnahme und des Monitorings von Maschinen/Anlagen.<br />
Sehen Sie hier bereits einen gangbaren Weg, die<br />
unterschiedlichen Sichtweisen zusammenzuführen?<br />
Bengel: An der Planung, dem Entwurf und der Inbetriebnahme von<br />
Automatisierungsanlagen sind eine ganze Reihe von Autorensystemen<br />
aus verschiedenen Ingenieursdisziplinen beteiligt, die jeweils<br />
eine eigene Sichtweise auf das digitale Anlagenmodell repräsentieren.<br />
Für die Zusammenführung der unterschiedlichen Sichtweisen<br />
ist neben der eben beschriebenen versionsgerechten Datenverwaltung<br />
in einem PLM-System auch die komplexe Verknüpfung zwischen<br />
mechanischen und elektrischen Komponenten über die Systemgrenzen<br />
der Autorensysteme hinweg zu realisieren. Hier bedarf<br />
es eines gemeinsamen neutralen Datenformates, das in der Lage<br />
ist, die komplexen Zusammenhänge zwischen den elektrischen,<br />
22 develop 3 systems engineering 01 2016
PLM-DIENSTLEISTER ZUM SYSTEMS ENGINEERING<br />
MENSCHEN & UNTERNEHMEN<br />
mechanischen und softwaretechnischen Komponenten verlustfrei<br />
und vollumfänglich abzubilden. Dafür bietet sich heute das Datenformat<br />
AutomationML an. Dabei handelt es sich um ein Datenformat<br />
für den semantischen Datenaustausch, das verschiedene existierende<br />
XML-Standardformate aus unterschiedlichen Disziplinen sinnvoll<br />
kombiniert. Neben Struktur und Relationen von Anlagenobjekten<br />
können damit auch Geometrie und Kinematik sowie Verhalten<br />
abgebildet werden. Voraussetzung ist natürlich, dass die jeweiligen<br />
Systeme über entsprechende AutomationML-Schnittstellen verfügen.<br />
Für das Laufzeitmonitoring von Anlagen würde sich wiederum<br />
der Kommunikationsstandard OPC UA anbieten, den zunehmend<br />
Automatisierungshersteller für die Kommunikation zwischen Komponenten<br />
einer Automatisierungsanlage verwenden. Insgesamt sollen<br />
dadurch Zeit- und Kosteneinsparungen bei der Inbetriebnahme<br />
und dem Betrieb der Anlagen erreicht werden.<br />
develop 3 : Bekommt – angesichts der Industrie-4.0-Diskussionen<br />
– die Frage nach Daten- und/oder Prozessstandards neuen<br />
Schwung, um auch über den Datenaustausch hinaus eine digitale<br />
Durchgängigkeit zu erreichen? Welche Rolle kann etwa AutomationML<br />
spielen und werden wir – analog zur CNC-Welt – eine<br />
‚Sprache‘ zur Beschreibung von Montagevorgängen entwickeln<br />
müssen, um dem Produkt bereits während der Entwicklung<br />
seinen Herstellprozess in Gänze zuweisen zu können?<br />
Bengel: Die Anforderungen an die Datendurchgängigkeit sind durch<br />
die zunehmende Digitalisierung in Produktionsprozessen definitiv<br />
gestiegen. Ihre Frage suggeriert allerdings auch, dass in der CNC-<br />
Welt über eine neutrale Sprache schon während der Entwicklung<br />
der Herstellungsprozess in Gänze zugewiesen wird. Das kann man<br />
so eigentlich nicht sagen. Tatsächlich ist die ‚Sprache‘ in der CNC-<br />
Welt eine nachgelagerte Übersetzung der Beschreibung eines Bearbeitungsprozesses<br />
für eine spezifische Bearbeitungsmaschine. Trotz<br />
Standardisierung sind CNC-Programme zwischen Maschinen unterschiedlicher<br />
Hersteller kaum austauschbar. Generell ist der Herstellungsprozess<br />
das Ergebnis eines in der Regel manuellen Planungsprozesses,<br />
bei dem Produktanforderungen mit sinnvollen Bearbeitungsprozessen<br />
und den zugehörigen Ressourcen verknüpft werden.<br />
Es wäre sinnvoll, das digitale Produktmodell so zu gestalten,<br />
dass der Planungsprozess automatisiert werden kann. Dazu müssen<br />
Produktanforderungen in Bezug auf den Herstellungsprozess<br />
formal und maschinenlesbar beschrieben werden. Weiterhin müssen<br />
die Eigenschaften und Fähigkeiten der Fertigungsanlagen ebenso<br />
beschrieben werden. Hier kann AutomationML eine Rolle spielen,<br />
was zurzeit noch Gegenstand von Forschungsprojekten im Bereich<br />
der fähigkeitsbasierten Planung ist. Damit wäre auch die<br />
Grundlage für das Industrie-4.0-Szenario geschaffen: Das Produkt<br />
sucht sich selbstständig mit Hilfe seines digitalen Abbildes und unter<br />
Auswertung der digitalen Abbilder der Fertigungsmaschinen, die<br />
deren Eigenschaften, Fähigkeiten und Verfügbarkeiten repräsentieren,<br />
seinen Weg durch die Fertigung.<br />
co<br />
Kurt Bengel, Sprecher des Vorstands, Cenit<br />
Bild: Cenit<br />
develop 3 systems engineering 01 2016 23
MENSCHEN & UNTERNEHMEN<br />
PLM-DIENSTLEISTER ZUM SYSTEMS ENGINEERING<br />
Helmut Haas, Geschäftsführer, Inneo Solutions GmbH<br />
„PLM-System als zentrale Plattform“<br />
In einem mehrstufigen Prozess sollten die verschiedenen <strong>Engineering</strong>-Domänen zunächst besser<br />
miteinander kommunizieren und anschließend auf eine gemeinsame Plattform zugreifen, meint Inneo-<br />
Solutions-Chef Helmut Haas. Dafür eigne sich das Product Lifecyle Management (PLM), das auch<br />
traditionelle Softwareentwicklungssysteme einbinden könne.<br />
develop 3 : Im Rahmen der Industrie-4.0-Diskussion ist ein Kernelement<br />
die durchgängige Nutzung der digitalen Abbildung der<br />
herzustellenden Produkte/Maschinen/Anlagen. Ein erster Schritt<br />
muss hier die Zusammenführung von M- und E-CAD-Daten<br />
sein. Können Mechanik- und Elektrotechnik-Entwickler bereits<br />
eine gemeinsame Datenbasis nutzen und welchen Weg empfehlen<br />
Sie an dieser Stelle?<br />
Haas: Aus unserer Sicht sind das zwei Aufgabenstellungen, die mit<br />
der Zusammenführung des elektrischen und des mechanischen <strong>Engineering</strong>s<br />
im Fokus stehen. Der erste Schritt ist eine engere Verzahnung<br />
der beiden Gewerke innerhalb des <strong>Engineering</strong>-Prozesses.<br />
Das bedeutet zuallererst, dass schon während des Entwicklungsprozesses<br />
die Kommunikation zwischen den <strong>Engineering</strong>-Domänen<br />
verbessert werden muss. In der Praxis unserer Kunden zeigt sich,<br />
dass die Elektrotechnik häufig noch getrennt agiert und oftmals<br />
eher spät in den Entwicklungsprozess eintritt. Dann sind allerdings<br />
viele Details und Randbedingungen bereits festgelegt. Im schlechtesten<br />
Fall wird sogar ein Teil des Elektroengineerings direkt in der<br />
Werkstatt an den Prototypen durchgeführt. Insbesondere durch den<br />
immer weiter steigenden Anteil von Elektrik und Elektronik in den<br />
Produkten unserer Kunden ist das aber ein großes Hemmnis hinsichtlich<br />
schnellerer und effizienterer Entwicklungs- und Durchlaufzeiten.<br />
In der modernen Maschinenentwicklung sollte das komplette<br />
Entwicklungsteam – Mechanik, Elektrik, Elektronik… – wie ein<br />
Kleeblatt aufgestellt sein, bei dem jedes Blatt auf einen gemeinsamen<br />
zentralen Knoten zugreift. Der zweite Schritt bei der Zusammenführung<br />
des elektrischen und mechanischen <strong>Engineering</strong>s ist<br />
dann die digitale Verwaltung und Verknüpfung der <strong>Engineering</strong>-<br />
Ergebnisse auf einer gemeinsamen Plattform. Damit wird die Transparenz<br />
innerhalb des Prozesses sichergestellt und der gesamte Prozessablauf<br />
– Freigabe- und Änderungswesen, Dokumentation… –<br />
vereinheitlicht. Für unsere Kunden bedeutet das konkret, dass sowohl<br />
das elektrische als auch das mechanische <strong>Engineering</strong> in ein<br />
PLM-System wie PTC Windchill arbeiten. Somit wird beispielsweise<br />
immer eine gemeinsame Artikelbasis benutzt und die Sichten auf<br />
das Gesamterzeugnis stellen alle Gewerke transparent dar.<br />
„In der modernen Maschinen -<br />
entwicklung sollte das komplette<br />
Entwicklungsteam wie ein Kleeblatt<br />
aufgestellt sein, bei dem jedes<br />
Blatt auf einen gemeinsamen<br />
zentralen Knoten zugreift.“<br />
develop 3 : Konsequenterweise muss anschließend der Schulterschluss<br />
mit den Automatisierern erfolgen – auch letztere haben<br />
eigene Anforderungen an das digitale Modell, vom Entwurf über<br />
die Controller-Programmierung (also Software!) bis hin zu Aspekten<br />
der Inbetriebnahme und des Monitorings von Maschinen/Anlagen.<br />
Sehen Sie hier bereits einen gangbaren Weg, die unterschiedlichen<br />
Sichtweisen zusammenzuführen?<br />
Kontakt<br />
Inneo Solutions GmbH<br />
Ellwangen<br />
Tel. +49 7961 890-0<br />
www.inneo.de<br />
Details zu PTC Windchill:<br />
http://t1p.de/bi30<br />
I N F O<br />
Haas: Das ist eine wichtige Frage und wenn man den oben dargestellten<br />
Ansatz weiterdenkt, sehen wir hier ebenfalls das PLM-System<br />
als zentrale Plattform. Es ist bereits heute möglich, die traditionellen<br />
Softwareentwicklungssysteme direkt mit dem PLM-System zu<br />
verbinden und somit auch in diesem Bereich die Prozesse durchgängig<br />
zu gestalten. Hinzu kommt speziell aus unserer Sicht, dass über<br />
das zur Zeit häufig angesprochene Zukunftsthema Internet of Things<br />
(IoT) uns als Partner des Softwareunternehmens PTC bereits heute<br />
das Softwareprodukt ThingWorx zur Verfügung steht. Dies ermöglicht<br />
es, viele verschiedene Datenquellen (PDM-Systeme, ERP-Systeme,<br />
Sensordaten, Geo-Informationen…) performant zu verknüpfen und<br />
transparent aufzubereiten. Hier bietet sich noch viel Raum für konkrete<br />
Ausgestaltung und Erweiterungen. Daher sind wir auch überzeugt,<br />
dass diese Initiative und Portfolioerweiterung unseren Kunden zukünftig<br />
ein ganz erhebliches Nutzenpotential bieten wird.<br />
24 develop 3 systems engineering 01 2016
PLM-DIENSTLEISTER ZUM SYSTEMS ENGINEERING<br />
MENSCHEN & UNTERNEHMEN<br />
develop 3 : Bekommt – angesichts der Industrie-4.0-Diskussionen<br />
– die Frage nach Daten- und/oder Prozessstandards neuen<br />
Schwung, um auch über den Datenaustausch hinaus eine digitale<br />
Durchgängigkeit zu erreichen? Welche Rolle kann etwa AutomationML<br />
spielen und werden wir – analog zur CNC-Welt – eine<br />
‚Sprache‘ zur Beschreibung von Montagevorgängen entwickeln<br />
müssen, um dem Produkt bereits während der Entwicklung<br />
seinen Herstellprozess in Gänze zuweisen zu können?<br />
Haas: Durchgängige Prozesse – inklusive ihrer digitalen Abbildung<br />
entlang der gesamten Wertschöpfungskette, mit denen wir uns seit<br />
Jahren beschäftigen – sind natürlich Dreh- und Angelpunkt von Zukunftsinitiativen<br />
wie Industrie 4.0. In vielen Bereichen sind sie heute<br />
schon gelebte Realität und wirtschaftliche Erfolgsrezepte vieler unserer<br />
Kunden. Ob und wann sich hier ein neuer Standard etabliert<br />
hängt sicherlich auch davon ab, wie groß der potentielle Nutzen im<br />
Vergleich zur zusätzlichen Komplexität sein wird. Bezogen auf die<br />
oben genannte Initiative AutomationML lässt sich das aktuell noch<br />
schwer abschätzen, insbesondere mit Blick auf unsere typisch mittelständische<br />
Kundenklientel.<br />
co<br />
Helmut Haas, Geschäftsführer,<br />
Inneo Solutions GmbH<br />
Bild: Inneo Solutions<br />
develop 3 systems engineering 01 2016 25
MENSCHEN & UNTERNEHMEN<br />
PLM-DIENSTLEISTER ZUM SYSTEMS ENGINEERING<br />
Rolf Wiedmann, Director Sales DACH, TechniaTranscat<br />
„Mittel- bis langfristig<br />
ist eine integrierte Lösung anzustreben“<br />
Bereits heute lassen sich über die RFLP-Struktur der 3DExperience-Plattform von Dassault Systèmes<br />
Daten aus verschiedenen Autorensystemen zusammenführen, sagt Rolf Wiedmann, Director Sales<br />
DACH bei der TechniaTranscat GmbH. Ziel müsse sein, einen virtuellen Zwilling eines ausgelieferten<br />
Produkts zu erstellen und zu nutzen. So lasse sich auch der Schulterschluss erzielen zwischen<br />
Entwicklung und Betrieb eines Produktes.<br />
develop 3 : Im Rahmen der Industrie-4.0-Diskussion ist ein Kernelement<br />
die durchgängige Nutzung der digitalen Abbildung der<br />
herzustellenden Produkte/Maschinen/Anlagen. Ein erster Schritt<br />
muss hier die Zusammenführung von M- und E-CAD-Daten<br />
sein. Können Mechanik- und Elektrotechnik-Entwickler bereits<br />
eine gemeinsame Datenbasis nutzen und welchen Weg empfehlen<br />
Sie an dieser Stelle?<br />
Wiedmann: Ja, es ist möglich, beide Disziplinen auf derselben Datenbasis<br />
zusammenzuführen. Mit der 3DExperience-Plattform von<br />
Dassault Systèmes wird dies in einer RFLP-Struktur (RFLP steht für<br />
Requirement – Anforderungsmodell, Functional – Funktionsmodell,<br />
Logical – Logisches Modell und Physical – Physikalisches Modell<br />
(entspricht dem „3D-Modell“)) realisiert. Die M-CAD-Informationen<br />
nehmen den physischen Teil der Struktur ein, während die E-CAD-Informationen<br />
einen Teil des logischen Zweiges der Struktur darstellen.<br />
Dieser integrierte Ansatz hat enorme Vorteile, da sich Objekte<br />
im E-CAD und M-CAD auf dieselbe Referenz beziehen – gerade im<br />
Hinblick auf Änderungen und Varianten. In der Praxis ist es jedoch<br />
oft so, dass bestehende E-CAD-Systeme in den Unternehmen eta -<br />
bliert und in die Prozesse eingebunden sind – hier greifen unsere<br />
Kunden auf bewährte Schnittstellen auf IDF- oder XML-Basis im Zusammenspiel<br />
mit dem M-CAD zurück. Unsere Empfehlung ist es, E-<br />
und M-CAD-System in die PLM-Plattform zu integrieren und mittelbeziehungsweise<br />
langfristig eine integrierte Lösung anzustreben.<br />
„Ziel ist, den virtuellen Zwilling<br />
(Virtual Twin) eines ausgelieferten<br />
Produkts zu erstellen und<br />
zu nutzen.“<br />
develop 3 : Konsequenterweise muss anschließend der Schulterschluss<br />
mit den Automatisierern erfolgen – auch letztere haben<br />
eigene Anforderungen an das digitale Modell, vom Entwurf<br />
über die Controller-Programmierung (also Software!) bis hin zu<br />
Aspekten der Inbetriebnahme und des Monitorings von Maschinen/Anlagen.<br />
Sehen Sie hier bereits einen gangbaren Weg, die<br />
unterschiedlichen Sichtweisen zusammenzuführen?<br />
Kontakt<br />
TechniaTranscat GmbH<br />
Karlsruhe<br />
Tel. +49 721 97043-0<br />
www.techniatranscat.com<br />
Hannover Messe: Halle 6, Stand K30<br />
Details zur 3DExperience-Plattform:<br />
http://t1p.de/4fb0<br />
I N F O<br />
Wiedmann: Mit der Automatisierung alleine ist es unseres Erachtens<br />
nach nicht getan. Es geht darum, das Produktverhalten an sich<br />
zu beschreiben. Dabei ist die Steuerung ein Teil, die in Verbindung<br />
mit anderen Systemen wie Mechanik, Elektrik, Hydraulik etc. in eine<br />
Wechselbeziehung tritt und insgesamt das Verhalten des Produkts –<br />
beispielsweise einer Maschine – beschreibt. In der Verbindung zwischen<br />
Software und den Controllern als Hardwarekomponenten auf<br />
der einen Seite und dem virtuellen Modell auf der anderen können<br />
Simulationen mit einer Hardware in the Loop (HiL) durchgeführt und<br />
damit die Validierung vor den realen Prototypen vorgezogen werden.<br />
Die Softwareentwicklung hat kürzere Änderungszyklen als die<br />
Hardwarekomponenten, daher ist es wichtig, die Verwaltung der<br />
Versionen im Griff zu haben – mit dem Ziel, den virtuellen Zwilling<br />
(Virtual Twin) eines ausgelieferten Produkts zur Verfügung zu haben.<br />
Uns ist bewusst, dass dies kurzfristig nicht umgesetzt werden<br />
kann, aber es ist sinnvoll, jetzt schon seine Strategie der Produktentwicklung<br />
darauf auszurichten.<br />
26 develop 3 systems engineering 01 2016
PLM-DIENSTLEISTER ZUM SYSTEMS ENGINEERING<br />
MENSCHEN & UNTERNEHMEN<br />
develop 3 : Bekommt – angesichts der Industrie-4.0-Diskussionen<br />
– die Frage nach Daten- und/oder Prozessstandards neuen<br />
Schwung, um auch über den Datenaustausch hinaus eine digitale<br />
Durchgängigkeit zu erreichen? Welche Rolle kann etwa AutomationML<br />
spielen und werden wir – analog zur CNC-Welt – eine<br />
‚Sprache‘ zur Beschreibung von Montagevorgängen entwickeln<br />
müssen, um dem Produkt bereits während der Entwicklung<br />
seinen Herstellprozess in Gänze zuweisen zu können?<br />
Wiedmann: Die Fertigung und der Betrieb der entwickelten Produkte<br />
stehen gleichermaßen im Fokus des Themas Industrie 4.0. In der<br />
Produktentstehung spielen die Schnittstellen zwischen den Disziplinen<br />
eine große Rolle, da die Funktionen und das Verhalten des digitalen<br />
Prototypen über die Schnittstellen zur Validierung und Verifikation<br />
bei Änderungen simuliert werden können. Das Konzept 3DMaster<br />
zielt genau in die Richtung, der Repräsentation des Produktes<br />
bereits wichtige Informationen über Oberflächenbeschaffenheit,<br />
Fertigungsabläufe, Toleranzen und Montierbarkeit mitzugeben.<br />
Beim Betrieb ist es wichtiger, aus einer Vielzahl von Informationen<br />
die richtigen Schlüsse zu ziehen, Big Data und Business Analytics<br />
sind hier die Schlagworte. Wir bieten mit unserer Lösung ‚Product in<br />
Use‘ einen Ansatz, große Datenmengen fortlaufend zu analysieren.<br />
Das Ziel ist es, die Leistung zu verbessern und die Ausfallzeiten von<br />
Produkten im Betrieb zu verringern.<br />
co<br />
Rolf Wiedmann, Director Sales DACH,<br />
TechniaTranscat GmbH<br />
Bild: TechniaTranscat<br />
develop 3 systems engineering 01 2016 27
MENSCHEN & UNTERNEHMEN<br />
AUS DEM<br />
Podiumsdiskussion<br />
zum Thema ‚MES als<br />
Enabler für Industrie<br />
4.0‘ auf der SPS IPC<br />
Drives 2015. Auch in<br />
diesem Jahr wird der<br />
Verband wieder an der<br />
Messe teilnehmen.<br />
Bereits zur Hannover<br />
Messe ist der Verband<br />
mit einem Gemeinschaftsstand<br />
in Halle 7,<br />
Stand A17 vertreten<br />
Bild: MES D.A.CH Verband<br />
MES D.A.CH Verband erfolgreich auf Messe SPS IPC Drives 2015<br />
Know-how-Transfer<br />
und Erfahrungsaustausch<br />
Unter dem Motto ‚MES goes Automation‘ hat erstmalig der MES D.A.CH Verband die Möglichkeit<br />
wahrgenommen, auf der weltweit führenden deutschen Automatisierungsmesse präsent zu sein. Der<br />
Stand des Verbandes zusammen mit seinen acht Mitausstellern war Bestandteil der ‚Industrie 4.0<br />
Arena‘ in Halle 3A. Diese fand regen Zuspruch unter den Besuchern. Gleiches gilt für die Veranstaltungsreihe<br />
‚MES im Fokus‘, die MES-Interessierten die Chance gibt, Know-how aus der Praxis direkt<br />
vor Ort bei den Anwendern zu erhalten.<br />
Ende November 2015 öffnete die Messe SPS IPC Drives ihre Pforten<br />
– und 64.386 Besucher nutzten die Gelegenheit, das Angebot<br />
der 1666 Aussteller unter die Lupe zu nehmen. Auf dem Gemeinschaftsstand<br />
des MES D.A.CH Verbands in der ‚Industrie 4.0 Arena‘<br />
zeigten die Unternehmen AutomationX, Böhme & Weihs Systemtechnik,<br />
Hilscher Gesellschaft für Systemautomation, IBHsoftec, iMes Solutions,<br />
TCS, InQu Informatics sowie Opdenhoff Technologie ihre Lösungen<br />
zur Erhöhung der Produktionseffizienz und zur Realisierung von Industrie<br />
4.0. Mit der Besucherresonanz waren die Aussteller insgesamt<br />
sehr zufrieden. Vor allem die hohe Qualität der Besucher mit konkretem<br />
Informationsbedarf zum Thema Industrie 4.0 überzeugte. Auf dem<br />
benachbarten ZVEI-Forum in Halle 3A nutzte der Verband darüber hinaus<br />
die Möglichkeit, sich am zweiten Messetag auf einer Podiumsdis-<br />
kussion mit den Messebesuchern intensiv über ‚MES als Enabler für<br />
Industrie 4.0‘ auszutauschen. Die rege Diskussion wurde bei den Besuchern<br />
hervorragend angenommen. Nach der erfolgreichen Premiere<br />
auf der SPS IPC Drives 2015 wird der MES D.A.CH Verband deswegen<br />
auch in 2016 die Präsenz auf der Automatisierungsmesse einplanen.<br />
Auch zur Hannover Messe 2016 ist der Verband natürlich mit von der<br />
Partie (siehe Infokasten; vgl. zudem S. 60/61).<br />
Anwendertreffen ‚MES im Fokus‘<br />
Manufacturing Execution <strong>Systems</strong> (MES) sind wesentlicher Treiber einer<br />
durchgängigen vertikalen Integration und damit Voraussetzung für<br />
Industrie 4.0. Dies zeigt sich auch immer wieder auf den Vor-Ort-Terminen<br />
der Veranstaltungsreihe ‚MES im Fokus‘, die vom MES D.A.CH Verband<br />
veranstaltet wird und sich in erster Linie an Anwender von Manufacturing<br />
Execution <strong>Systems</strong> in der fertigenden Industrie richtet. Die<br />
vierte Veranstaltung ihrer Art fand beispielsweise im Siemens-Elektronikwerk<br />
Amberg statt, welches durch den Einsatz modernster Ferti-<br />
28 develop 3 systems engineering 01 2016
AUS DEM<br />
MENSCHEN & UNTERNEHMEN<br />
Bild: MES D.A.CH Verband<br />
Erfahrungsaustausch ist ein Hauptanliegen der Veranstaltungsreihe ‚MES<br />
im Fokus‘, die vor Ort bei einem Anwenderunternehmen stattfindet und so<br />
Informationen aus der Praxis aus erster Hand liefern kann<br />
Kontakt<br />
MES D.A.CH Verband e.V.<br />
Geschäftsstelle, Ilsfeld-Auenstein<br />
Tel. +49 7062 6760-213<br />
info@mes-dach.de<br />
www.mes-dach.de<br />
Hannover Messe: Halle 7, Stand A17<br />
I N F O<br />
gungsverfahren Furore gemacht hat. In Amberg werden unter anderem<br />
Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPSen) der neusten Generation<br />
hergestellt. Thomas Paschek von Siemens gab dabei einen<br />
Einblick in die Digitalisierung der Fertigung am Beispiel des Werks in<br />
Amberg. Darüber hinaus war eine Werksbesichtigung fester Bestandteil<br />
des Veranstaltungsprogramms. Eröffnet wurde die Veranstaltung<br />
von Prof. Dr.-Ing. Jürgen Kletti, dem 1. Vorstand des MES D.A.CH Verbands.<br />
Vorgestellt wurden an zwei Tagen wichtige MES-Grundlagen sowie<br />
Branchenbeispiele. Insgesamt zwölf anwendungsbezogene Vorträge<br />
rundeten das Bild von der Automations- bis zur ERP-Ebene perfekt<br />
ab. Einen wesentlichen Schwerpunkt bildete dabei die wichtige Rolle<br />
von MES für Industrie 4.0. Nach jedem Referat war eine Diskussionsrunde<br />
eingeplant, in der das vermittelte Know-how vertieft werden<br />
konnte – getreu dem Verbandsmotto: Die MES-Welt trifft sich bei ‚MES<br />
im Fokus‘.<br />
Die Veranstaltungsreihe bietet eine kompakte und inzwischen erfolgreich<br />
bewährte Plattform für alle, die sich ein Bild von dem hohen Anwendernutzen,<br />
der sich mit MES-Lösungen in der modernen Fertigung<br />
erzielen lässt, machen wollen. Das Networking der Teilnehmer unter -<br />
einander wird gezielt gefördert. Ein interessantes Rahmenprogramm<br />
unterstützt den zwanglosen Erfahrungsaustausch.<br />
Der Autor:<br />
Ronald Heinze, 3. Vorstand, MES D.A.CH Verband<br />
Auf Erfahrung bauen.<br />
Innovationskraft nutzen.<br />
Sensorik voranbringen.<br />
25.– 29.04.16<br />
Halle 9, D76<br />
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– insbesondere auf dem Weg zu vollständig<br />
vernetzten Produktionsprozessen für die Anwendungen<br />
der Zukunft.<br />
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develop 3 systems engineering 01 2016 29
MENSCHEN & UNTERNEHMEN<br />
AUS DER FACHGRUPPE SE<br />
Einblicke in die Herausforderungen<br />
für Mittelständler bei der Einführung<br />
von SE gaben mit ihren Vorträgen<br />
(von links nach rechts): Markus<br />
Fleuter, Director Order Processing<br />
GEA; Dieter Richter, Entwicklungsleiter<br />
ARI-Armaturen; Anja Czaja,<br />
Fraunhofer IEM; Michael Amon,<br />
Technischer Leiter RK Rose+Krieger<br />
und Dr.-Ing. Roman Dumitrescu,<br />
Geschäftsführer it’s OWL<br />
Bild: Fachgruppe SE/David Gense<br />
Drittes Treffen der Fachgruppe bei GEA im Oktober 2015<br />
Mittelstand diskutiert<br />
Chancen des <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong>s<br />
Eignet sich <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong> (SE) überhaupt für Mittelständler? Und welchen spezifischen Herausforderungen<br />
müssen sich KMU dabei stellen? Antworten darauf gab das dritte Treffen der it’s-OWL-<br />
Fachgruppe <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong> beim Gastgeber GEA. SE wird von KMU als Kernthema betrachtet,<br />
um die zunehmende Komplexität bewältigen zu können. Betont wurde dabei, dass Ziel sein müsse,<br />
durch geeignete organisatorische Maßnahmen die für KMU typische Flexibilität auch bei steigender<br />
Unternehmensgröße beizubehalten.<br />
Beim Treffen der it’s OWL-Fachgruppe <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong> im<br />
letzten Oktober trafen sich Industrie und Forschung der Clusterregion<br />
zum Thema ‚<strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong> für den Mittelstand‘.<br />
Die Referenten und Teilnehmer diskutierten, ob sich kleine und mittlere<br />
Unternehmen (KMU) bei der Einführung von SE-Methoden spezifischen<br />
Herausforderungen stellen müssen. Best Practices für SE-<br />
Transfer in KMUs lieferte der Spitzencluster it’s OWL. „Unsere<br />
Transferprojekte im Spitzencluster zeigen, dass die Methoden und<br />
Werkzeuge des <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong> heute schon so weit entwickelt<br />
sind, dass sie sich bei der Zusammenarbeit mit Forschungspartnern<br />
gut in KMU etablieren lassen“, erläuterte Dr.-Ing. Roman<br />
Dumitrescu, Geschäftsführer it’s OWL und Direktor am inzwischen<br />
eigenständigen Fraunhofer IEM.<br />
Eingeladen zum dritten Treffen der Fachgruppe am 21. Oktober 2015<br />
hatte die GEA Westfalia Separator GmbH in Oelde. „Die GEA hat in<br />
Entwicklungsprojekten bereits positive Erfahrung mit <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong><br />
gemacht – so dass wir uns freuen, jetzt Gastgeber für den<br />
Erfahrungsaustausch der Fachgruppe zu sein“, so Markus Fleuter,<br />
Senior Vice President Offer and Order <strong>Engineering</strong> Pool bei GEA,<br />
der die Teilnehmer mit einer Führung durch die Produktion des Herstellers<br />
für Separatorentechnik begrüßte.<br />
Best Practices und Erfahrungsaustausch<br />
Nicht nur auf die Methoden sondern auch auf die Organisation des<br />
jeweiligen Unternehmens kommt es bei der Einführung von <strong>Systems</strong><br />
<strong>Engineering</strong> (SE) an. Das zeigte das Beispiel der RK Rose+Krieger<br />
GmbH; der Hersteller von Komponenten und Systemlösungen<br />
für die Automatisierungstechnik mit weltweit rund 560 Mitarbeitern<br />
hat bereits Einblick in SE-Methoden. „Eine besondere<br />
30 develop 3 systems engineering 01 2016
AUS DER FACHGRUPPE SE<br />
MENSCHEN & UNTERNEHMEN<br />
Bild: Fachgruppe SE/David Gense<br />
„Wieviel SE braucht der Mittelstand?“, fragte Lukas Bretz vom Fraunhofer<br />
IEM. Diese und weitere Themen diskutierte die Fachgruppe in verschiedenen<br />
Workshops<br />
Stärke von kleinen Unternehmen ist die Flexibilität“, berichtete der<br />
Technische Leiter Michael Amon. „Ziel muss es sein, durch geeignete<br />
Methoden diese Flexibilität auch bei wachsender Unternehmensgröße<br />
mitzunehmen.“ Gemeinsam mit Anja Czaja vom Forschungspartner<br />
Fraunhofer IEM erläuterte er, wie es für sein Unternehmen<br />
im Rahmen eines laufenden Transferprojekts möglich ist,<br />
<strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong> auch in kleinen Unternehmen erfolgreich anzuwenden.<br />
Ähnliche Erfahrungen schilderte auch Dieter Richter, Entwicklungsleiter<br />
bei ARI-Armaturen in Schloß Holte-Stukenbrock, der den zweiten<br />
Best-Practice-Vortrag hielt. Das Unternehmen mit mehr als 800<br />
Mitarbeitern weltweit stellt Industriearmaturen für verschiedene<br />
Branchen her und identifizierte in einem Transferprojekt eine Reihe<br />
von Innovationspotenzialen mithilfe von SE. Zufrieden zeigte sich<br />
Richter besonders mit den neuen Perspektiven, die die Zusammenarbeit<br />
mit dem Forschungspartner und die Arbeit mit neuen Methoden<br />
für seit Langem vertraute Produkte eröffnen. „Manchmal sehen<br />
Außenstehende ganz andere Aspekte als jemand, der bereits über<br />
20 Jahre tief in der jeweiligen Materie arbeitet.“<br />
Workshops ermöglichen fokussierte Diskussionen<br />
Gelegenheit für intensive Diskussionen und den weiteren Erfahrungsaustausch<br />
gaben die Workshops, die die Ingenieure des Gastgebers<br />
GEA und des Fraunhofer IEM im zweiten Teil der Veranstaltung<br />
anboten. Diskutiert wurden neben dem Thema mechatronische<br />
Modularisierung auch die unterschiedlichen Rollen, die in einem<br />
interdisziplinären Produktentstehungsprozess mit Blick auf den<br />
gesamten Lebenszyklus berücksichtigt werden müssen:<br />
• Wer übernimmt das Anforderungsmanagement?<br />
• Wer entwirft die Systemarchitektur?<br />
• Wer stellt die Schnittstelle zum Kunden dar?<br />
Ein anderer Workshop griff die Frage auf, welche Aus- und Weiterbildungsmöglichkeiten<br />
es für den <strong>Systems</strong> Engineer gibt oder geben<br />
sollte.<br />
Auch die provokante Frage, ob <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong> für Mittelständler<br />
überhaupt eine geeignete Herangehensweise ist, wurde gestellt.<br />
„Machen wir nicht schon lange <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong>?“, fragte<br />
beispielsweise ein Teilnehmer. Er wies auf die seit Langem gepflegte<br />
interdisziplinäre Zusammenarbeit in seinem Unternehmen hin –<br />
die bisher aber ohne methodische Herangehensweise und systematische<br />
Dokumentation erfolgt, wie im weiteren Verlauf der Diskussion<br />
deutlich wurde. „Von allen Workshop-Teilnehmern wird <strong>Systems</strong><br />
<strong>Engineering</strong> als Kernthema auch für KMU betrachtet, um die<br />
zunehmende Komplexität bewältigen zu können“, betonte Lukas<br />
Bretz vom Fraunhofer IEM, der den Workshop moderierte. „Den<br />
Unternehmen ist klar, dass sie in Zukunft nicht um das <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong><br />
herum kommen.“<br />
Das nächste Treffen der it’s-OWL-Fachgruppe <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong><br />
findet am 29. Juni 2016 bei der Karl E. Brinkmann GmbH in Barntrup<br />
statt. Die Agenda wird rechtzeitig im Veranstaltungskalender auf<br />
www.its-owl.de bekannt gegeben.<br />
co<br />
Die Autorin: Kirsten Harting,<br />
Kommunikation Produktentstehung, Fraunhofer IEM<br />
Zu dieser Rubrik<br />
Die zunehmende Komplexität von Maschinen und Anlagen stellt Unternehmen<br />
vor große Herausforderungen. Für die Produktentwicklung werden<br />
ein ganzheitliches Systemverständnis und die Betrachtung des gesamten<br />
Lebenszyklus erforderlich. Im Rahmen des Spitzenclusters it‘s<br />
OWL – Intelligente Technische Systeme OstWestfalenLippe – wurde<br />
2014 die Fachgruppe <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong> (SE) gegründet.<br />
Ziel ist es, disziplinübergreifende Methoden für die Entwicklung von<br />
intelligenten Maschinen und Anlagen in die Praxis zu bringen. Partner<br />
sind<br />
• das Fraunhofer IEM (ehemals Fraunhofer-<br />
Projektgruppe Entwurfstechnik Mechatronik),<br />
• Dassault Systèmes,<br />
• die Netzwerke OWL Maschinenbau und<br />
• OWL ViProSim sowie<br />
• die Gesellschaft für <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong> (GfSE).<br />
<strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong> ist ein wichtiges Forschungsgebiet im Technologie-<br />
Netzwerk it‘s OWL. Entwurfstechniken unterschiedlicher Disziplinen<br />
werden zu einer übergreifenden Entwurfssystematik zusammengeführt,<br />
die in Modellierungs- und Simulationsmethoden verfügbar gemacht<br />
wird. Dadurch können Unternehmen die Effektivität und Effizienz ihrer<br />
Produktentwicklung steigern. Entwicklungszeiten werden verkürzt, Abstimmungsbedarfe<br />
und nachträgliche Änderungen entfallen und die Produktqualität<br />
steigt.<br />
www.its-owl.de/fachgruppeSE<br />
Hinweis: Veröffentlichungen der Fachgruppe SE<br />
in der develop 3 systems engineering<br />
finden Sie auch auf der Website der Fachgruppe<br />
SE. Zusätzlich besteht für Teilnehmer die Möglichkeit,<br />
ein Printabonnement zum ermäßigten<br />
Preis zu beziehen. Termine und Infos zur<br />
nächsten Veranstaltung finden Sie unter:<br />
www.its-owl.de/fachgruppeSE<br />
I N F O<br />
develop 3 systems engineering 01 2016 31
MENSCHEN & UNTERNEHMEN<br />
AUS DER<br />
Bild: GfSE<br />
Bild: GfSE<br />
Ein Roboter im Wettkampf beim Transport einer<br />
Palette – Methoden des <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong>s<br />
lassen sich bei der Entwicklung solcher Roboter<br />
im Wettbewerb mit mehreren Teams sehr lehrreich<br />
testen<br />
Gruppenbild – Team Bumblebee in gelben Westen (Pforzheim), Team Esslingen in weißen T-Shirts und<br />
das Sieger-Team aus Pforzheim: vorne und links hinten, sowie die Jury mit Organisatoren<br />
Roboter-Wettbewerb und Überblick zu <strong>Systems</strong>-<strong>Engineering</strong>-Workshops<br />
Die Zukunft des <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong>s<br />
im Wettstreit kennen und schätzen lernen<br />
Für die angehenden <strong>Systems</strong> Engineers in Deutschland endete das Jahr 2015 mit einem studentischen<br />
Vergleich zwischen den Hochschulen. Es sollten die Markt- und Kundenwünsche in nachvollziehbaren<br />
Schritten und mit einer Systematik – ohne Trial und Error – zu einem Produkt entwickelt werden, um im<br />
Abschluss in einem Wettkampf die Erfüllung der Anforderungen nachweisen zu können. Nachfolgend<br />
werfen wir deshalb einen Blick auf den Roboter-Wettbewerb der GfSE an der Hochschule Pforzheim<br />
und geben einen Überblick zu <strong>Systems</strong>-<strong>Engineering</strong>-Workshops.<br />
Es gibt vielerlei Arten <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong> (SE) zu unterrichten. Der<br />
Lerneffekt ist jedoch besonders hoch, wenn die theoretischen Inhalte<br />
direkt am praktischen Beispiel ausprobiert werden. Daher hat sich<br />
die Gesellschaft für <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong> (GfSE) gemeinsam mit den Industriepartnern<br />
Invensity GmbH und Unity AG entschlossen, einen Roboterwettbewerb<br />
an den Hochschulen auszuschreiben. Für diese Idee<br />
hat sich die GfSE von der französischen Partnerorganisation AFIS (Association<br />
Francaise d‘Ingénierie Système) inspirieren lassen, die einen<br />
ähnlichen Wettbewerb bereits seit einigen Jahren durchführt. Im ersten<br />
Probelauf traten zwei Teams der Hochschule Pforzheim gegen eine<br />
Gruppe der Hochschule Esslingen an. Die Aufgabe bestand in der Entwicklung<br />
eines Roboters, der sowohl autonom als auch ferngesteuert<br />
fahren kann und dabei drei unterschiedliche Missionen erfüllt: Bewegen<br />
einer Palette, Umsetzen eines Containers und Ziehen eines Anhängers.<br />
Die Entwicklung des Roboters und der Steuerungssoftware erfolgte dabei<br />
unter Anwendung der Methoden des <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong>s.<br />
Für die Realisierung des <strong>Systems</strong> stellte die GfSE jedem Team ein spezielles<br />
Set von Lego-Mindstorms sowie ein Spielfeld von 2 m Länge und<br />
1 m Breite zur Verfügung. Die drei Gruppen starteten den Wettbewerb<br />
Anfang Oktober mit Beginn des Wintersemesters. Die Professoren Ralf<br />
Schuler von der Hochschule Esslingen und Hanno Weber von der Hoch-<br />
schule Pforzheim begannen die Entwicklungsprojekte parallel zur passenden<br />
Vorlesungsreihe über Methoden des <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong>s. Im<br />
Wettbewerb am 18. Dezember 2015 prüften die Jury-Mitglieder Jan Zutter<br />
(Invensity), Dr. Daniel Steffen (Unity) und Prof. Dr. Claudio Zuccaro<br />
(Hochschule München) die Roboter auf Regelkonformität. Im Anschluss<br />
erfolgte ein vollständiger Funktionstest. Nachdem alle Missionen erfüllt<br />
waren, präsentierten die drei Teams ihre Vorgehensweisen, aufgetretene<br />
Schwierigkeiten und wie sie diese schließlich bewältigen konnten. In<br />
diesen kurzweiligen Vorträgen präsentierte sich das Pforzheimer Team<br />
„Bumblebee“ mit gelben Westen in einheitlicher „Tracht“ und Darth Vader<br />
nahm als Roboter mit Laserschwert die Reminiszenz zur aktuellen<br />
Star-Wars-Episode auf. Im Unterschied zu anderen Wettbewerben werden<br />
nicht nur das Ergebnis und die Leistung des Produktes bewertet,<br />
sondern auch die Vorgehensweise in der Entwicklung und Realisation<br />
unter Berücksichtigung des Lebenszyklus mittels Systemanforderungen,<br />
Architektur und Design, Konfigurationsmanagement, Integrationsnachweis<br />
und Validierungsplan, Machbarkeitsstudie zur Instandhaltung<br />
und letztlich auch dem Projektmanagement.<br />
Es war interessant zu sehen, wie groß die Variationsbreite der realisierten<br />
Lösungen ist, obwohl alle Teams mit derselben Aufgabenstellung<br />
aus demselben Baukasten schöpften. Für den Sieg des Pforzheimer<br />
32 develop 3 systems engineering 01 2016
AUS DER<br />
MENSCHEN & UNTERNEHMEN<br />
Bild: GfSE<br />
Arbeitsgruppe auf dem internationalen Workshop von INCOSE in<br />
Los Angeles<br />
Arbeitsgruppen auf dem nationalen GfSE-Workshop in 2016<br />
Bild: GfSE<br />
Teams sprachen die Programmierung der Software sowie eine leistungsfähige<br />
Mensch-Maschine-Schnittstelle. Durch Adaption eines<br />
PS4-Controllers einer Spielkonsole an die Lego-Steuerung konnte der<br />
„Fahrer“ den Roboter deutlich präziser lenken und dadurch mit hoher<br />
Geschwindigkeit fahren und wertvolle Punkte einsammeln. Rüdiger Kaffenberger<br />
aus dem GfSE-Vorstand kündigte an, dass der Wettbewerb<br />
künftig bundesweit ausgeschrieben wird. Das nächste Turnier wird dann<br />
voraussichtlich an der Hochschule München stattfinden.<br />
Internationale und nationale SE Workshops<br />
Die SE-Interessierten treffen sich zweimal im Jahr zu intensiven Workshops.<br />
Der eine findet Ende Januar im internationalen INCOSE-Umfeld<br />
in den USA statt – der Internationale Workshop. In diesem Jahr wurde<br />
der MBSE-Workshop mit in den Internationalen Workshop integriert.<br />
Einige GfSE Mitglieder bringen sich hier aktiv mit Vorträgen und neuen<br />
Entwicklungen ein. Insgesamt gibt es 44 internationale Arbeitsgruppen<br />
zu Prozess, Industrie und Wissensthemen. Dazu gehören 2 spezielle<br />
Initiativen, die sich direkt aus der Vision 2025 ableiten und eine besondere<br />
Aufmerksamkeit bekommen. Es handelt sich um die MBSE-Initiative<br />
und die Standardisierungsinitiative, welche auch einen direkten<br />
Einfluss auf das neue Handbuch Version 4.0 hatten. Als GfSE-Mitglied<br />
ist man übrigens automatisch auch Mitglied bei INCOSE und kann alle<br />
weltweiten Informationen und Vorteile genießen.<br />
Der GfSE-Workshop fand in diesem Jahr am 11. und 12. Februar 2016<br />
in Hannover mit einem neuen Teilnehmerrekord statt. Auch in diesem<br />
Jahr wurden interessante Vorschläge gemacht:<br />
• A: Funktionale Architektur Hausautomatisierung – Weiternutzung<br />
des im Rahmen der FAS-Workshops 2014 & 2015 entwickelten<br />
FAS-Beispielmodells zur Hausautomatisierung für weitere Analysen<br />
und Schritte im Rahmen einer Produktentwicklung.<br />
• B: SysML für sicherheitskritische Systeme – Für die Entwicklung<br />
von <strong>Systems</strong>icherheitsanalysen (System Safety Assessment)<br />
sollte ein mit SysML kompatibles Modell entwickelt werden. Es wurde<br />
untersucht, welche Ansätze hierfür bereits existieren und ob eine<br />
Integration in SysML möglich ist.<br />
• C: PLM4MBSE – Die Arbeitsgruppe PLM4MBSE beschäftigt sich<br />
mit Aspekten der Integration von MBSE und PLM. Dabei ging es einerseits<br />
um die Ausarbeitung von Anforderungen an MBSE-Authoring-Werkzeuge<br />
(SysML, Modelica, etc.) hinsichtlich der Unterstützung<br />
von Entwicklungskollaboration, Modellversionierung, Modellaustausch<br />
und Change Management, umgekehrt auch um Anforderungen<br />
aus dem MBSE an die Architektur und Schnittstellen von<br />
PLM-Systemen für eine disziplinübergreifende Zusammenarbeit.<br />
• D: Deutsches Handbuch – Ziel ist es, das eher normativ ausgerichtete<br />
„INCOSE <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong> Handbook“ und die von der<br />
GfSE herausgegebene deutsche Übersetzung durch ein eigenes<br />
Buch zu ergänzen, welches auch die gelebte Praxis der Industrie im<br />
deutschsprachigen Raum berücksichtigt.<br />
Neben diesen Inhalten, gab es noch administrative Treffen zum SE-Zert,<br />
dem Zertifizierungsprogramm, und das Netzwerken spielte ebenfalls<br />
wieder eine große Rolle.<br />
Der Autor:<br />
Sven-Olaf Schulze, Vorsitzender, GfSE<br />
Zu dieser Rubrik<br />
Die Gesellschaft für <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong> (GfSE) e.V. als deutsches<br />
Chapter des International Council on <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong> (INCOSE) ist<br />
seit 1997 die größte deutschsprachige Interessensvertretung rund um<br />
das Thema <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong>. In der Rubrik<br />
‚Aus der GfSE‘ berichten wir regelmäßig<br />
über aktuelle Aktivitäten und Initiativen. Mitglieder<br />
der GfSE erhalten die develop 3 systems<br />
engineering digital im Rahmen ihrer<br />
Mitgliedschaft über den Newsletter der GfSE.<br />
Zusätzlich besteht die Möglichkeit, ein Printabonnement<br />
zum ermäßigten Mitgliederpreis zu<br />
beziehen. Angaben zu Verfahren und Gutscheincode<br />
finden sich ebenfalls im Newsletter der<br />
GfSE.<br />
www.gfse.de<br />
I N F O<br />
develop 3 systems engineering 01 2016 33
METHODEN<br />
SE-GLOSSAR<br />
SE-GLOSSAR<br />
Begriffe des <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong>s – Teil 5<br />
<strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong> Return on Investment<br />
– oder: Wie viel SE ist notwendig?<br />
<strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong>, Model-Based <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong>, Systemarchitekturen, Prozesse, verschiedene<br />
ISO-Richtlinien – das waren die Themen unseres Glossars zum <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong> im Jahr 2015.<br />
Noch immer steigt das Interesse am Paradigma <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong> (SE) stark; die Anzahl an Evalua -<br />
tionsprojekten und Einführungsprogrammen bringt dies zum Ausdruck. Teilweise berichten die jeweiligen<br />
Unternehmen auch offen über ihre Aktivitäten, beispielsweise am Tag des <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong>s –<br />
TdSE. In diesem Zusammenhang kommt aber insbesondere auf Management-Ebene immer wieder die<br />
Frage auf: „Was bringt mir das und wie viel SE ist notwendig?“<br />
Entwicklungskosten<br />
Quelle: GfSE<br />
Entwicklung Baukastensystem<br />
Produkt 1 Produkt 2 Produkt 3 Produkt 4<br />
Anpassung des Baukastens<br />
Bild 1: Rentabilität eines Baukastensystems als Analogie zur SE-Einführung<br />
Warum eigentlich ein „SE-Return on Investment (RoI)“? Beim<br />
<strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong> (SE) ist die Diskussion über den Wertbeitrag<br />
noch relativ jung: Der Ansatz war durch die anfängliche Anwendung<br />
in sicherheitskritischen und hochkomplexen Systemen der Luft- und<br />
Raumfahrt nicht vordergründig auf den Nachweis von Wirtschaftlichkeit<br />
angewiesen. Hier ging es zurecht in erster Linie um Qualität und Sicherheit.<br />
Erst mit dem aufkommenden Interesse der Privatwirtschaft kam<br />
die Wirtschaftlichkeitsdiskussion auf. Die Bewertung des Wertbeitrags<br />
steckt aber in einem Dilemma: Investitionen in neue Technologien und<br />
Methoden sollen aus Management-Sicht eine möglichst kurze Amortisationszeit<br />
haben: üblicherweise erwartet die Industrie weniger als 24<br />
Monate. SE ist jedoch ein Lebenszyklusansatz, der seine Wirkung langfristig<br />
entfaltet – von der Wiege bis zur Bahre, bspw. bei Marktphasen<br />
von 60 Monaten. Das bedeutet, dass zunächst in frühen Lebenszyklusphasen<br />
ein erhöhter Aufwand einfach akzeptiert werden muss, der sich<br />
aber in späteren Phasen ausgleicht, weil etwa das Produkt im Feld weniger<br />
Ausfälle aufweist. Bei der Bestimmung eines SE-RoI ist nun das<br />
Problem, überhaupt einen geeigneten Ansatz zu identifizieren – alleine<br />
schon bedingt durch die Herausforderungen der Kostenrechnung.<br />
Ein Vergleich: Produktbaukastensysteme<br />
Während beim Thema <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong> die Diskussion um die Notwendigkeit<br />
aufgrund von Vorabinvestitionen sehr penibel geführt wird,<br />
ist die Ausgangslage bei Produktbaukastensystemen nicht anders – deren<br />
Notwendigkeit wird allerdings diskussionslos akzeptiert. Die Einführung<br />
von Baukästen kann zu enormen Rationalisierungsmöglichkeiten<br />
führen – zweifelsfrei. Zur Einführung eines Baukastens sind jedoch erhebliche<br />
Vorleistungen notwendig. Rentabel wird er erst im Verlauf seines<br />
Lebenszyklus, wenn die Summe der Aufwände für die Anpassung<br />
Zeit<br />
geringer ist als die Aufwände für eine jeweilige Neuentwicklung (Bild<br />
1). Das ist mit Risiken verbunden, die allerdings akzeptiert werden. Gerade<br />
deshalb sollte diese Sicht auch für das SE gelten: Zunächst sind die<br />
Aufwände hoch, da die Mannschaft noch nicht eingespielt ist, geschult<br />
werden muss und vielleicht auch die neue Rolle eines <strong>Systems</strong> Engineers<br />
in Ergänzung zum Projektmanager akzeptiert werden muss. Über<br />
die Zeit überwiegen dann aber die Vorteile: Die Kommunikation und Koordination<br />
wird verbessert, die Spezifikationen werden besser und damit<br />
die Fehler geringer – die Kosten sind dann längst eingespielt.<br />
Vorbild für neue Ansätze in der Produktentstehung sind meist die etablierten<br />
Ansätze wie Lean bzw. Six Sigma. Six Sigma verfolgt in seiner Vision<br />
genaugenommen ein Qualitätsniveau von 99,99966 %. Man definiert<br />
dann aber für den jeweils vorliegenden Fall das notwendige Sigma-Niveau.<br />
Bei SE „implementiert“ man jedoch meist unbewusst das<br />
„große Ganze“ – statt ebenfalls für das Unternehmen das richtige Ni-<br />
Zu dieser Rubrik<br />
‚In erster Linie geht es um Kommunikation‘ – das war der Titel der Titelstory<br />
der ersten Ausgabe der develop 3 systems engineering,<br />
die zur SPS IPC Drives 2014 erschien. Tatsächlich wird die Bedeutung<br />
von Kommunikation in Projekten häufig unterschätzt. Projekte sind heute<br />
höchst interdisziplinär und im Regelfall über Zeitzonen, Kulturkreise und<br />
Sprachräume verteilt. Die präzise und konsistente Verwendung von Begriffen<br />
wird somit zur Schlüsselkompetenz. Eine der ersten Aufgaben des<br />
<strong>Systems</strong> Engineers im Projekt ist deshalb die Schaffung eines Vokabulars,<br />
das eine eindeutige Kommunikation fördert. Zur Unterstützung dieser<br />
Aufgabe veröffentlichen wir in enger Zusammenarbeit mit der Gesellschaft<br />
für <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong> (GfSE) e.V. in jeder<br />
Ausgabe der develop 3 systems engineering Definitionen zu relevanten<br />
Begriffen des <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong>s; Ausgangspunkt hierfür ist die<br />
deutsche Übersetzung V. 3.2.2 des Handbuchs <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong> des<br />
International Council on <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong> (INCOSE).<br />
Hinweis: Die hier vorgestellten Definitionen stellen wir bewusst zur Diskussion<br />
– wir freuen uns über Ihr Feedback dazu per Mail an:<br />
d3.redaktion@konradin.de<br />
I N F O<br />
34 develop 3 systems engineering 01 2016
SE-GLOSSAR<br />
SE-GLOSSAR<br />
SAR<br />
SE-GLOSSAR<br />
METHODEN<br />
Bild 2: Kosten- und<br />
Zeitüberschreitungen<br />
in Korrelation mit den<br />
<strong>Systems</strong>-<strong>Engineering</strong>-<br />
Aufwendungen<br />
Quelle: [Hon13]/GfSE<br />
Bild 3: Erweiterte FMEA<br />
zur Bestimmung des SE-<br />
RoI (Beispiel)<br />
Quelle: GfSE<br />
Nr. Funktion Fehlerursache Fehlerfolge B A E RPZ Maßnahme B‘ A‘ E‘ RPZ‘ Aufwand RoI Kommentar<br />
1 Akteure und<br />
Stakeholder<br />
ermittlen<br />
Es werden<br />
Akteure oder<br />
Stakeholder<br />
vergessen<br />
1) Dem System fehlen<br />
Use Cases<br />
2) Für nicht berücksichtigte<br />
Anwender<br />
kann das System<br />
unbrauchbar sein<br />
M1: Systemfunktionalitäten<br />
modular aufbauen<br />
9 6 8 432 M2: System-Review der<br />
Akteure und Stakeholder<br />
M3: Akteure und Stakeholder<br />
ermitteln: Anwender<br />
befragen, Recherchen, …<br />
9 4 4 144 9.600 € 30,0 Kommentar<br />
9 2 1 18 19.200 € 21,6 Kommentar<br />
4 1 1 4‘ 9.600 € 44,6 Kommentar<br />
veau zu bestimmen. Zudem: Six Sigma funktioniert nur, wenn es kontinuierlich<br />
und dauerhaft in dedizierten Six-Sigma-Projekten zum Einsatz<br />
kommt. Mit zahlreichen kleinen Hilfsmitteln werden dann im jeweiligen<br />
Projekt enorme Potentiale frei – ein 5S-Workshop schafft definitiv sofortige<br />
Transparenz. Aber Hand aufs Herz: Ist das wirklich vergleichbar?<br />
Beispielprojekte aus der SE-Community<br />
Im Folgenden ein kleiner Überblick über Projekte, die sich mit dem<br />
Wertbeitrag des SE auseinandergesetzt haben. Bei allen Ansätzen wird<br />
auf die klassischen SE-Prozesse abgezielt (vgl. ISO/IEC 15288). Aufwände<br />
für Projektmanagement-Aktivitäten sind noch nicht einberechnet.<br />
• Beim Luftfahrtunternehmen Boeing wurden für drei gleichzeitig ablaufende<br />
ähnliche Projekte SE-Aktivitäten in unterschiedlichem Umfang<br />
eingesetzt [Fra95] – hier zeigte sich bei erhöhtem SE-Aufwand<br />
ein positiver Einfluss auf die Produktqualität und die Projektlaufzeit.<br />
• Rolls-Royce hat durch den Einsatz von SE in mehreren Testprojekten<br />
eine Reduktion der fehlerbedingten Designänderungen von 30 -<br />
70 % auf etwa 2 % erreicht [DYY+12, S.135].<br />
• In einer quantitativen Studie wurde von Honour die Korrelation von<br />
Budget- und Terminüberschreitungen mit dem investierten SE-Aufwand<br />
untersucht [Hon13]. Das Optimum für SE-Aktivitäten lag bei<br />
etwa 15 % des Projektbudgets; so erreichten die Überschreitungen<br />
ein Minimum (Bild 2). Sowohl weniger als auch mehr Aufwand für<br />
SE führten zu schlechteren Ergebnissen.<br />
Das zeigt: Unternehmen sollten zukünftig bei der Planung von Projektbudgets<br />
umdenken und zu den klassischen Projektmanagement-Aktivitäten<br />
auch Ressourcen für SE einplanen.<br />
Zur Abschätzung des notwendigen Aufwands für SE-Aktivitäten wurden<br />
unterschiedliche Modelle entwickelt. Das „Eine“ existiert jedoch nicht.<br />
Das ist aber auch nicht schlimm, da grundsätzlich unternehmensindividuell<br />
abgewogen werden sollte, „wie viel SE nötig ist“. Das bekannteste<br />
Konzept hierzu ist das CoSysMo – Constructive <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong><br />
Cost Model [Val05]. Es basiert auf den Phasen der ISO/IEC 15288; die<br />
SE-Aktivitäten werden in jeder Phase des Lebenszyklus durchgeführt –<br />
jedoch mit unterschiedlicher Intensität. Dadurch ergibt sich eine Verteilung<br />
des SE-Aufwandes in Personenmonaten im Lebenszyklus und<br />
nach notwendiger Intensität. Ein anderer, pragmatischer Ansatz ist die<br />
Erweiterung der bekannten FMEA zur Bewertung der Rentabilität von<br />
SE-Methoden. Hier werden Prozessschritte analysiert, um präventiv<br />
Fehler bzw. Lücken im Entwicklungsprozess zu erkennen und die Auswirkung<br />
zu bewerten. Dann wird die Höhe des Risikos vor und nach der<br />
Maßnahme mit den Kosten für die Maßnahmen in Relation gesetzt –<br />
Ergebnis: Der RoI für diese Maßnahme (Bild 3) [ESL+13].<br />
<strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong> hat das Potential,<br />
Entwicklung und nahestehende Bereiche zu vereinen<br />
Selten wird wirklich offen über den Nutzen und die implementierte Intensität<br />
von <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong> gesprochen. Viel wichtiger ist aber:<br />
SE hat das Potential, die Entwicklung und nahestehende Bereiche zu<br />
vereinen und bietet ein einheitliches Fundament für alle wesentlichen<br />
Tätigkeiten zur Erfüllung der Kundenbedürfnisse. Erstmals bietet sich<br />
die Chance, mit einem Paradigma alle Stakeholder der Produktentstehung<br />
„an Bord zu holen“ – der Einkauf zieht Nutzen bei der Beschaffung,<br />
der Vertrieb, der Projektleiter, der Fachexperte… Das INCOSE<br />
<strong>Systems</strong>-<strong>Engineering</strong> Center of Excellence (SECOE) untersucht genau<br />
diesen Return-on-Investment des <strong>Systems</strong>-<strong>Engineering</strong> und bestätigt<br />
eine gegenläufige Korrelation zwischen den aufgetretenen Kosten- und<br />
Zeitüberschreitungen von Projekten und dem Aufwand für das <strong>Systems</strong>-<strong>Engineering</strong>.<br />
Die Autoren:<br />
Christian Tschirner und Sascha Ackva<br />
sind Mitglied des Vorstands der GfSE<br />
Literaturverzeichnis<br />
[Fra95] Frantz, W.F. : The Impact of <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong> on Quality and Schedule.<br />
INCOSE International Symposium, 5, 1995<br />
[Hon13] Honour, E.: <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong> Return on Invest.<br />
University of South Australia, Adelaide, 2013<br />
[DYY+12] Dunford, C.; Yearworth, M.; York, D.; Godfrey, P.: A View of <strong>Systems</strong> Practice:<br />
[Val05]<br />
Enabling Quality in Design, Wiley, 2012<br />
Valerdi, R.: The Constructive <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong> Cost Model (CoSysMo),<br />
University of Southern California, Los Angeles, 2005<br />
[ESL+13] Endler, D.; Steffen, D.; Lohberg, A.; Munker, F.: <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong><br />
Return on Investment, TdSE2013, Stuttgart, 2013<br />
develop 3 systems engineering 01 2016 35
METHODEN<br />
SERIE<br />
SERIE<br />
Teil 4: Technologiesprung per Mechatronisierung – Praxisbeispiel Poppe + Potthoff Präzisionsstahlrohre<br />
Kontrollierter Kaltzug<br />
Begriffe des <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong>s - Teil 1<br />
<strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong><br />
Das Familienunternehmen Poppe + Potthoff Präzisionsstahlrohre GmbH macht eine Fertigungslinie für<br />
Präzisionsstahlrohre mit intelligent vernetzter Mess- und Sensortechnik fit für die Zukunft: Industrie 4.0.<br />
Im Rahmen eines Projektes arbeitet das Unternehmen am Technologiesprung für seine Kaltziehbank.<br />
Gemeinsam Das mit Schnittstellen-Management dem Fraunhofer IEM entwickelt bei Softwaretools, Poppe + Potthoff die von ein der Konzept Produktentstehung für die Mechatronisierung<br />
– mit Pionierfunktion die Konstruktion bis für zur den Fertigung gesamten zum Anlagenpark.<br />
Einsatz kommen, ist entscheidend für die Effizi-<br />
über<br />
enz der industriellen Prozesse. Nur ein durchgängiger Informationsaustausch zwischen<br />
den beteiligten Instanzen ermöglicht eine wirtschaftliche Fertigung. Laut dem Verband<br />
Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA) wünschen sich Maschinenhersteller<br />
standardisierte Datenschnittstellen zwischen ERP/PDM, M-CAD Stahlrohr und E-CAD ist nicht sowie gleich E-CAD Stahlrohr: Der spätere Anwendungszweck<br />
10 %. bestimmt die Qualitätsansprüche an das verarbeitete<br />
und SPS-Programmierung. Sie sehen dort Einsparpotenziale bis<br />
Metall genauso wie das Herstellungsverfahren. So werden etwa<br />
Präzisionsstahlrohre mit besonders kleinen Toleranzen durch Kaltzug<br />
gefertigt. Zwischen dem unverarbeiteten Rohling und dem<br />
Chidester (Zuken): Aus unserer Sicht gewinnt die Integration der<br />
maßgeschneiderten<br />
Ott (Aucotec): So vielfältig<br />
Rohr liegt<br />
wie<br />
dabei<br />
die Systeme<br />
eine komplexe<br />
in den verschiedenen<br />
Prozesskette.<br />
Prozesse in den frühen Phasen der Produktentstehung rapide an<br />
„Die<br />
Bereichen<br />
Qualität<br />
sind,<br />
der<br />
so<br />
Endprodukte<br />
vielfältig sind<br />
hängt<br />
auch<br />
maßgeblich<br />
die angebotenen<br />
von einem<br />
Schnittstellen.<br />
Das<br />
reibungslosen<br />
Bedeutung. Der Grund liegt in der allgemein bekannten Verschiebung<br />
der Wertschöpfung von der Mechanik in Richtung Elektronik<br />
Ablauf<br />
potenziert<br />
und<br />
sich<br />
grundlegender<br />
noch einmal<br />
Kenntnis<br />
durch die<br />
der<br />
z.<br />
Einflussfaktoren<br />
T. sehr unterschiedlichen<br />
aus dem Prozess<br />
Arbeitsweisen<br />
ab“, erläutert<br />
und die<br />
Bengt-Hennig<br />
daraus resultierenden<br />
Maas, Technischer<br />
Kundenund<br />
Software. Stand heute gibt es eine ganze Reihe von Schnittstellen<br />
und Integrationsmöglichkeiten, aber nicht alle von ihnen rungen<br />
Leiter<br />
Anforderungen.<br />
bei der Poppe<br />
Generell<br />
+ Potthoff<br />
verzeichnen<br />
Präzisionsstahlrohre<br />
wir über die letzten<br />
GmbH.<br />
Jahre<br />
„Stö-<br />
eine deutliche<br />
an einer<br />
Zunahme<br />
Maschine<br />
an<br />
wirken<br />
Projekten,<br />
sich auf<br />
in<br />
den<br />
denen<br />
Betrieb<br />
eine<br />
anderer<br />
Integration<br />
aus –<br />
werden in den Entwicklungsprozessen der Industrie bereits in dem am mit Ende ERP, PDM stehen und Produktionsfehler M-CAD nicht nur oder angefragt, ungewollte sondern Maschinenstillständgesetzt<br />
durch wird. defekte Dabei sehen Werkzeuge.“ wir die Entwicklung sehr positiv, dass<br />
auch um-<br />
wünschenswerten Ausmaß genutzt. Dies ist in besonderem Maße<br />
im Falle der Software-Entwicklung für programmierbare Steuerungen<br />
der Fall. Die Ursache für diesen Befund findet sich häufig in der scher tegration Komponenten der Disziplinen und setzen. intelligenter Bei SPS- Datenauswertung und Fertigungsunterstüt-<br />
machen es<br />
Prozessstabilität zunehmend auch lautet kleine das und Stichwort. mittelständische Die Einbindung Unternehmen mechatroni-<br />
auf In-<br />
Tatsache begründet, dass von Seiten des Managements dieser Unternehmen<br />
die Kommunikation zwischen den verschiedenen Abtei-<br />
einandergreifen die Systeme weniger im gesamten kundenspezifisch, Fertigungsprozess so kann als eine auch Integration die Pro-<br />
möglich. zung sind Sowohl die Anforderungen Zustand dagegen der einzelnen wesentlich Maschinen homogener und ihr und In -<br />
lungen vielfach noch nicht aktiv forciert wird – denn sie bedeutet duktmerkmale häufig recht einfach müssen mit stetig Bordmitteln überwacht umgesetzt werden. werden. Die Chancen liegen<br />
auf der Hand: Ungeplante Stillstände der Anlage können verhin-<br />
zunächst einen Zusatzaufwand und zusätzliche Kosten, die sich<br />
aber durch einen geringeren Abstimmungsaufwand in späteren dert, Dr. Papenfort Fehler besser (Beckhoff): rückverfolgt Bisher und fehlen der Produktausschuss standardisierte Schnittstellen.<br />
werden. Effektives <strong>Engineering</strong> funktioniert nur, wenn man sich<br />
verringert<br />
Phasen des Produktentstehungsprozesses reduzieren. Mit E3.EDM<br />
für Elektro- und Fluid-<strong>Engineering</strong> haben wir einen wichtigen Baustein<br />
vorgestellt.<br />
Aufrüsten das Format natürlich mit neuen festgelegt Technologien werden. Und es muss unabhängig<br />
Daten in einem gemeinsamen Datenpool teilen kann. Dazu muss<br />
Wie von bei den vielen eingesetzten kleinen und Tools mittleren sein. ERP-Systeme Unternehmen müssen des Maschinen- Aufträge<br />
Eisenbeiss (Siemens): Im Maschinenbau ist diesbezüglich die und einstellen Anlagenbaus können. ist Mechanik- der Maschinenpark und Elektrokonstruktion von Poppe + Potthoff sowie über die<br />
gesamte Bandbreite an Lösungen anzutreffen: Es gibt bereits in Jahrzehnte Softwarekonstruktion gewachsen. müssen Dementsprechend aus diesen Daten vielfältig die Maschine sind die oder vorhandenen<br />
Anlage konstruieren Anlagen. „Unsere können. ‚alten Die Daten Schätzchen‘ müssen sind zwischen produktiv allen und be-<br />
hohem Maße durchgängige Workflows, die Mehrfach-Eingaben<br />
nahezu vermeiden. Es gibt aber auch noch den Papierausdruck, der erfüllen teiligten ihren Programmen Zweck; eine hin komplette und her fließen Erneuerung können. der Nur Anlagen so ist ist paralleles<br />
nicht <strong>Engineering</strong> notwendig möglich. und unter finanziellen Gesichtspunkten nicht<br />
somit<br />
an die Nachbardisziplin weitergereicht wird.<br />
sinnvoll“, erklärt Bengt-Hennig Maas die Ausgangssituation des Unternehmens.<br />
Chidester (Zuken): Bei der Aus schrittweisen unserer Sicht Aufrüstung gewinnt ist die also Integration Kreativität der<br />
Fürnschuß (B&R): Nach unserem Kenntnisstand verwenden 85 %<br />
der Maschinen- und Anlagenbauer keine integrierten Schnittstellen<br />
zwischen M-CAD, E-CAD und SPS-Programmierung oder sie mit Bedeutung. dem Fraunhofer Der Grund IEM liegt integrieren der allgemein Maas und bekannten sein Team nun Verschie-<br />
neue<br />
gefragt Prozesse – und in den eine frühen systematische Phasen der Herangehensweise. Produktentstehung Zusammen rapide an<br />
behelfen sich mit Tabellenexporten. Eine weitere Herausforderung Technologien bung der Wertschöpfung in bestehende von Anlagen. der Mechanik in Richtung Elektronik<br />
sind die <strong>Engineering</strong>-Daten selbst, also die Bauteilebeschreibungen Die und mechatronische Software. Stand Optimierung heute gibt es der eine Prozess- ganze und Reihe Maschinenüberwachunstellen<br />
und erfolgt Integrationsmöglichkeiten, bedarfsgerecht. Nach dem aber Retrofit-Prinzip nicht alle von analysie-<br />
ihnen<br />
von Schnitt-<br />
der einzelnen Anbieter. Eine effiziente Unterstützung des Arbeitsflusses<br />
über die Disziplinen hinweg ist erst dann gegeben, wenn ren werden die Projektpartner, in den Entwicklungsprozessen wo genau eine der Verbesserung Industrie bereits vorhandener in dem<br />
neben integrierten Schnittstellen auch die Bauteilebeschreibungen oder wünschenswerten die Ergänzung Ausmaß neuer Mess- genutzt. und Steuerungstechnik Dies ist in besonderem notwendig Maße<br />
Eine für alle Kaltziehbank <strong>Engineering</strong>- von Poppe Systeme + Potthoff gleichermaßen wird als erste zur einen Verfügung Technologiesprunhen.<br />
Automation im Sinne einer Studio bedarfsgerechten 4 bietet eine Mechatronisierung Round-Trip-Kopplung machen: zu Eplan Sie Möglichen gen der Fall. auszuloten“, Die Ursache berichtet für diesen Dr.-Ing. Befund Christian findet sich Henke, häufig Fraunho-<br />
in der<br />
ste-<br />
ist. im Falle „Bedarfsgerecht der Software-Entwicklung meint für uns nicht, für programmierbare die Grenzen des Steuerun-<br />
technisch<br />
wird<br />
Electric<br />
mess-<br />
P8.<br />
und steuerungstechnisch aufgerüstet<br />
fer Tatsache IEM. „Vielmehr begründet, sollen dass von diejenigen Seiten des Stellhebel Managements angegangen dieser werdenternehmen<br />
die unter die Kommunikation den gegebenen zwischen Rahmenbedingungen den verschiedenen größten Abtei-<br />
Un-<br />
Nutzen lungen stiften.“ vielfach Die noch Referenzanlage nicht aktiv forciert des gemeinsamen wird – denn sie Projekts bedeutet ist<br />
eine zunächst Rohrziehmaschine einen Zusatzaufwand des Unternehmens. und zusätzliche Hier entstehen Kosten, die präzise sich<br />
Sonderanfertigungen.<br />
aber durch einen geringeren Abstimmungsaufwand in späteren<br />
Bild: Poppe + Potthoff<br />
36 develop 3 systems engineering 01 2016
SERIE<br />
SERIE<br />
SERIE<br />
METHODEN<br />
Eine gelungene Kooperation: Poppe<br />
+ Potthoff Präzisionsstahlrohre ist<br />
für Elektro- Partner und Fluid-<strong>Engineering</strong> des Spitzenclusters haben wir einen wichtigen Baustein<br />
vorgestellt. it´s OWL. Von links nach rechts:<br />
T. Lobert, R. Schöwerling, K. Fischer,<br />
B. Maas (Poppe + Potthoff Präzisionsstahlrohre),<br />
(Siemens): Im M. Krüger, Maschinenbau M. Bor-<br />
ist diesbezüglich die<br />
Eisenbeiss<br />
gesamte Bandbreite zykh, L. Weigel, an Lösungen C. Fechtelpeter anzutreffen: Es gibt bereits in<br />
hohem Maße (Fraunhofer durchgängige IEM) Workflows, die Mehrfach-Eingaben<br />
nahezu vermeiden. Es gibt aber auch noch den Papierausdruck, der<br />
an die Nachbardisziplin weitergereicht wird.<br />
Fürnschuß (B&R): Nach unserem Kenntnisstand verwenden 85 %<br />
der Maschinen- und Anlagenbauer keine integrierten Schnittstellen<br />
zwischen M-CAD, E-CAD und SPS-Programmierung oder sie<br />
behelfen sich mit Tabellenexporten. Eine weitere Herausforderung<br />
Ganzheitliches Prozesswissen<br />
sind die <strong>Engineering</strong>-Daten selbst, also die Bauteilebeschreibungen<br />
Grundlage für die bedarfsgerechte Optimierung<br />
der einzelnen<br />
der Steuerungs-<br />
Anbieter.<br />
und<br />
Eine<br />
Messtechnik<br />
effiziente<br />
ist<br />
Unterstützung<br />
eine<br />
des Arbeitsflusses<br />
umfassende<br />
über die<br />
Kenntnis<br />
Disziplinen<br />
über<br />
hinweg<br />
den Produktionsprozess<br />
ist erst dann gegeben, wenn<br />
neben integrierten<br />
sowie seine<br />
Schnittstellen<br />
störenden<br />
auch<br />
und<br />
die<br />
qualitätsbestimmenden<br />
Bauteilebeschreibungen<br />
für alle <strong>Engineering</strong>-<br />
Faktoren.<br />
Systeme<br />
Umfangreiches<br />
gleichermaßen zur Verfügung stehen.<br />
Automation<br />
Prozesswissen schließt<br />
Studio 4<br />
aber<br />
bietet<br />
auch<br />
eine Round-Trip-Kopplung<br />
die Betrachtung<br />
zu Eplan<br />
Electric P8.<br />
der organisatorischen Abläufe und<br />
Abhängigkeiten mit ein:<br />
•<br />
Ott<br />
Für<br />
(Aucotec):<br />
welche Daten<br />
So vielfältig<br />
interessiert<br />
wie<br />
sich<br />
die Systeme<br />
der kaufmännische<br />
in den verschiedenen<br />
Leiter<br />
Bereichen<br />
genau?<br />
sind, so vielfältig sind auch die angebotenen Schnittstellen.<br />
• Welche<br />
Das<br />
Messtechnik<br />
potenziert sich<br />
erlaubt<br />
noch<br />
es,<br />
einmal<br />
Daten für<br />
durch<br />
die<br />
die<br />
unterschiedlichen<br />
z. T. sehr unterschiedlichen<br />
Sichten der Arbeitsweisen jeweiligen Produktionsverantwortlichen und die daraus resultierenden zu erfassen? Kunden-<br />
Die Anforderungen. ganzheitliche Generell Systembetrachtung verzeichnen der wir Referenz-Rohrziehmaschine<br />
eine erarbeitet deutliche das Zunahme Projektteam an Projekten, mithilfe eines denen Prozessmodells. eine Integration „Pro-<br />
über die letzten Jahre<br />
zesswissen mit ERP, PDM spielt und für M-CAD uns eine nicht immer nur angefragt, größere Rolle“, sondern Bengt-Henningesetzt<br />
Maas wird. weiter. Dabei „Dabei sehen wollen wir die wir Entwicklung unsere Mitarbeiter sehr positiv, nicht über-<br />
dass<br />
auch umwachen<br />
zunehmend – vielmehr auch kleine steht und im Vordergrund, mittelständische schnell Unternehmen reagieren zu auf könnetegration<br />
und eine der Disziplinen Datenbasis setzen. für die stetige Bei SPS- Verbesserung und Fertigungsunterstüt-<br />
und Extrapo-<br />
Inlatiozung<br />
sind aus bekannten die Anforderungen Prozessfenstern dagegen hinaus wesentlich zu erhalten.“ homogener und<br />
Nach die Systeme der Analyse weniger des Ist-Zustandes kundenspezifisch, ermittelt so kann das Projektteam, eine Integration welche<br />
häufig weiteren recht einfach Prozessdaten mit Bordmitteln erforderlich umgesetzt sind, werden.<br />
Fertigungspro-<br />
Dr. Papenfort (Beckhoff): Bisher fehlen standardisierte Schnittstellen.<br />
Effektives <strong>Engineering</strong> funktioniert nur, wenn man sich<br />
Daten in einem gemeinsamen Datenpool teilen kann.<br />
I<br />
Dazu<br />
N F Omuss<br />
das Format natürlich festgelegt werden. Und es muss unabhängig<br />
von den eingesetzten Hintergrund Tools sein. ERP-Systeme müssen Aufträge<br />
einstellen können. Mechanik- und Elektrokonstruktion sowie die<br />
Softwarekonstruktion Im Technologie-Netzwerk müssen aus it‘s diesen OWL Daten – Intelligente die Maschine Technische oder<br />
Anlage konstruieren Systeme OstWestfalenLippe können. Die Daten – entwickeln müssen zwischen über 170 Unternehmen<br />
und hin Forschungseinrichtungen und her fließen können. in 46 Projekten Nur so ist ge-paralleles<br />
<strong>Engineering</strong> meinsam möglich. Lösungen für intelligente Produkte und Produkti-<br />
allen beteiligten<br />
Programmen<br />
onssysteme. Das Spektrum reicht von intelligenten Automatisierungs-<br />
und Antriebslösungen über Maschinen, Fahrzeuge<br />
und Hausgeräte bis zu vernetzten Produktionsanlagen. Über<br />
ein innovatives Transferkonzept werden neue Technologien<br />
für eine Vielzahl von – insbesondere kleinen und mittelständischen<br />
– Unternehmen verfügbar gemacht. Ausgezeichnet<br />
TIPP<br />
Mit der Thematik<br />
im Spitzencluster-Wettbewerb des Bundesministeriums<br />
für Bildung und Forschung gilt<br />
beschäftigt sich auch<br />
der it´s OWL VDMA: als eine der größten Initiativen für<br />
Industrie 4.0 in Deutschland.<br />
• http://t1p.de/57ghrung.<br />
www.its-owl.de<br />
Chidester (Zuken): Aus unserer Sicht gewinnt die Integration der<br />
Prozesse in den frühen Phasen der Produktentstehung rapide an<br />
Bedeutung. Der Grund liegt in der allgemein bekannten Verschiebung<br />
der Wertschöpfung von der Mechanik in Richtung Elektronik<br />
und Software. Stand heute gibt es eine ganze Reihe von Schnittstellen<br />
und Integrationsmöglichkeiten, aber nicht alle von ihnen<br />
werden in den Entwicklungsprozessen der Industrie bereits in dem<br />
wünschenswerten Ausmaß genutzt. Dies ist in besonderem Maße<br />
im Falle der Software-Entwicklung für programmierbare Steuerungen<br />
der Fall. Die Ursache für diesen Befund findet sich häufig in der<br />
Tatsache begründet, dass von Seiten des Managements dieser Unternehmen<br />
die Kommunikation zwischen den verschiedenen Abteilungen<br />
vielfach noch nicht aktiv forciert wird – denn sie bedeutet<br />
zunächst einen Zusatzaufwand und zusätzliche Kosten, die sich<br />
aber durch einen geringeren Abstimmungsaufwand in späteren<br />
Phasen des Produktentstehungsprozesses reduzieren. Mit E3.EDM<br />
für Elektro- und Fluid-<strong>Engineering</strong> haben wir einen wichtigen Baustein<br />
vorgestellt.<br />
Eisenbeiss (Siemens): Im Maschinenbau ist diesbezüglich die<br />
gesamte Bandbreite an Lösungen anzutreffen: Es gibt bereits in<br />
hohem Maße durchgängige Workflows, die Mehrfach-Eingaben<br />
zess<br />
nahezu<br />
möglichst<br />
vermeiden.<br />
umfassend<br />
Es gibt aber<br />
zu überwachen.<br />
auch noch den<br />
Dabei<br />
Papierausdruck,<br />
bezieht es Erfahrung<br />
an die und Nachbardisziplin technisches Expertenwissen weitergereicht der wird. Mitarbeiter ein. Verschie-<br />
der<br />
dene Einsatzszenarien zeigen thematisch abgegrenzte Umsetzungsoptionen<br />
Fürnschuß (B&R): auf. Eine Nach Potenziallandkarte unserem Kenntnisstand verdeutlicht verwenden die vielfältigen<br />
der Maschinen- Zusammenhänge und Anlagenbauer und Schnittmengen. keine Am integrierten Ende steht Schnittstel-<br />
eine de-<br />
85 %<br />
taillierte len zwischen Beurteilung M-CAD, aller E-CAD Szenarien. und SPS-Programmierung Kriterien sind die gewünschten oder sie<br />
Funktionalitäten behelfen sich mit und Tabellenexporten. ihre technische Eine Realisierbarkeit weitere Herausforderung<br />
sowie die damit<br />
sind verbundenen die <strong>Engineering</strong>-Daten Aufwände selbst, und der also absehbare die Bauteilebeschreibungen<br />
Zeitkorridor.<br />
der einzelnen Anbieter. Eine effiziente Unterstützung des Arbeitsflusses<br />
über Intelligente die Disziplinen Fabrik hinweg ist erst dann gegeben, wenn<br />
Vision<br />
Für neben die integrierten Kaltziehbank Schnittstellen von Poppe + auch Potthoff die entsteht Bauteilebeschreibungen<br />
im Rahmen des<br />
Projekts für alle <strong>Engineering</strong>- ein detaillierter Systeme Fahrplan gleichermaßen für die bedarfsgerechte zur Verfügung Mechatronisierunghen.<br />
Automation Geeignete Studio zusätzliche 4 bietet eine Sensorik, Round-Trip-Kopplung Steuerung und zu Aktorik Eplan<br />
ste-<br />
werden Electric ausgewählt P8. und mit „einem Preisschild versehen“. Die Rohrziehmaschine<br />
Chidester (Zuken): wird zum Aus Demonstrator unserer Sicht für gewinnt das erarbeitete die Integration Konzept, der<br />
das Prozesse langfristig in den auch frühen auf weitere Phasen Anlagen der Produktentstehung angewendet werden rapide soll. an<br />
„Unsere Bedeutung. Ergebnisse Der Grund haben liegt doppelten in der allgemein Nutzen für bekannten Poppe + Verschiebung<br />
der Christian Wertschöpfung Fechtelpeter, von der Fraunhofer Mechanik IEM. in Richtung „Durch unser Elektronik Kon-<br />
Potthoff“,<br />
erläutert<br />
zept und Software. bauen wir Stand langfristig heute nutzbares gibt eine Prozesswissen ganze Reihe auf von und Schnittstellen<br />
gehen und Integrationsmöglichkeiten, wir in die exemplarische Umsetzung, aber nicht die alle den von direkten ihnen<br />
gleichzeitig<br />
Nutzen werden verdeutlicht.“<br />
in den Entwicklungsprozessen der Industrie bereits in dem<br />
In wünschenswerten der Vision der Industrie Ausmaß 4.0 genutzt. erfolgt die Dies Prozessregelung ist in besonderem Maße intelligenten<br />
im Falle Fabrik der Software-Entwicklung durch autonome Eingriffe für programmierbare der Maschinen Steuerungen<br />
der Fall. Sensor- Die Ursache und Regelungstechnik. für diesen Befund findet Intelligente sich häufig technische in der<br />
auf Basis<br />
vernetzter<br />
Systeme Tatsache begründet, ermöglichen dass eine von Online-Prozess- Seiten des Managements und Zustandsüberwachungternehmen<br />
Mit dem die Kommunikation Projekt unternimmt zwischen Poppe den + Potthoff verschiedenen erste Schritte Abtei-<br />
dieser Un-<br />
zur lungen datentechnischen vielfach noch Erweiterung nicht aktiv forciert seiner Produktion. wird – denn „Industrie sie bedeutet 4.0<br />
in zunächst all seinen einen Facetten Zusatzaufwand gibt es bei uns und heute zusätzliche nicht und Kosten, morgen die sicher<br />
auch aber nicht“, durch so einen Bengt-Henning geringeren Maas Abstimmungsaufwand abschließend. „Wir in sind späteren aber<br />
auf Phasen den des Digitalisierungszug Produktentstehungsprozesses aufgesprungen, reduzieren. können an Mit den E3.EDM technologischen<br />
für Elektro- Neuerungen und Fluid-<strong>Engineering</strong> partizipieren haben und wir uns einen damit wichtigen dem Wettbewerstein<br />
vorgestellt. stellen.“<br />
Bau-<br />
co<br />
Die Eisenbeiss Autorin: (Siemens): Im Maschinenbau ist diesbezüglich die<br />
Kirsten Harting,<br />
Kommunikation Produktentstehung, Fraunhofer IEM<br />
Bild: Poppe + Potthoff<br />
Phase<br />
develop 3 systems engineering 01 2016 37
METHODEN<br />
FORSCHUNG<br />
risch<br />
ne<br />
m<br />
Deduktion<br />
Deduktion<br />
Deduktion<br />
Meta n -<br />
Referenz-<br />
Deduktion Produktmodelle Produktmodelle Deduktion<br />
Produktmodelle Deduktion Reale Produkte<br />
Meta n -<br />
Referenz-<br />
Induktion<br />
Induktion<br />
Induktion<br />
Produktmodelle Produktmodelle Produktmodelle Reale Produkte<br />
generische<br />
Induktion<br />
Induktion<br />
Gesamtheit Induktion<br />
Gesamtheit<br />
Generisch<br />
Sprache<br />
Referenzaller<br />
Modelle<br />
der Produkte<br />
Modelle<br />
generische 1<br />
2<br />
Gesamtheit<br />
Gesamtheit<br />
Sprache<br />
Referenzaller<br />
Modelle<br />
der Produkte<br />
Modelle 4<br />
1<br />
3<br />
Domänenbezogene<br />
5 bezogene<br />
bezogene<br />
Domänen-<br />
Domänen-<br />
Domänenbezogene<br />
Domäne 2<br />
Referenz-<br />
Gesamtheit der<br />
Gesamtheit<br />
Sprache 4<br />
Modelle<br />
Produktmodelle<br />
der Produkte<br />
3<br />
6<br />
Domänen-<br />
Domänenbezogene<br />
7<br />
bezogene<br />
Domänen-<br />
Domänenbezogenbezogene<br />
5<br />
Referenz-<br />
Gesamtheit der<br />
Gesamtheit<br />
Sprache<br />
System-Modellspezifische<br />
Produkt-<br />
Referenz-Produktmodelle<br />
der Produkte<br />
Produktmodelle<br />
Produkte<br />
Reale<br />
System<br />
6<br />
Sprache<br />
modelle<br />
Deduktion<br />
Induktion<br />
Deduktion<br />
Induktion<br />
Bild: IPEK<br />
Induktion<br />
Induktion<br />
Punkt<br />
<strong>Systems</strong>pezifische<br />
Sprache<br />
Instanziierung (formale Spezifikation)<br />
Produktmodelle<br />
Referenz-<br />
Produktmodelle<br />
7<br />
Reale<br />
Produkte<br />
Individualisierung (inhaltsbezogene Spezifikation)<br />
Individualisierung (inhaltsbezogene Spezifikation)<br />
Abbildung 1: Abstraktionsgrade der<br />
Systemmodellierung [Al14] mit Verweisen<br />
(blaue Punkte siehe Nummern im Text)<br />
3<br />
Punkt1 10.12.2013<br />
Model-Based <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong> (MBSE) in der Karlsruher Schule<br />
Instanziierung (formale Spezifikation)<br />
Institut für Produktentwicklung<br />
Fünf Jahre Forschung für die Anwendung<br />
am Karlsruher Institut für Technologie<br />
Institut für Produktentwicklung<br />
am Karlsruher Institut für Technologie<br />
Das International Council of <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong> (INCOSE) versteht die modellbasierte Systementwicklung<br />
(MBSE, engl. Model-Based <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong>) als die Nutzung von durchgängigen Modellen<br />
im Rahmen der Aktivitäten der Systementwicklung (SE, engl. <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong>) [In00]. Im Gegensatz<br />
zu dokumentenbasiertem Vorgehen werden computerinterpretierbare Modelle verwendet. Obwohl<br />
der Mehrwert von MBSE gegenüber klassischen Vorgehensweisen wahrgenommen wird [BC10],<br />
gibt es noch erhebliches Potenzial zur Verbesserung der Anwendbarkeit, des Nutzens und der Erlernbarkeit<br />
[ALR12][AZ13] sowie bei der Integration in die Prozesse und Werkzeuge der Produktentwicklung<br />
[ZI12]. Im Folgenden wird ein Überblick über die Forschungstätigkeiten bezüglich des MBSE im<br />
Rahmen der Karlsruher Schule gegeben, welche die Forschungsergebnisse des IPEK zusammenfasst.<br />
Untersuchungen zeigen, dass in den meisten Fällen Produkte<br />
als Produktgenerationen entwickelt werden. Darunter wird die<br />
Entwicklung einer neuen Generation technischer Produkte verstanden,<br />
die sowohl durch die Anpassung von Teilsystemen als Übernahmevariation<br />
als auch durch eine signifikante Neuentwicklung<br />
von Teilsystemen (als Prinzip- bzw. Gestaltvariation) charakterisiert<br />
ist. Neue Produktgenerationen basieren immer auf Referenzprodukten,<br />
welche die grundsätzliche Struktur beschreiben [ABW15]. Aus<br />
der Perspektive der Produktgenerationsentwicklung ergibt sich die<br />
Möglichkeit, die Systemmodellierung effizienter zu gestalten, indem<br />
nicht auf einem „weißen Blatt“ modelliert wird, sondern auf Modelle<br />
vergangener Produktgenerationen zurückgegriffen wird [Al14]. Albers<br />
et al. haben ein Framework vorgestellt (Abb. 1), in das verschiedene<br />
Modelle bzw. Forschungsarbeiten (vgl. blaue Verweise zu<br />
den folgenden Unterpunkten) eingeordnet werden können [Al14].<br />
Im Folgenden werden einzelne Forschungsarbeiten der Karlsruher<br />
Schule vorgestellt und durch das Einordnen in das Framework in einen<br />
Kontext gebracht. Dazu wird aufgezeigt, wie durch Deduktion<br />
die Sprache für die Anwendung nutzbar gemacht werden kann und<br />
durch Induktion Erkenntnisse für die Weiterentwicklung von Sprachen,<br />
Tools und Methoden gewonnen werden können. Anschließend<br />
wird auf die Übertragung dieser Erkenntnisse in die Lehre eingegangen.<br />
1 Neue Ansätze zur interdisziplinären<br />
Systemmodellierung – SystemSketcher<br />
Basierend auf Umfragen zum Stand des MBSE in der Anwendung<br />
[BC10][ALR12][AZ13] sowie durch eigene Erfahrungen bei der Modellierung<br />
von Batteriesystemen für Elektrofahrzeuge [Mu14] und<br />
eingebetteten Car-to-X-Systemen [Al13] lässt sich ein Forschungsbedarf<br />
an Ansätzen zur interdisziplinären Systemmodellierung mit<br />
Fokus auf die Anwendbarkeit erkennen. Ein Schlüssel scheint hierbei<br />
die Weiterentwicklung der generischen Meta-Systemmodelle<br />
38 develop 3 systems engineering 01 2016
FORSCHUNG<br />
METHODEN<br />
als Sprache und die ganzheitliche, integrative Betrachtung der anderen<br />
beiden Säulen (Methode und Tool) zu sein. Basierend auf einer<br />
detaillierten Analyse bestehender MBSE-Ansätze unter differenzierter<br />
Betrachtung der drei Säulen und unter Einbeziehung gemachter<br />
Erfahrungen bei der Modellierung interdisziplinärer Systeme, wird in<br />
einem empirischen Prozess am IPEK ein neuer MBSE-Ansatz abgeleitet.<br />
Dieser schlanke Ansatz wird SystemSketcher genannt und<br />
dessen Entwicklung laufend unter www.systemsketcher.com publiziert.<br />
SystemSketcher befindet sich aktuell im Prototypenstatus.<br />
[MA15]<br />
2 Modellierung von Zielsystemen<br />
Um sämtliche Aktivitäten rund um das Requirements <strong>Engineering</strong> in<br />
der interdisziplinären Produktentstehung zu unterstützen, wurde<br />
am IPEK eine Methode zur Modellierung von Zielsystemen entwickelt<br />
und in der Praxis erprobt [Eb15]. Die Methode stellt dem Anwender<br />
ein konsistentes Set an Partialmodellen, Elementen und<br />
Relationen zur Verfügung, mit dem Ziel, Anforderungen und Randbedingungen<br />
einschließlich ihrer Wechselwirkungen und Hintergrundinformationen<br />
zu modellieren. So können Wissens- und Definitionslücken<br />
zu Entwicklungszielen erkannt und geschlossen werden.<br />
Außerdem kommen mithilfe der Relationen wichtige Beziehungen<br />
zwischen den Zielsystem-Elementen zum Vorschein, wodurch<br />
die Nachvollziehbarkeit und Durchgängigkeit des Zielsystems steigt.<br />
Die Methode wurde gezielt schlank und anwenderfreundlich gehalten,<br />
um eine hohe Akzeptanz zu erzielen und um den Modellierungsaufwand<br />
in Grenzen zu halten [Eb15]. Bei der Entwicklung von<br />
mechatronischen Produkten in Forschungs- und Industrieprojekten<br />
konnte die Praxistauglichkeit und der Mehrwert des MBSE-Ansatzes<br />
zur Modellierung von Zielsystemen gezeigt werden. Gegenstand<br />
derzeitiger Forschung des IPEK ist die Anwendung der Methode<br />
auf die Zielsystemmodellierung von Baukästen, wobei insbesondere<br />
die Spreizung von Anforderungen an Baukästen sowie stärker<br />
vernetzte Entwicklungsprozesse [Al15b] für zusätzliche Herausforderungen<br />
sorgen. Zudem wird an MBSE-Ansätzen geforscht, die<br />
methodische Unterstützung im Entwicklungsumfeld von <strong>Systems</strong><br />
of <strong>Systems</strong> bieten [AKM14].<br />
3 Kopplung von CAD und SysML<br />
– modellbasierte Funktions-Gestalt-Synthese<br />
Im Maschinenbau sind CAD-Modelle (als domänenspezifische Modelle)<br />
der Stand der Technik zur Modellierung der Systemgestalt. Zur<br />
Kopplung dieser CAD-Modelle mit generischeren, interdisziplinären<br />
Modellen gibt es erste Ansätze auf Toolebene: Beispielhaft sei hier<br />
Catia V6 [KK13] als integrativer Ansatz und das Koppeln mittels ModelCenter<br />
[Wo07] als föderativer Ansatz genannt. Bezüglich der<br />
Kopplung auf Toolebene ist nach Ansicht der Autoren eine intensivere<br />
Betrachtung der Methodik und der Nutzerzentrierung notwendig,<br />
um eine modellbasierte Funktions-Gestalt-Synthese (FGS) [MAK15]<br />
[MA15] zielgerichtet und effektiv durchführen zu können. Im Rahmen<br />
des Forschungsprojektes „Functional Architectures of <strong>Systems</strong><br />
for Mechanical Engineers“ (FAS4M, vgl. [FAS15], Projektpartner:<br />
IPEK, HSU, oose, :em; assoziierter Partner: GfSE) wird die Fragestellung<br />
bearbeitet, wie die FGS modellbasiert und menschzentriert<br />
im Sinne des Advanced <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong> [AL12][AZB12] durchgeführt<br />
werden kann. Der erforschte Ansatz (siehe [Gr14]<br />
[MAK15][Mo15]) basiert auf Funktionsmodellen nach Stand der Forschung<br />
in SysML (vgl. FAS Methode [LW14]) und verbindet diese,<br />
methodisch begleitet, föderativ mit CAD-Modellen: Ausgehend von<br />
modellierten Funktionen und damit vernetzten Anforderungen, Zielen,<br />
Randbedingungen beziehungsweise Anwendungsfällen wird eine<br />
Traceabilitykette zur Gestalt im CAD während der Entwicklung<br />
hergestellt. Hierbei wird zunächst nach prinzipiellen Lösungen gesucht<br />
und die ausgewählten Ideen werden als Konzeptelemente<br />
ausgearbeitet und letztendlich in Komponenten (Baugruppen und<br />
-teile) überführt. Ein besonderer Fokus liegt dabei auf dem Arbeiten<br />
mit freien Skizzen, wie es in der FGS üblich ist [Ha02] und die Kreativität<br />
der Entwickler unterstützt [DG96][Pa05][Fe93][Ha02]. Im neuen<br />
Ansatz werden die grafischen, nichtformalen Inhalte der freien<br />
Skizzen durch formal beschriebene Skizzenbereiche mit den anderen<br />
Modellinhalten verlinkt [Gr14][MAK15][Mo15]. Eine integrierte<br />
Betrachtung der Aspekte zu Sprache, Tool und Methode verspricht<br />
hierbei eine hohe Anwendbarkeit der Forschungsergebnisse. In<br />
kommenden Studien wird dies bei der FGS nach dem FAS4M-Ansatz<br />
validiert: Hierzu werden Entwicklungstätigkeiten in der industriellen<br />
Praxis, die den FAS4M-Ansatz einsetzen, begleitet und untersucht.<br />
4 Erweiterte Anwendungsfallmodellierung<br />
Bei der Entwicklung von komplexen technischen Systemen gibt es<br />
viele Ziele, Randbedingungen und Anforderungen [Eb15]. Ein Großteil<br />
dieser Zielsystemelemente entsteht aus der beabsichtigten Anwendung,<br />
der Benutzung des <strong>Systems</strong> und den Wechselwirkungen<br />
zwischen Bediener, System und Umgebung. Häufig wird dabei von<br />
Anwendungsfällen (engl. use cases) gesprochen. Meist werden sie<br />
abteilungsübergreifend und interdisziplinär genutzt, beispielsweise<br />
vom Marketing analysiert, definiert und von der Entwicklung für eine<br />
kunden- und anwendungsorientierte Entwicklung genutzt. Weiterhin<br />
bilden sie für die Versuchsplanung die Grundlage einer zielgerichteten<br />
Validierung. Die am IPEK entwickelte erweiterte Anwendungsfallbeschreibung<br />
[MSH15] liefert eine durchgängige Vorgehensweise,<br />
die es ermöglicht, Anwendungsfälle methodisch und<br />
messtechnisch unterstützt zu identifizieren und auf unterschiedlichen<br />
Detaillierungsebenen zu beschreiben. Sie ist Teil der entwickelten<br />
SysKIT-Methode [MSS15], mit welcher es möglich ist, die Entwicklung<br />
neuer Produkte zielgerichtet und kundenorientiert zu unterstützen<br />
und den Aufwand bei der Produktgenerationsentwicklung<br />
durch Synergiepotentiale zu reduzieren. Mit der SysKIT-Methode,<br />
erweitert durch die Anwendungsfallbeschreibung, ist eine ganzheitliche<br />
Systemmodellierung möglich. Die vorgeschlagene Modellierung<br />
definiert dazu Stereotypen der SysML zur Unterstützung der<br />
Validierung nach dem XiL-Ansatz [Al15a][AD10] und von Marketing-<br />
Methoden.<br />
develop 3 systems engineering 01 2016 39
METHODEN<br />
FORSCHUNG<br />
Bild: IPEK<br />
Generisch<br />
Baukasten<br />
Deduktion<br />
Deduktion<br />
Domäne<br />
Deduktiv:<br />
Ausleitung<br />
der Konzepte<br />
System<br />
Induktion<br />
Induktion<br />
Induktiv: Meta n -<br />
Produktmodelle<br />
Beschreibung<br />
des Baukastens<br />
Sprache<br />
<strong>Systems</strong>pezifische<br />
Sprache<br />
Domänenbezogene<br />
Sprache<br />
Konzept<br />
Deduktion<br />
Induktion<br />
1<br />
2<br />
3<br />
generische<br />
Referenz-<br />
Modelle<br />
4<br />
Domänenbezogene<br />
Referenz-<br />
Modelle<br />
Produktmodelle<br />
Referenz-<br />
Produktmodelle<br />
Induktion<br />
5<br />
6<br />
Gesamtheit<br />
aller Modelle<br />
Domänenbezogene<br />
Gesamtheit der<br />
Produktmodelle<br />
Induktion<br />
Gesamtheit<br />
der Produkte<br />
7 Modellbasierte Unterstützung<br />
der Serienentwicklung von Fahrzeugsystemen<br />
In einem weiteren Projekt mit einem Automobilhersteller wird der<br />
Einsatz von SysML-Modellen in der Serienentwicklung von Fahrzeugsystemen<br />
am Beispiel von Triebstrang-Komponenten auf Praxistauglichkeit<br />
untersucht [Al15b]. Diese SysML-Modelle ergänzen<br />
die bereits zum Einsatz kommenden Produktmodelle (u.a. CAD-System,<br />
Anforderungsmanagement-Tools) und beinhalten die funktionale<br />
Architektur sowie den Funktions-Gestalt-Zusammenhang des<br />
zu entwickelnden <strong>Systems</strong>. Zur Modellierung wurde die Modellierungstechnik<br />
von Zingel [ZI12] eingesetzt. Durch die SysML-Produkt-<br />
Modelle (vgl. Abb. 1) soll zum einen das Systemverständnis aller<br />
Mitglieder des Entwicklerteams gesteigert werden, da mithilfe der<br />
funktionalen Architektur komplexe Wirk-Zusammenhänge leichter<br />
erkannt werden können. Zum anderen kann relevantes Wissen, das<br />
in der Entwicklung vorangegangener Produktgenerationen zu Lösungsprinzipien<br />
und Gestaltmodellierung angefallen ist, in Referenz-<br />
Produkt-Modellen (vgl. Abb. 1) gespeichert werden. So gelingt es,<br />
einen modellbasierten Wissensmanagement-Ansatz im Unternehmen<br />
einzuführen, der Informationen wie Best Practices den Entwicklern<br />
an einem zentralen Speicherort zur Verfügung stellt. Diese<br />
Referenz-Produkt-Modelle können als Ausgangsbasis für Produkt-<br />
Modelle künftiger Produktgenerationen dienen, wodurch der Wissenstransfer<br />
von Produktgeneration zu Produktgeneration automa-<br />
Deduktion Produktmodell Deduktion<br />
Referenz-<br />
Produktmodelle Referenzmodell Produktmodelle Reale Produkte<br />
Domänenbezogene<br />
Gesamtheit<br />
der Produkte<br />
Reale<br />
Produkte<br />
Abbildung 2:<br />
Wechselwirkungen<br />
zwischen<br />
Baukastenentwicklung<br />
und<br />
Produktentwicklung<br />
(links); Modell<br />
von Baukasten<br />
und Produkt<br />
(rechts) [Al15b]<br />
6 Unterstützung der frühen Phase<br />
der Baukastenentwicklung<br />
Die Baukastenentwicklung wird mit dem Ziel eingesetzt, dem Kunden<br />
eine große Produktvielfalt anzubieten, diese aber auf Basis weniger<br />
Module zu schaffen. Dies senkt die Produktkosten durch Skaleneffekte<br />
in der Produktion. Gleichzeitig führt es jedoch zu zusätzlichen<br />
Herausforderungen in der Produktentwicklung. Ein Beispiel<br />
hierfür ist, dass die Produkte häufig zu unterschiedlichen Zeitpunkten<br />
auf dem Markt eingeführt werden. Dies führt dazu, dass Anfor-<br />
5 Modellbasierte Entwicklung<br />
derungen der unterschiedlichen Produkte an die Module in einer früheren<br />
und damit unsichereren Phase betrachtet werden müssen<br />
von <strong>Systems</strong>-of-<strong>Systems</strong><br />
Punkt<br />
Im Rahmen eines kooperativen Forschungsprojektes Instanziierung des IPEK wird (formale Spezifikation) [ABS14]. Deshalb ist es zielführend, sowohl die Baukastenentwicklung<br />
als auch die Entwicklung der Produkte parallel voranzutreiben<br />
der Einsatz von modellbasierten Methoden in der Entwicklung von<br />
<strong>Systems</strong>-of-<strong>Systems</strong> (SoS) bei einem Automobilhersteller im Kontext<br />
des vernetzten Fahrzeugs (engl. „Connected Car“) untersucht. es notwendig in einem Modell sowohl den Baukasten als Domäne<br />
(vgl Abb. 2, links). Um diese konsistent modellieren zu können, ist<br />
Bei 1 einem 10.12.2013 SoS interagiert eine Vielzahl von heterogenen Einzelsystemen<br />
(z.B. Fahrzeug, Smartphone u.v.m.), welche zu einem Ge-<br />
werden, dass beide auf einem ähnlichen am Karlsruher Institut für Technologie Referenz-Systemmodell<br />
als auch das Produkt zu modellieren. Dies kann dadurch unterstützt<br />
Institut für Produktentwicklung<br />
samtverbund integriert werden. Diese Einzelsysteme operieren unabhängig,<br />
haben eigenständige Ziele und werden von unterschiedlilung<br />
von Fahrzeugen in einem Projekt mit einem Automobilherstel-<br />
basieren. Dieses Vorgehen wurde anhand der Baukastenentwick-<br />
10.12.2013 chen, interdisziplinären Parteien entwickelt. Dadurch können Inkonsistenzen<br />
oder Konflikte zwischen den Zielsystemen der Einzelsys-<br />
Baukasten als auch die dazugehörigen Produkte konsistent am Karlsruher Institut für model-<br />
Technologie<br />
ler untersucht (vgl. Abb. 2, rechts) [Al15b]. So kann sowohl der<br />
Institut für Produktentwicklung<br />
teme und dem Zielsystem des System-of-<strong>Systems</strong> auftreten. Aussagen<br />
über Auswirkungen auf den SoS-Gesamtverbund bei Ändeliert<br />
und mit entsprechenden Sichten ausgeleitet werden.<br />
rungen an einem Einzelsystem sind nur schwer möglich. Diesen Herausforderungen<br />
wird in diesem Forschungsprojekt mit einer durchgängigen,<br />
disziplinübergreifenden Systemmodellierung begegnet.<br />
Dazu wurde ein neuer Ansatz entwickelt, der die Zielsystembildung<br />
von <strong>Systems</strong>-of-<strong>Systems</strong> durch ein Vorgehens- und Referenzmodell<br />
unterstützt [AKM14]. Der gesamte Entwicklungsprozess wird dabei<br />
Top-Down durch eine Funktionszuordnung zwischen SoS- und Einzelsystem-Ebene<br />
im SysML-Modell unterstützt. Albers und Lohmeyer<br />
sprechen in diesem Zusammenhang von vertikaler und horizontaler<br />
Durchgängigkeit [AL12]. Die SysML wurde dazu um neue Stereotypen<br />
zur Modellierung von <strong>Systems</strong>-of-<strong>Systems</strong> erweitert<br />
[AKM14].<br />
7<br />
Individualisierung (inhaltsbezogene Spezifikation)<br />
40 develop 3 systems engineering 01 2016
FORSCHUNG<br />
METHODEN<br />
Kontakt<br />
I N F O<br />
IPEK – Institut für Produktentwicklung<br />
am Karlsruher Institut für Technologie (KIT)<br />
Karlsruhe<br />
Albert Albers<br />
albert.albers@kit.edu<br />
tisch erfolgt [Al15b]. Derzeit werden die SysML-Modelle einem umfangreichen<br />
Praxistest unterzogen, der insbesondere die Akzeptanz<br />
der Entwickler sowie den entstehenden Aufwand aufgrund der Einführung<br />
von SysML in der Serienentwicklung zutage fördert.<br />
Zukünftige Forschung<br />
für die Umsetzung der Vision MBSE<br />
In zukünftigen Forschungsvorhaben wird das IPEK daran arbeiten,<br />
die Verbreitung der MBSE in der praktischen Anwendung zu verbessern.<br />
Vor allem im Bereich der Produktentwicklung mit hohem Anteil<br />
an klassischem Maschinenbau sehen die Autoren weiteren Entwicklungsbedarf.<br />
Hierzu muss die Akzeptanz, Skalierbarkeit sowie<br />
auch die Durchgängigkeit und Konsistenz [AL12] verbessert und der<br />
erkennbare Mehrwert gesteigert werden. Zum Erreichen dieser Ziele<br />
muss zum einen die Flexibilität von Sprachen, Methoden und<br />
Tools verbessert werden, so dass diese je nach Anwendungsfall individuell<br />
und ohne größeren Anpassungsaufwand eingesetzt werden<br />
können. Durch die Anwendung der Forschungsergebnisse in<br />
Lehre und industrieller Praxis werden entscheidende Erkenntnisse<br />
für die Weiterentwicklung von Sprachen, Methoden und Tools gemacht.<br />
Zudem werden in zukünftigen Arbeiten die vorhandenen und<br />
etablierten Ansätze der Produktentwicklung einbezogen, um den<br />
Mehrwert des MBSE in Unternehmen zu steigern. Dadurch werden<br />
Synergien genutzt und Doppelarbeit minimiert. Das IPEK wird demnach<br />
die Forschung an weiteren Schnittstellen zwischen disziplinspezifischen<br />
Ansätzen & Tools und der interdisziplinären Modellierung<br />
mit allen Aspekten des Modeling-Triples vorantreiben. Hierdurch<br />
werden die Zielgrößen Durchgängigkeit und Konsistenz<br />
adressiert. Um diesen Mehrwert in Unternehmen etablieren zu können,<br />
wird es zielführend sein, Referenz-Systemmodelle zu erstellen,<br />
die es künftig erlauben, effizient Modelle neuer Produktgenerationen<br />
auszuleiten und nur die Neuentwicklungsanteile im Modell zu<br />
ergänzen. Auf diese Weise können induktiv Erkenntnisse für Referenz-<br />
und Metamodelle gewonnen werden und diese deduktiv in<br />
folgenden Produktentwicklungen angewendet werden. Um diese<br />
Themen erfolgreich bedienen zu können, ist die Zusammenarbeit<br />
mit kompetenten Partnern aus Industrie und Wissenschaft unabdingbar.<br />
Hierbei werden zukünftig Kooperationen mit Partnern aus<br />
unterschiedlichen Disziplinen weiter ausgebaut und bestehende erfolgreiche<br />
Kooperationen gestärkt.<br />
co<br />
Die Autoren:<br />
Albert Albers, Sven Matthiesen, Nikola Bursac, Georg Moeser,<br />
Simon Klingler, Sebastian Schmidt, Florian Munker, Helmut<br />
Scherer, Armin Kurrle; IPEK<br />
Literaturverzeichnis<br />
[ABS14] Albers, A.; Bursac, N.; Scherer, H.: Modelbased <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong> zur Unterstützung<br />
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und Herausforderungen aus einer entwicklungsmethodischen Perspektive.<br />
In: Konferenzband Stuttgarter Symposium für Produktentwicklung.<br />
Stuttgart, 2015<br />
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von <strong>Systems</strong>-of-<strong>Systems</strong> am Beispiel des vernetzten Fahrzeugs. In: Maurer,<br />
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Verlag, 2014<br />
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[AZB12] Albers, A.; Zingel, C.; Behrendt, M.: Advanced <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong>. In: VDI<br />
(Hrsg.) KONSTRUKTION (2012), Nr. 11/12-2012, S. 69-70<br />
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Smart Product <strong>Engineering</strong>, Lecture Notes in Production <strong>Engineering</strong> :<br />
Springer Berlin Heidelberg, 2013<br />
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[Al14]<br />
[Al13]<br />
[Al15b]<br />
[BC10]<br />
[DG96]<br />
[Eb15]<br />
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Albers, A. et. al.: Abstraktionsgrade der Systemmodellierung. In: Tag des<br />
<strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong> 2014 : Carl Hanser Verlag, 2014<br />
Albers, A. et. al.: Integrative Systemmodellierung von Hardware- und Softwarekomponenten<br />
in SysML am Beispiel eines innovativen Datengateways. In: Tag<br />
des <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong> 2013. München : Carl Hanser Verlag München, 2013<br />
Albers, A. et. al.: Model Based <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong> in Construction Kit<br />
Development – Two Case Studies. In: Proceedings of the CIRP 25th Design<br />
Conference. Haifa, 2015<br />
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In: 8th Conference on <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong> Research 2010. Hoboken,<br />
USA. Bd. 1, 2010<br />
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1996<br />
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Dissertation, Forschungsberichte IPEK, Band 85, 2015<br />
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Engineers. URL http://fas4m.de. – abgerufen 2015-06-09<br />
[Fe93]<br />
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Ferguson, E.: <strong>Engineering</strong> and the mind’s eye. 2. Aufl.. Cambridge, MIT Press,<br />
1993<br />
Grundel, M. et. al.: FAS4M – No more: „Please mind the gap!“. In: Tag des<br />
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vdf Hochschulverl. an der ETH, 2002<br />
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[KK13]<br />
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on RFLP Using V6. In: Smart Product <strong>Engineering</strong>. Springer Berlin Heidelberg,<br />
2013, S. 93-102<br />
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2015: Proceedings of the 26th Symposium Design For X (submitted).<br />
Herrsching, 2015<br />
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Ansatzes zur interdisziplinären Systemmodellierung. In: Tag des <strong>Systems</strong><br />
<strong>Engineering</strong>. Ulm, 2015<br />
[Pa05] Pache, M.: Sketching for conceptual design: empirical results and future tools.<br />
München, Verl. Dr. Hut, 2005.<br />
[Wo07] Woyak, S.: CAD Fusion: Bridging the Handoff from Conceptual to Preliminary<br />
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Design, 2007<br />
Zingel, C. et. al.: Experiences and Advancements from One Year of Explorative<br />
Application of an Integrated Model-Based Development Technique Using<br />
C&C2-A in SysML. In: Engineers, I.-I. A. of (Hrsg.) International Journal of<br />
Computer Science Bd. 34-39 (2012), Nr. 2, S. 165-181<br />
develop 3 systems engineering 01 2016 41
TOOLS<br />
SYSTEMENTWICKLUNG/CAD<br />
SEAP 4.0 zielt darauf ab, das<br />
durchgängige <strong>Engineering</strong><br />
am Beispiel eines Schaltschranks<br />
zu realisieren<br />
Kontakt<br />
Phoenix Contact Deutschland GmbH<br />
Blomberg<br />
Tel. 052 35/3-1 20 00<br />
www.phoenixcontact.de<br />
I N F O<br />
Informationen zum Thema:<br />
www.seap40.de<br />
t1p.de/p2z3<br />
Bilder: Phoenix Contact<br />
Kooperationsprojekt „Smart <strong>Engineering</strong> and Production 4.0”<br />
Neue Lösungswege aufzeigen<br />
Auf der Hannover Messe 2015 stellten die Unternehmen Eplan, Phoenix Contact und Rittal ihr Kooperationsprojekt<br />
„Smart <strong>Engineering</strong> and Production 4.0 (SEAP 4.0)“ vor. Mittlerweile ist fast ein Jahr vergangen,<br />
in dem die Partner weiter an der Verwirklichung eines durchgängigen <strong>Engineering</strong>s gearbeitet<br />
haben. Die Ergebnisse werden Ende April 2016 wiederum in Hannover präsentiert.<br />
Bild: Phoenix Contact<br />
SEAP 4.0 zielt darauf ab, das durchgängige <strong>Engineering</strong> am Beispiel<br />
eines Schaltschranks zu realisieren. Dabei warten die Projektpartner<br />
nicht die Standardisierung ab, sondern zeigen mit ihrer<br />
Umsetzung Lösungswege auf. Eine Herausforderung in der heutigen<br />
<strong>Engineering</strong>-Kette besteht darin, dass die unterschiedlichen<br />
Werkzeuge über kein gemeinsames Datenformat verfügen. Oft sind<br />
die vorhandenen Schnittstellen nicht bidirektional nutzbar und Änderungen<br />
in einem Projekt müssen manuell in den <strong>Engineering</strong>-Werkzeugen<br />
nachgepflegt werden. Im Rahmen des SEAP-4.0-Projekts<br />
haben die Beteiligten daher eine Lösung erarbeitet, die sich aus<br />
mehreren Schritten zusammensetzt. Im ersten Schritt fertigt der<br />
Hersteller schon beim Entwurf seines Produkts – beispielsweise einer<br />
Reihenklemme – eine standardisierte digitale Beschreibung der<br />
Komponente an und es entsteht ein digitaler Artikel. Die digitale Beschreibung<br />
lässt sich dann in den <strong>Engineering</strong>-Tools verwenden, um<br />
ein komplexes Produkt wie den Schaltschrank, der aus einer Kombi-<br />
Der Autor:<br />
Olaf Graeser ist Mitarbeiter im Technology<br />
Development Industrial Automation des<br />
Geschäftsbereichs Manufacturing Solutions bei<br />
Phoenix Contact GmbH & Co. KG in Blomberg<br />
nation vieler unterschiedlicher Geräte besteht, zu planen. Aus diesem<br />
zweiten Schritt – dem Schaltschrank-<strong>Engineering</strong> – resultiert<br />
ebenfalls eine digitale Produktbeschreibung. Diese kann nun für die<br />
Fertigung sowie das gesamte Lifecycle-Management, also bis zur<br />
Entsorgung des Schaltschranks genutzt werden.<br />
Einbindung von eCl@ss-Advanced-Beschreibungen<br />
Zum Importieren der digitalen Produktbeschreibung in das <strong>Engineering</strong>-Werkzeug<br />
haben die Projektpartner bislang auf eCl@ss in der<br />
Basic-Variante zurückgegriffen, die eine flache Merkmalsleiste bietet.<br />
Jetzt lassen sich auch eCl@ss-Advanced-Beschreibungen einbinden,<br />
die aufgrund von Strukturelementen wie Kardinalitäten und<br />
Polymorphismen eine vollständigere Darstellung ermöglichen. Der<br />
Export einer digitalen Produktbeschreibung aus dem <strong>Engineering</strong>-<br />
Tool erfolgt bereits mit dem Datenformat AutomationML. Allerdings<br />
beschränkte er sich im SEAP-4.0-Projekt bisher auf die Beschreibung<br />
einzelner bestückter Tragschienen. Deshalb haben die Projektpartner<br />
die Export-Schnittstelle überarbeitet. Sie beinhaltet zukünftig<br />
auch die Positionierung der Komponenten auf der Montageplatte<br />
sowie rudimentäre Verdrahtungsinformationen.<br />
Die Aktivitäten der drei Unternehmen im Bereich der optimierten<br />
Schaltschrank-Entwärmung sind ebenfalls in das Smart <strong>Engineering</strong><br />
eingeflossen. Zu diesem Zweck wurden zahlreiche in Betrieb befindliche<br />
Schaltanlagen hinsichtlich ihrer klimatechnischen Ausle-<br />
42 develop 3 systems engineering 01 2016
SYSTEMENTWICKLUNG/CAD<br />
TOOLS<br />
gung untersucht. Das Ergebnis zeigt, dass bei Schaltschränken mit<br />
Kompressor-Kühlgeräten oft ein Lüftungskurzschluss aufgetreten<br />
ist. Noch häufiger waren die zu kühlenden Teile nicht im Luftstrom<br />
der Kühlgeräte angeordnet. Die Überschreitung der Temperaturen<br />
an den Komponenten im Schaltschrank liegt deshalb meist nicht an<br />
der zu geringen Kälteleistung der Kühlgeräte. Vielmehr resultiert sie<br />
aus der falschen Installation der Produkte im Schaltschrank. Zur korrekten<br />
Gruppierung der Komponenten ist es daher wichtig, dass deren<br />
Herstellerinformationen hinsichtlich der maximalen Verlustleistung<br />
sowie von Mindestabständen und Strömungsrichtungen bei<br />
der Eigenlüftung schon bei der Schaltschrank-Planung zur Verfügung<br />
stehen. Auch diese Daten lassen sich mittels eCl@ss beschreiben.<br />
Nutzung von PDM- und PLM-Systemen<br />
Bis dato hat sich das Kooperationsprojekt „Smart <strong>Engineering</strong> and<br />
Production 4.0“ auf die Erstellung und Verwendung von Datenformaten<br />
konzentriert, die sich für das <strong>Engineering</strong> und die Produktion<br />
eignen. Ein weiterer wesentlicher Aspekt ist die Nutzung eines Produktdaten-<br />
(PDM) oder Produktlebenszyklus-Management-<strong>Systems</strong><br />
(PLM). Eine mögliche Infrastruktur könnte wie folgt aussehen: Bei<br />
einem Kundenbesucht nehmen die Hersteller die Anforderungen an<br />
ihre Komponenten auf. Bereits jetzt können erste Skizzen für ein<br />
neues oder verändertes Produkt entstehen, die sich direkt in ein beliebiges<br />
<strong>Engineering</strong>-Werkzeug (CAx) des Herstellers einpflegen lassen.<br />
Die (Weiter-)Entwicklung des Produkts wird direkt im PLM-System<br />
verwaltet. Die digitalen Artikel werden anschließend aus dem<br />
unternehmenseigenen PLM-System an einen Datenbereitsteller<br />
(Digital Library) exportiert. Dabei kann es sich um einen Web-Service<br />
des Komponentenherstellers oder einen spezialisierten Dienstleister<br />
handeln. Aus der Digital Library können sich nun beliebige<br />
<strong>Engineering</strong>-Werkzeuge – wie ECAD oder MCAD – bedienen. Sie arbeiten<br />
auf einer gemeinsamen Datenbasis – wieder ein PLM-System<br />
–, um die Anforderungen an das Endprodukt – hier der Schaltschrank<br />
– zu erfüllen. Das gleiche PLM-System liefert im Anschluss<br />
auch die für die intelligente Fertigung benötigten Daten in Form der<br />
digitalen Produktbeschreibung (AutomationML und eCl@ss).<br />
Ergebnispräsentation<br />
P L U S<br />
Im Kontext des Zukunftsprojekts Industrie 4.0 präsentieren die Partner<br />
auf der Hannover Messe 2016 die vertikale Integration von Produkt- und<br />
<strong>Engineering</strong>-Daten zur Umsetzung einer intelligenten Fertigung. Die<br />
Kernthemen der durchgängigen Wertschöpfungskette werden durch<br />
neue Konzepte auf Basis digitaler Modelle entlang des Produktlebenszyklus<br />
sowie Aktivitäten für eine optimierte Schaltschrank-Entwärmung<br />
und die Prüfung der Einhaltung von Richtlinien erweitert. Die intelligente<br />
Produktion in Losgröße 1 erfolgt dabei durch die vertikale Integration<br />
durchgängiger Daten vom <strong>Engineering</strong> bis zur Maschine. Die Mensch-<br />
Maschine-Interaktion wird ebenfalls durch Web-basierte Dienste unterstützt,<br />
indem die jeweils erforderlichen Daten und Informationen zum<br />
richtigen Zeitpunkt am richtigen Ort im Netzwerk zur Verfügung stehen.<br />
Der virtuelle Prototyp wird durch eine Kombination aus AutomationML und<br />
eCl@ss beschrieben<br />
Überführung von Richtlinien in eine digitale Form<br />
Beim Schaltschrank-<strong>Engineering</strong> gelten bestimmte Richtlinien und<br />
entsprechende Bestimmungen definieren Schutzziele. So kommt<br />
die DIN EN 61439 für Niederspannungs-Schaltanlagen zur Anwendung,<br />
die jedoch zum Teil erhebliche Interpretationsspielräume<br />
lässt, sodass sie nicht als strenges Regelwerk gelten kann. Das<br />
SEAP-4.0-Projekt beschäftigt sich deshalb auch mit der Frage, ob<br />
Normen zukünftig in eine digitale, eindeutige Form gebracht werden<br />
können. Dann wäre die maschinelle Prüfung eines virtuellen Prototyps<br />
ebenso möglich wie des realen Endprodukts.<br />
Kombination verschiedener Formate<br />
Die Nutzerorganisationen von AutomationML und eCl@ss haben<br />
sich zu einer Arbeitsgruppe zusammengeschlossen, die unter anderem<br />
Kombinationsmöglichkeiten der Formate festlegt. Die Ergebnisse,<br />
bisher auf die Basic-Variante von eCl@ss bezogen, werden im<br />
Whitepaper „AutomationML and eCl@ss Integration“ vorgestellt.<br />
Erste Konzepte zur Verknüpfung von AutomationML und eCl@ss Advanced<br />
werden nun im Rahmen des SEAP-4.0-Projekts erprobt.<br />
Auf der Online-Landkarte der Plattform Industrie 4.0, die von den<br />
Bundesministerien für Wirtschaft und Energie sowie Bildung und<br />
Forschung initiiert wurde, wird Smart <strong>Engineering</strong> and Production<br />
4.0 als Praxisbeispiel aufgeführt, welches das Zukunftsprojekt Industrie<br />
4.0 in Deutschland umsetzt.<br />
develop 3 systems engineering 01 2016 43
TOOLS<br />
PRODUCT LIFECYCLE MANAGEMENT (PLM)<br />
Grafik 1: Beispielprozess<br />
mit systemübergreifenden<br />
Aktivitäten<br />
ohne Systembrüche<br />
dank der cenitCon-<br />
nect-3DExperience-<br />
Schnittstelle<br />
Bild: Cenit<br />
Digitale Transformation: Kosteneffizient und kundennah entwickeln mit PLM und ERP<br />
Das Beste aus zwei Systemen<br />
Die Kundennähe des Tante-Emma-Ladens, die Kostenstruktur des Einweg-Kulis und die Perfektion eines<br />
Premiumfahrzeugs – die industrielle Fertigung der Zukunft muss divergente Leistungsdimensionen<br />
unter einen Hut bringen. Das Softwareangebot für diese Optimierungsaufgaben gibt es bereits. Aber<br />
welche Investition ist die richtige? Und wie sieht eine IT-Landschaft aus, die den Wandel in der digitalen<br />
Transformation begleitet? Mit SAP und 3DExperience kann dies gelingen, wenn jeder Prozessschritt<br />
als Eintrag in den Lebenszyklus in beiden Programmen synchronisiert wird.<br />
Um zu einer hochflexiblen, individuellen und qualitätssicheren<br />
Produktion zu gelangen, benötigt ein Unternehmen idealerweise<br />
eine integrierte IT über alle Aufgabenbereiche hinweg. Von<br />
der Produktidee über die Entwicklung bis hin zur Fertigung bündelt<br />
und verbindet sie alle Informationsdaten. In der bestmöglichen Ausbaustufe<br />
hat das Unternehmen eine vollständige Digitalisierung des<br />
Produkts erreicht, die vom Konzept bis um Upcycling reicht. Integrierte<br />
Systeme und flexible, digital abgebildete Geschäftsprozesse<br />
sind realisiert. Welche Wegstrecke bis zu einem solchen ‚Product<br />
Lifecycle Management 4.0‘ noch vor dem Unternehmen liegt, ist individuell<br />
verschieden und hängt unter anderem von der Branche,<br />
von Prozessen und von der Betriebsgröße ab.<br />
Grundsätzlich lassen sich beim Ist-Zustand der IT-Ausstattung von<br />
Unternehmen zwei Ausprägungen unterscheiden: Es gibt Unternehmen,<br />
die sich darauf konzentriert haben, ihre Programme und die<br />
Der Autor:<br />
Erich Großmann,<br />
Senior Vice President SAP Solutions, Cenit<br />
Datenvernetzung im Bereich Entwicklung und Konstruktion auszubauen,<br />
für andere steht das Produktdatenmanagement im Enter -<br />
prise Resource Planning (ERP) im Mittelpunkt. Entscheidend ist:<br />
Beide Positionierungen können als gute Ausgangslage für die digitale<br />
Transformation der Fertigung genutzt werden. In der designorientierten<br />
<strong>Engineering</strong>-Perspektive wird der Weg zu einem hochflexiblen<br />
Innovationsmodus sichtbar, der zu ideenreichen, marktagilen<br />
und kundennahen Produkten führt; und von einem leistungsfähigen<br />
ERP aus hat das Unternehmen Zugriff auf Stellgrößen wie Kosten<br />
und Qualität.<br />
Strategie für die neue IT<br />
Damit die bereits vorhandenen Stärken der IT erhalten bleiben,<br />
muss die vorhandene Software auf den neusten Stand gebracht<br />
werden. Funktionalitäten, die erst teilweise (oder noch gar nicht)<br />
nutzbar sind, müssen erweitert oder neu implementiert werden.<br />
Dabei stellt sich die Frage, ob ein umfassendes Softwareangebot<br />
mit der darin gegebenen Perspektive auf die Prozesse für das einzelne<br />
Unternehmen als alleinige Lösung ausreicht. Und auch wenn<br />
die aktuelle Gesamtlösung stimmig ist – wird sie das vor dem Hintergrund<br />
der nächsten Disruptionswelle in der Branche auch in Zukunft<br />
bleiben?<br />
44 develop 3 systems engineering 01 2016
PRODUCT LIFECYCLE MANAGEMENT (PLM)<br />
TOOLS<br />
Kontakt<br />
I N F O<br />
Bild: Cenit<br />
Cenit AG, Stuttgart<br />
Tel. +49 711 7825-30<br />
www.cenit.com<br />
Hannover Messe: Halle 6, Stand L30<br />
sowie Mitaussteller Halle 7, Stand C04<br />
Kernfunktionen der Integrationslösung von Cenit: Der bidirektionale, synchrone und asynchrone<br />
Austausch zwischen SAP und der 3DExperience-Plattform umfasst alle Einträge<br />
im Produktlebenszyklus<br />
Details zur Integrationslösung cenitConnect:<br />
http://t1p.de/l3k5<br />
Um mehr Flexibilität zu erreichen, muss eine prozessorientierte<br />
Synchronisation zwischen den zum Einsatz kommenden Lösungen<br />
eingerichtet werden. Ist diese Synchronisation erreicht, kann der<br />
Anwender den Einzel-Prozess jeweils in der Umgebung bedienen,<br />
die der unternehmerischen Ausrichtung am besten entspricht. Änderungen<br />
in der digitalen Abbildung von Prozessen stellen mit diesem<br />
IT-Konzept somit nicht die Gesamtlösung in Frage.<br />
Eine aktuelle Marktaufgabe ist hier die Integration der 3DExperience-Plattform<br />
von Dassault Systèmes in das ERP-Angebot von<br />
SAP. SAP gehört im deutschen Mittelstand zu den Standardanwendungen;<br />
und die leistungsfähige 3DExperience-Plattform mit Softwarelösungen<br />
wie Catia (CAD/CAM/CAE), Delmia (Fabrikplanung)<br />
oder Simulia (Simulation) ist auf die Anforderungen einer Ökonomie<br />
mit digital getriebenen Geschäftsmodellen ausgerichtet. Gerade<br />
Unternehmen in der Rolle eines Innovationsführers sind daher mit<br />
der Einführung der 3DExperience-Plattform vorangegangen. Auch<br />
Zulieferer, die ihrer Stellung als ‚Preferred Partner‘ gerecht werden<br />
wollen, folgen ihren Kunden in die neue Systemwelt.<br />
Damit sind die beiden Puzzlestücke der Prozesssynchronisation gegeben:<br />
SAP und die 3DExperience-Plattform. Bei einem Integrationsprojekt<br />
sind zunächst die Standardprozesse für alle Einträge im<br />
Lebenszyklus eines Produkts zu erarbeiten, also zum Beispiel die<br />
Bestelleingabe oder die Freigabe einer Änderung. Im nächsten<br />
Schritt folgt die eigentliche IT-Integration über eine Softwarelösung.<br />
Die Integrationslösung muss einen bidirektionalen Datenaustausch<br />
zwischen der 3DExperience-Plattform und SAP-PLM sicherstellen.<br />
Über den reinen Datenaustausch hinaus ist zudem eine weitere<br />
Funktionalität gefordert: Die Integration muss es den Nutzern ermöglichen,<br />
durchgängige Geschäftsprozesse über Systemgrenzen<br />
hinweg zu modellieren. Schließt etwa ein Nutzer einen Arbeitsschritt<br />
im CAD-Programm ab, kann in SAP automatisch die Freigabeanforderung<br />
an die richtige Person ausgelöst werden.<br />
Cenit bietet für diese Prozesssynchronisation das Lösungspaket<br />
cenitConnect an. Durch das Softwaretool, das dabei zum Einsatz<br />
kommt, können alle Prozessschritte entweder im SAP-PLM oder in<br />
dem jeweiligen Modul der 3DExperience-Plattform bearbeitet werden.<br />
Grafik 1 zeigt einen beispielhaften Prozessablauf.<br />
Prozess-Schieberegler für das PLM<br />
Jeder Prozessschritt wird durch cenitConnect als Eintrag in den Lebenszyklus<br />
in beiden Programmen synchronisiert. Das verdeutlicht<br />
folgendes Szenario beispielhaft: Eine in SAP eingegebene Änderungsanforderung<br />
‚Materialstärke des Bauteils anpassen‘ liegt – einschließlich<br />
des zugehörigen Änderungsobjektes – zur Bearbeitung in<br />
Catia vor. Nach Freigabe der Änderung im CAD ist das neue Bauteil<br />
in Form einer neuen Dokumentenversion und gegebenenfalls einer<br />
neuen Materialnummer automatisch als Eintrag in der SAP-Stückliste<br />
sichtbar. Der gesamte Änderungsprozess ist zu jedem Zeitpunkt<br />
und in jedem System darüber ‚informiert‘, welche Objekte von der<br />
Änderung betroffen sind.<br />
Mit dieser Lösung kann das Unternehmen eine hohe Prozesssicherheit<br />
und Effizienz erreichen. Beide <strong>Engineering</strong>-Perspektiven kommen<br />
mit ihren jeweiligen Stärken zum Tragen. Die für den einzelnen<br />
Anwender weitgehend unsichtbare cenitConnect-Software funktioniert<br />
wie ein Schieberegler für PLM-Funktionalitäten, der es erlaubt,<br />
problemlos Änderungen im Prozessmanagement umzusetzen. Mit<br />
dieser Flexibilität lässt sich die Fertigung erfolgreich für den kontinuierlichen<br />
Wandel der digitalisierten Wirtschaft einrichten.<br />
Beispiel Maschinenbau<br />
Ein weltweit führender Maschinenbauhersteller hat sich frühzeitig<br />
mit den Chancen und Herausforderungen der digitalen Transformation<br />
beschäftigt. Das Unternehmen strebt eine Positionierung als Fertigungssystemlieferant<br />
für die vernetzte Produktion in der digitalen<br />
Fabrik an. Bei der hierfür notwendigen Weiterentwicklung der IT-<br />
Landschaft für Entwicklung und Konstruktion der Werkzeugmaschinen<br />
setzt das Unternehmen auf Cenit als Partner. Als erstes Etappenziel<br />
ist eine harmonisierte, prozessorientierte Konstruktionsumgebung<br />
ohne Systembrüche zwischen den Lösungen von SAP und<br />
Dassault Systèmes definiert.<br />
Cenit hat hierfür zwischen SAP und 3DExperience einen bidirektionalen<br />
Austausch relevanter Produktdaten eingerichtet. Dabei kam<br />
die Schnittstelle cenitConnect DSX zur Anwendung. Bestehende<br />
Catia-V5-Datensätze wurden zu V6-Datensätzen migriert und systemübergreifende<br />
Geschäftsprozesse mit cenitConnect APM optimiert.<br />
Der internationale Mittelständler hat das Projekt im deutschen<br />
Stammwerk in Süddeutschland umgesetzt. 2016 werden<br />
auch die weltweiten Kunden-Organisationen einbezogen. „Die ersten<br />
Erfahrungen des Kunden seit der Einführung im Sommer 2014<br />
haben gezeigt, wie wichtig die Prozesssynchronisation für die Effizienz<br />
ist“, berichtet abschließend Gregor Fiedler, Senior Consultant<br />
und Projektleiter der Cenit AG für dieses Kundenprojekt. „Der Kunde<br />
setzt diese Flexibilität voraus, um schnell auf neue Anforderungen<br />
reagieren zu können.“<br />
co<br />
develop 3 systems engineering 01 2016 45
TOOLS<br />
ANFORDERUNGSMANAGEMENT<br />
Abbildung 1:<br />
Entwicklung des<br />
ReqIF-Standards,<br />
ProStep iViP Verein,<br />
2015<br />
Bild: ProStep<br />
ReqIF-Standard als Enabler für flexibles Anforderungsmanagement<br />
Nach Mechatronik kommt Cybertronik<br />
Ohne <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong> werden viele Produkte in Zukunft nicht mehr zu entwickeln sein. Dafür<br />
wiederum sind das Management und die Verfolgung von Anforderungen die Dreh- und Angelpunkte.<br />
So ist es kein Wunder, dass der Standard ReqIF für den neutralen Austausch von Anforderungen<br />
gerade jetzt in aller Munde ist. Pilotprojekte von Daimler, Continental und AVL zeigen, dass er<br />
funktioniert. Und analysieren, was noch zu tun ist.<br />
In der Systementwicklung beginnt alles mit der Erfassung der Anforderungen,<br />
die die Grundlage für die Architektur eines <strong>Systems</strong><br />
darstellen. Ohne vollständigen Anforderungskatalog keine Zerlegung<br />
in Funktionen, die dann von verschiedenen Lösungselementen<br />
zu erfüllen sind. Genauso ist es im weiteren Verlauf von zentraler<br />
Bedeutung, an jedem Punkt der Entwicklung nachvollziehen zu<br />
können, auf welche konkrete Anforderung sich ein bestimmter<br />
Schritt bezieht, und ob diese Anforderung durch das betreffende<br />
Element auch erfüllt wird. Traceability nennt sich das in der Fachsprache<br />
der System-Ingenieure. Und je mehr die Systeme im Internet<br />
der Dinge vernetzt zum Einsatz kommen, desto wichtiger wird,<br />
dass diese Traceability auch dann gewährt ist.<br />
Viele Entwicklungsabteilungen in der Industrie, so auch der Automobilindustrie,<br />
sind gerade dabei, ihre Arbeit mehr und mehr auf<br />
<strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong> umzustellen. Modellbasiertes <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong><br />
(MBSE) ist ein Schlagwort, das heute beinahe auf jedem<br />
technischen Kongress zu hören ist. Aber die Realität sieht anders<br />
aus: Tausende von Anforderungen sind in Textdateien abgelegt. Eine<br />
Nachverfolgung der Erfüllung solcher Anforderungen ist fast unmög-<br />
lich. Auch wenn alle Beteiligten natürlich längst mit Softwaresystemen<br />
für Requirements Management (RM) arbeiten, verstehen sich<br />
in der Regel die Tools untereinander nicht. Es gab bis vor einigen<br />
Jahren kein Standardformat, über das sich Anforderungen auf neutralem<br />
Wege austauschen ließen.<br />
Besonders wichtig ist das in der Automobilindustrie und in Industrien<br />
mit ähnlich komplexen Produkten, etwa dem Flugzeug- oder<br />
Schiffbau. Selten sind die Softwarespezialisten alle im eigenen<br />
Haus. Zunehmend ist selbstverständlich, dass sich die Hersteller<br />
auf die Zusammenarbeit mit Partnern (Lieferanten, Joint Ventures,<br />
OEMs) stützen, beispielsweise für Steuergeräte, von denen inzwischen<br />
in einem Fahrzeug der gehobenen Klassen rund einhundert<br />
verbaut sind. Meist arbeiten Entwicklungspartner mit einem anderen<br />
System für Requirements Management. Es kostet Zeit und Nerven,<br />
unter systeminkompatiblen Bedingungen dafür zu sorgen,<br />
dass beide Seiten wissen, was der aktuelle Status ist.<br />
Die Herstellerinitiative Software (HIS) der Automobilindustrie hatte<br />
sich für eine Standardisierung des Austauschs von Anforderungen<br />
stark gemacht. Einige Jahre gab es RIF, aber außerhalb der deutschen<br />
Automotive-Szene wurde er nicht zum anerkannten Standard<br />
entwickelt. Der ProStep iViP Verein war dann in kurzer Zeit sehr erfolgreich.<br />
ReqIF – der Name steht für Requirements Interchange<br />
46 develop 3 systems engineering 01 2016
ANFORDERUNGSMANAGEMENT<br />
TOOLS<br />
Bild: HIS<br />
Abbildung 2: HIS-Prozess auf Basis von ReqIF i. A. an Hersteller Initiative<br />
Software (HIS)<br />
Format – setzte sich im Frühjahr 2011 als internationaler Standard<br />
der Object Management Group (OMG) durch. Und während für Dezember<br />
2015 bereits die ReqIF Version 1.2 angekündigt ist, wurde<br />
die Weiterentwicklung von RIF eingestellt.<br />
Aber wie so oft dauerte es längere Zeit, bis sich erste Unternehmen<br />
an den produktiven Einsatz wagten. Der laufende und erprobte Prozess<br />
reizt zum Verharren in gewohnten Bahnen. Leichter als die großen<br />
Unternehmen der OEMs und der Zulieferbranche taten sich<br />
kleinere Unternehmen und die Forschung. So ist ReqIF schon seit<br />
Jahren Standard beim Entwickeln intelligenter, technischer Systeme<br />
beispielsweise im industriellen Spitzencluster it‘s OWL in Ostwestfalen-Lippe.<br />
Dies ist der einzige von der Bundesregierung anerkannte<br />
Spitzencluster, der sich in seinem Kern dem industriellen <strong>Systems</strong><br />
<strong>Engineering</strong> verschrieben hat. Auch Institute wie das VPE für<br />
virtuelle Produktentwicklung unter Leitung von Prof. Martin Eigner<br />
setzen den Standard schon erfolgreich ein.<br />
Insbesondere Großkonzerne haben in der Regel mit hohen Abstimmungsaufwänden<br />
im Rahmen des Requirements <strong>Engineering</strong> (RE)<br />
zu kämpfen. Die Abstimmung und der Austausch von Produktanforderungen<br />
in globalen Wertschöpfungsnetzwerken mit Entwicklungspartnern<br />
und internationalen Standorten über heterogene RM-<br />
Systemgrenzen hinweg bedingen oft manuelle Arbeitsschritte und<br />
nehmen kostbare Entwicklungszeit in Anspruch. Das neutrale und<br />
international standardisierte Austauschformat ReqIF bietet sich hier<br />
als Schlüssel an, um globale Lokalisierungsstrategien, ein internationales<br />
R&D und eine flexible Integration von Entwicklungspartnern<br />
zu realisieren.<br />
Daimler geht mit Continental und AVL voraus<br />
Dr. Siegmar Haasis, CIO Research and Development Mercedes-<br />
Benz Cars der Daimler AG, gab mit seiner Keynote auf dem ProStep<br />
iViP Symposium 2015 den Anstoß, ReqIF in großem Umfang zu nutzen<br />
und die Austauschprozesse damit zu standardisieren. Im Mai<br />
kündigte er Pilotprojekte mit Zulieferern an. Bereits Ende November<br />
lagen Ergebnisse von zwei Tests vor. Sie wurden mit Continental<br />
und AVL in Angriff genommen. Dafür wurden zwei Szenarien basierend<br />
auf Testdaten sowie auf Echtdaten eines abgeschlossenen<br />
Bremssteuergerät-Projekts verwendet. Getestet wurde, inwieweit<br />
die Tool-Implementierung des Standards fortgeschritten ist und in<br />
welcher Weise existierende Lösungen die Spezifikation des Standards<br />
widerspiegeln. Herauskommen sollte, wie gut und vollständig<br />
die einzelnen Elemente und Datentypen der Norm beim Im-und Export<br />
der verschiedenen Werkzeuge dargestellt und übertragen werden<br />
können. Darüber hinaus wurde analysiert, ob der Standard seinem<br />
Anspruch gerecht wird und die Möglichkeit eines normierten,<br />
weitgehend automatischen Datenaustauschprozesses bietet.<br />
Die Pilotprojekte beinhalteten zwei Austauschvorgänge (sogenannte<br />
Roundtrips) zwischen Daimler und den Zulieferern Continental<br />
und AVL. Ein Roundtrip umfasste dabei folgende Schritte:<br />
• Export der Testdaten einschließlich Statusänderungen und Kommentaren<br />
in eine ReqIF-Austauschdatei durch Daimler<br />
• Import der Daten aus ReqIF zur Bearbeitung der Anforderungen<br />
auf Lieferantenseite (Continental, AVL)<br />
• Export einer bearbeiteten ReqIF-Austauschdatei durch den<br />
Lieferanten<br />
• Re-Import der veränderten Daten bei Daimler<br />
Die im Rahmen der Piloten eingesetzten Werkzeuge sind das bei<br />
Daimler verwendete RM-Tool Doors von IBM und der vom selben<br />
Anbieter stammende Konverter Doors eXchange. Bei Continental<br />
kommt die RM-Lösung Integrity der Firma PTC zum Einsatz, als<br />
Konverter wird der PTC Requirements Connector verwendet. Auch<br />
AVL nutzt PTC Integrity sowie den PTC Requirements Connector,<br />
allerdings in einer anderen Version.<br />
Das erste Ergebnis stand schnell fest: Die ReqIF-Spezifikation selbst<br />
bedarf keiner Änderung. Das Format gestattet den Beteiligten, Anforderungsdaten<br />
und die zugehörigen Attribute, die beispielsweise<br />
der Beschreibung des Bearbeitungsstatus dienen, mit unterschiedlichen<br />
Tools verlustfrei auszutauschen.<br />
Einschränkungen wurden allerdings bei den einzelnen Implementierungen<br />
identifiziert. Nicht alles, was das ReqIF-Format ermöglicht<br />
und eindeutig definiert, kann durch die getesteten Tools verarbeitet<br />
bzw. dargestellt werden. Ursache sind unterschiedliche Tool-Funktionalitäten,<br />
denen kein eindeutiges Mapping zugrunde liegt. Standardisierte<br />
Datenaustauschformate – so auch ReqIF – bilden in jedem<br />
Fall eine Teilmenge von Tool-Funktionalitäten ab und bieten somit<br />
den Vorzug eines kleinsten gemeinsamen Nenners. So gab es etwa<br />
für Überschriften oder Farbdarstellungen nicht immer dieselbe Codierung.<br />
In Einzelfällen wurden OLE-Objekte wie Bilder behandelt,<br />
manche Attribute im ersten Anlauf falsch zugeordnet. Dies sind jedoch<br />
Kleinigkeiten im Vergleich zu den Herausforderungen, die ein<br />
Austausch von Anforderungen ohne Standardformat bereitet.<br />
Letztlich konnten die Roundtrips zwischen Daimler, AVL und Continental<br />
zufriedenstellend abgeschlossen werden. Auch der Test auf<br />
Basis von Echtdaten eines Continental-Bremssteuergeräts verlief<br />
erfolgreich. Requirements-<strong>Engineering</strong>-Prozessketten, die zuvor auf<br />
dem nativen Datenformat eXchange aufsetzten, konnten also erfolgreich<br />
und ohne wesentliche Einschränkungen mit ReqIF realisiert<br />
werden. Die Pilotprojekte zeigen damit einen klaren Weg hin zu<br />
develop 3 systems engineering 01 2016 47
TOOLS<br />
ANFORDERUNGSMANAGEMENT<br />
Abbildung 3: Scope Standardization<br />
Strategy Board inkl. Einordnung der<br />
Eng.-IT Standards, i. A. an<br />
Prof. M. Eigner, 2014<br />
Bild: Eigner<br />
Abbildung 4: Organisation<br />
der ReqIF-Arbeitsgruppen,<br />
ProStep iViP Verein, 2015<br />
Bild: ProStep<br />
effizienten Austauschprozessen ohne manuelle Aufwände, mehr<br />
Unabhängigkeit von RM-Systemen, Vendoren und Entwicklungspartnern<br />
sowie schnelleren und kosteneffizienteren Entwicklungsprozessen.<br />
Standardisiertem Austausch von Anforderungen<br />
auf Basis von ReqIF steht nichts im Wege<br />
Die Pilotprojekte zeigen, dass die Nutzung von ReqIF keineswegs<br />
Einschränkungen hinsichtlich der Vollständigkeit und Aussagefähigkeit<br />
der Daten mit sich bringt. Im Gegenteil. Da es sich um einen<br />
stetig weiter entwickelten, international anerkannten Standard handelt,<br />
lassen sich jetzt auch in globalen Entwicklungsprojekten Requirements<br />
sicher austauschen. Mit der Gewissheit der Partner, dass<br />
sie in ihren Prozessen mit exakt denselben Daten arbeiten.<br />
Daimler stuft ReqIF als strategisch ebenso wichtigen Standard wie<br />
das neutrale CAD-Datenformat JT ein. Die gesammelte Erfahrung<br />
rund um JT gilt dabei als „Blueprint“ für die weitere Etablierung und<br />
Verankerung von ReqIF. Auch deshalb hat sich Daimler für die Bildung<br />
eines Standardization Strategy Boards (SSB) in VDA und Pro -<br />
Step iViP Verein stark gemacht und übernimmt dafür auch gleich die<br />
Leitung. Die ersten Mitglieder stehen bereits fest: BMW, Continental,<br />
Daimler, Ford und Volkswagen sind die Gründungsmitglieder.<br />
AVL, Bosch und Schaeffler haben bereits ihre Mitarbeit und Teilnahme<br />
zugesagt. Neben weiteren Standards wird ReqIF und seine Ver-<br />
breitung eines der ersten Schwerpunktthemen sein. Und der Pro -<br />
Step iViP Verein hat – nicht zuletzt aufgrund der Ergebnisse der Pilotprojekte<br />
– im November die Gründung eines ReqIF-Workflow-Forums<br />
beschlossen. Das Ziel ist die Spezifizierung von Use Cases in<br />
Verbindung mit der Ableitung von Prozessanforderungen gemäß<br />
den Testfällen. Vor allem aber soll es die internationale Anwendungsbasis<br />
deutlich verbeitern. In Kürze wird dazu eine ReqIF-Workflow-Forum-Roadmap<br />
veröffentlicht. Aber auch das ReqIF Implementor<br />
Forum, in dem sich Tool-Hersteller und Dienstleister über<br />
die Implementierung des Standards abstimmen, hat sich neue Ziele<br />
gesetzt. Die Ergebnisse der Pilottests werden in ein Update der<br />
Richtlinien zur Implementierung einfließen, der sogenannten Implementation<br />
Guidelines.<br />
Daimler selbst hat schon den nächsten Schritt vor Augen. ReqIF soll<br />
binnen kurzer Zeit als Werkzeug für den Anforderungsaustausch<br />
qualifiziert werden, einschließlich zugrundegelegter Qualitätskriterien.<br />
Ein Produktiveinsatz und der Rollout von ReqIF ist bei Daimler<br />
bereits für 2016 vorgesehen.<br />
co<br />
Der Autor:<br />
Ulrich Sendler ist Analyst und Betreiber<br />
des PLMportals unter: www.plmportal.org<br />
48 develop 3 systems engineering 01 2016
SYSTEMENTWICKLUNG/SIMULATION<br />
TOOLS<br />
Maplesoft: Erweiterte Bibliotheken und verbesserte Konnektivität in der Werkzeugkette<br />
Erleichterte Modellentwicklung und Einbindung<br />
MapleSim bietet eine Plattform<br />
zur physikalischen Modellierung,<br />
Simulation und Analyse auf Systemebene.<br />
Um die Zeit zur Entwicklung<br />
und Analyse der Modelle<br />
weiter zu verkürzen, hat der Anbieter<br />
Diagnosewerkzeuge, spezielle<br />
Komponentenbibliotheken<br />
und Konnektivitätswerkzeuge ergänzt.<br />
Mittels der Diagnosewerkzeuge<br />
können Ingenieure beispielsweise<br />
mögliche Problemquellen<br />
in ihren Modellen und Simulationen<br />
identifizieren und ihre<br />
Modelle effizienter und robuster<br />
machen. Außerdem gibt es über<br />
50 neue Objekte in den Bibliotheken<br />
für magnetische, thermische<br />
und elektrische Komponenten sowie<br />
Signalblöcke und einen neuen<br />
Verbindungsmanager, mit dem<br />
sich Verbindungen und Schnittstel-<br />
Bild: Maplesoft<br />
lenvariablen leichter nachverfolgen<br />
lassen. Außerdem ist die Konnektivität<br />
in der Werkzeugkette<br />
weiter ausgebaut worden. So gibt<br />
es Verbesserungen beim Maple-<br />
Sim Connector für Simulink und<br />
für FMI, mit dessen Hilfe die Ingenieure<br />
in MapleSim erstellte hochgenaue<br />
Multidomain-Modelle an<br />
andere Modellierungswerkzeuge<br />
übergeben können. Beide Connector-Produkte<br />
bieten jetzt eine<br />
detailliertere Meldung von Laufzeitfehlern<br />
für eine leichtere Fehlersuche<br />
auf der Zielplattform. Als<br />
Teil der neuen Version hat Maplesoft<br />
außerdem ein neues Produkt,<br />
die MapleSim CAD Toolbox, vorgestellt,<br />
die den Ingenieuren dabei<br />
hilft, ihre mechanischen Entwicklungen<br />
besser zu verstehen<br />
und zu optimieren. Mit der Toolbox<br />
lassen sich CAD-Modelle direkt<br />
in MapleSim importieren, um<br />
ihr Verhalten als Teil eines größeren<br />
<strong>Systems</strong> zu untersuchen.<br />
Aktuell hat Maplesoft übrigens<br />
auch eine neue Version von Maple<br />
vorgestellt, der zugrundeliegenden<br />
Mathematiksoftware, mit der<br />
sich mathematische Probleme besonders<br />
einfach analysieren, untersuchen,<br />
visualisieren und lösen<br />
lassen. Maple 2016 ist in allen Bereichen<br />
verbessert worden – es<br />
löst mehr mathematische Probleme<br />
in den Bereichen Differentialgleichungen,<br />
Statistik, Graphentheorie<br />
uvm. Außerdem enthält es<br />
neue Clickable-Math-Optionen,<br />
mit denen sich Operationen über<br />
einen einfachen Mausklick ausführen<br />
lassen, sowie Verbesserungen<br />
der Bedienerfreundlichkeit<br />
in vielen Punkten.<br />
co<br />
www.maplesoft.com<br />
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develop 3 systems engineering 01 2016 49
TOOLS<br />
SYSTEMENTWICKLUNG/SIMULATION<br />
Bild: Ansys<br />
Eine thermische Untersuchung<br />
gibt Ausschluss über<br />
die Leistung eines CPU-Kühlers<br />
– und im Zusammenhang<br />
mit der Evaluierung des<br />
Gesamtsystems über die Zuverlässigkeit<br />
beispielsweise<br />
im Internet der Dinge<br />
Multiphysik: Disziplinübergreifender Ansatz ist Programm<br />
Zuverlässigkeit<br />
wird zum Maß der Dinge im IoT<br />
Themen wie das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) haben auch auf die Entwicklung soge -<br />
nannter ‚smarter Geräte‘ einen großen Einfluss. Selbst wenn es nur Daten sind, auf deren Basis weitreichende<br />
Entscheidungen getroffen werden, so müssen diese Daten doch entsprechend zuverlässig<br />
bereitgestellt werden. Das bedeutet, dass bereits während der Produktentwicklung elektrische, thermische<br />
und strukturelle Aufgabenstellungen gekoppelt zu betrachten sind. Als Multiphysiktool bietet<br />
sich hier Ansys 17.0 an, das mit dem neuen Release auch die Modellierungssprache Modelica unterstützt<br />
und damit insbesondere auch den disziplinübergreifenden Systementwurf adressiert.<br />
Von den Verbesserungen bei der Produktentwicklung mit der<br />
neuen Softwareversion Ansys 17.0 profitieren technische Anwender<br />
aller Fachrichtungen – das gilt für Strukturen genauso wie<br />
für Fluide und elektromagnetische Felder bis hin zu ganzen Systemen“,<br />
sagt Dr.-Ing. Georg Scheuerer, Geschäftsführer von Ansys<br />
Germany. Adressiert werden mit der CAE- und Multiphysik-Software<br />
sowohl smarte Geräte als auch selbstfahrende Fahrzeuge<br />
oder energieeffizientere Maschinen. Ein Fokus bleibt dabei stets erhalten:<br />
„Die Software liefert Lösungen schneller, so dass Ingenieure<br />
und Entwickler besser informierte Entscheidungen frühzeitiger im<br />
Produktentwicklungszyklus treffen können.“<br />
Angesichts der zunehmenden Komplexität moderner Produkte mit<br />
Anteilen von Mechanik, Elektrotechnik und Software (wobei insbesondere<br />
der Softwareanteil stetig steigt) bietet Ansys 17.0 den Herstellern<br />
kompletter Systeme die Möglichkeit, nicht nur physikalische<br />
Modelle zu simulieren, sondern auch Modelle für Embedded-Systeme<br />
und Embedded-Software zu untersuchen. Auch solche Systeme<br />
lassen sich auf diese Weise virtuell simulieren und testen – was den<br />
Aufwand in der Produktentwicklung weiter reduziert. Die engere Integration<br />
von Halbleiter- und Elektronik-Simulationslösungen bietet<br />
dem Anwender die Chance, einen umfassenden Chip-Package-System-Design-Workflow<br />
zu realisieren: Automatisierte thermische<br />
Analysen und integrierte Strukturanalysen bilden eine Chip- und<br />
System-bezogene Simulationslösung, mit der sich beispielsweise<br />
kleinere Schaltungen mit höherer Leistungsdichte schneller zur<br />
Marktreife bringen lassen.<br />
Wechselwirkung zwischen Hard- und Software<br />
Bereits mit der Vorgänger-Version hatten die Entwickler ihr Augenmerk<br />
auf die Validierung kompletter virtueller Prototypen und damit<br />
verbunden neue technische Herausforderungen gelegt – und speziell<br />
das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) und Embedded-<br />
Software genannt. Interessant ist dabei vor allem die Simulation der<br />
Wechselwirkung zwischen Hard- und Software, die für smarte Produkte<br />
und das Internet der Dinge essentiell ist. „Nur das effiziente<br />
Zusammenspiel von Hard- und Software wird es uns ermöglichen,<br />
die Potenziale des Internets der Dinge zu nutzen“, betont Sudhir<br />
Sharma, Director High Tech Industry Strategy and Marketing bei Ansys<br />
in Canonsburg, Pennsylvania/USA. Ein gutes Beispiel seien GEs<br />
Windkraftanlagen mit integriertem Stromspeicher – ein Weg, den<br />
Nachteil der schwankenden Stromproduktion in den Griff zu bekommen.<br />
„Das Windrad nutzt hochentwickelte Software-Algorithmen<br />
um mit anderen Anlagen im Verbund zu kommunizieren, um Energie<br />
zu speichern und bedarfsgerecht zu liefern.“<br />
Gerade auch die Realisierung vernetzter Geräte – die ihren Ausdruck<br />
im Internet der Dinge findet – erfordert einen hohen Standard be-<br />
50 develop 3 systems engineering 01 2016
SYSTEMENTWICKLUNG/SIMULATION<br />
TOOLS<br />
Bild: Ansys<br />
Bild: Ansys<br />
Mit Release 16.0 wurde der ‚Ansys Electronics Desktop‘ eingeführt, in dem<br />
speziell für Hochfrequenzelektronik alle Tools für die Simulation zusammengefasst<br />
sind<br />
züglich der Zuverlässigkeit von Hard- und Software. Ansys bietet<br />
hier Möglichkeiten zur Verifizierung der Zuverlässigkeit und Leistung<br />
der Elektronik während des gesamten Designprozesses und in den<br />
komplexen Supply Chains der Elektronikindustrie. „IoT-Geräte müssen<br />
sehr zuverlässig sein, sowohl bezüglich elektrischer, thermischer<br />
als auch struktureller Aspekte“, so Sharma weiter. „Wenn diese<br />
Geräte Daten liefern, auf deren Basis wichtige Entscheidungen<br />
getroffen werden oder sie gar selbstständig diese treffen, dann<br />
müssen sie fehlerfrei arbeiten!“ Ein implantiertes medizinisches<br />
Gerät, das Daten zuverlässig aufzeichnen soll, muss beispielsweise<br />
mit einer langlebigen Batterie ausgestattet sein. Diese muss sich einerseits<br />
leicht drahtlos laden lassen, darf andererseits aber auch<br />
„Die Ingenieure müssen dem<br />
Gesamtsystem noch mehr Aufmerksamkeit<br />
widmen – und dazu<br />
elektrische, thermische und<br />
strukturelle Aufgabenstellungen<br />
gekoppelt simulieren.“<br />
das menschliche Gewebe nicht durch elektrische Signale, Wärmeabgabe<br />
oder strukturelle Defekte schädigen. „Solche Aspekte werden<br />
in der Produktentwicklung immer wichtiger“, erläutert Sharma. „Die<br />
Ingenieure müssen dem Gesamtsystem noch mehr Aufmerksamkeit<br />
widmen – und dazu elektrische, thermische und strukturelle<br />
Aufgabenstellungen gekoppelt simulieren.“ Speziell das Thema<br />
Power-Management werde für IoT-Geräte eine große Rolle spielen.<br />
Auch bei Embedded-<strong>Systems</strong> ist das Ziel, das Gesamtsystem zu optimieren<br />
– also das Zusammenspiel von mechanischen und elektronischen<br />
Komponenten mit der Software zu verbessern.<br />
Mit Blick auf das <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong> (SE) strebt auch Ansys eine<br />
noch tiefer gehende Integration mit Autorentools einerseits und Management-Lösungen<br />
(Product Lifecycle Management – PLM, Appli-<br />
Elektrik, Wärme und Struktur – nur zusammenbetrachtet lässt<br />
sich die Zuverlässigkeit elektronischer Komponenten sinnvoll<br />
simulieren<br />
Kontakt<br />
Ansys Germany GmbH<br />
Darmstadt<br />
Tel. +49 6151 3644-0<br />
www.ansys-germany.com<br />
Hannover Messe: Halle 7, Stand C31<br />
Details zu Lösungen für Systeme:<br />
http://t1p.de/5zbc<br />
cation Lifecycle Managemenet – ALM...) an. „Ansys verfügt hier<br />
über ein solides Umfeld bestehend aus Partnerschaften und der Integration<br />
mit anderen Tools“, fährt Sudhir Sharma fort. Das schließe<br />
Schnittstellen zu PLM-Lösungen von Dassault Systèmes und Siemens<br />
sowie anderen Autorensystemen wie MathWorks Simulink<br />
und National Instruments LabView ein. „Ergänzend bietet Ansys<br />
Schnittstellen zu traditionellen Angeboten für die Elektromagnetiksimulation<br />
(EDA) etwa von Mentor, Cadence und Synopsys.”<br />
Systemansatz im Fokus<br />
In der neuen Version 17.0 führt das Multiphysiktool übrigens die native<br />
Unterstützung der Industriestandard-Modellierungssprache Modelica<br />
ein, was neben einer reichhaltigen Modellbibliothek für die<br />
Leistungselektronik auch den Zugriff auf viele hundert zusätzliche<br />
Bauteilmodelle für Mechanik und Fluidtechnik ermöglicht. „Die Simulation<br />
gilt als einer der wesentlichen Stützpfeiler der nächsten industriellen<br />
Revolution – auch unter der Bezeichnung Industrie 4.0<br />
bekannt“, so Deutschland-Chef Georg Scheuerer abschließend. Mit<br />
der Einführung des Internets der Dinge würden alle Produkte immer<br />
intelligenter, neu entwickelte Werkstoffe ermöglichten leichtere,<br />
stabilere und nachhaltigere Designs und die additive Fertigung erlaube<br />
den 3D-Druck aller möglichen Objekte. „Die Möglichkeiten<br />
dieser Trends optimal zu nutzen erfordert die Fähigkeit von Simulationstools,<br />
alle diese stark verbesserten Optionen virtuell zu untersuchen,<br />
um die erfolgreichen Designs von morgen zu erschaffen – Ansys<br />
17.0 bietet sich dafür an.“<br />
co<br />
Nach Unterlagen von Ansys Inc. und Ansys Germany<br />
I N F O<br />
develop 3 systems engineering 01 2016 51
TOOLS<br />
VORPLANUNG/SYSTEMENTWICKLUNG<br />
Multiclean-Anlagen für die<br />
automatische Teilereinigung werden<br />
individuell für den jeweiligen Anwendungsfall<br />
konstruiert, beispielsweise die<br />
Reinigung von Motorkomponenten<br />
Bild: Höckh<br />
Sonderanlagenbau: Gewerkeübergreifendes Konstruieren punktet bei der Vorplanung<br />
Gute (Vor-)Planung ist die halbe Arbeit<br />
Gewerkeübergreifend entstehen bei dem Sonderanlagenbauer Höckh Anlagen für die automatische<br />
Teilereinigung auf Basis einer Eplan-Datenbank – zeitsparend und fehlerfrei. Mit dem CAE-Tool Eplan<br />
Preplanning für die Vorplanung lassen sich nun weitere Arbeitsschritte automatisieren, was bei der<br />
Konstruktion der Großanlagen ein entscheidender Vorteil ist. Denn jede dieser Anlagen ist ein Unikat.<br />
Das Tool unterstützt grafische und datenbankbasierte Arbeitsweisen mit Datenübernahme in die<br />
interdisziplinäre Detailplanung.<br />
Medizinische Instrumente, Turbinenschaufeln von Flugzeugtriebwerken<br />
und Bauteile von Automotoren: Das Spektrum<br />
der Teile, die von Höckh-Anlagen gereinigt werden, ist breit. Entsprechend<br />
unterschiedlich sind die Anlagen sowie die Art der automatisierten<br />
Teilezuführung – jede Großanlage mit dem Markennamen<br />
Multiclean ist somit ein Unikat. Nur der Kernprozess, die Verfahrenstechnik<br />
der Anlage, bleibt weitgehend gleich. „Da sich viele<br />
Bedarfsfälle nicht mit einer Standardanlage lösen lassen, haben wir<br />
als Unternehmen in den vergangenen 10 Jahren verstärkt in das <strong>Engineering</strong><br />
von Sonderanlagen investiert“, berichtet Michael Höckh,<br />
Geschäftsführer der Höckh Metall-Reinigungsanlagen GmbH in<br />
Neuenbürg/Schwarzwald. „Wir stehen vor der Herausforderung,<br />
den Prozess der Konstruktion aus Effizienz- und Zeitgründen soweit<br />
wie möglich zu standardisieren.“ Diese anspruchsvolle Aufgabe hat<br />
das Unternehmen nun erfolgreich gelöst, wobei der Einsatz des<br />
Tools Eplan Preplanning von Eplan Software & Service eine wichtige<br />
Rolle spielt.<br />
Bereits in der Vergangenheit hatten die Konstrukteure Zugriff auf eine<br />
Eplan-Datenbank, die eine Auswahl von Komponenten über<br />
Funktionsschablonen erlaubte. Dieses an die individuellen Anforderungen<br />
von Höckh adaptierte System funktionierte sehr gut und<br />
wurde gewerkeübergreifend eingesetzt. Die Datenbank enthielt zudem<br />
bereits ein Gerüst mit allen Daten aus dem Fließschema und<br />
ermöglichte eine weitgehend automatisierte elektrotechnische Konstruktion.<br />
Weitergehende Möglichkeiten der Automatisierung ergaben<br />
sich aber durch die Markteinführung von Eplan Preplanning – einer<br />
CAE-Software-Lösung zur technischen Vorplanung von Maschinen<br />
und Anlagen.<br />
Gestartet wird jetzt mit einem leeren Bildschirm<br />
Eplan Preplanning ermöglicht die Übernahme der Projektdaten ohne<br />
Medienbrüche in die Eplan-Plattform – und unterstützt damit grafische<br />
und datenbankbasierte Arbeitsweisen mit Datenübernahme in<br />
die interdisziplinäre Detailplanung. Auf der Ebene der Eplan-Plattform<br />
können damit sehr viele Einzelaufgaben automatisiert werden,<br />
weil die erforderlichen Daten und Verknüpfungen bereits mit Preplanning<br />
festgelegt wurden.<br />
52 develop 3 systems engineering 01 2016
VORPLANUNG/SYSTEMENTWICKLUNG<br />
TOOLS<br />
Bild: Höckh<br />
Geschäftsführer Michael Höckh (links) und Fabian Camek, Leiter Elektrokonstruktion<br />
sind zufrieden mit der durchgängigen Konstruktion auf der<br />
Basis von Eplan Preplanning<br />
Bild: Höckh<br />
Die Anlagen arbeiten hoch automatisiert – entsprechend groß ist der Aufwand<br />
für die Elektrokonstruktion<br />
Das klingt zunächst sehr abstrakt, aber die Vorteile sind unmittelbar<br />
ersichtlich, wenn man die konkrete Umsetzung bei Höckh betrachtet.<br />
Die Veränderung fängt schon beim allerersten Schritt eines Konstruktionsprojektes<br />
an. „Früher haben wir nach dem Prinzip der Variantenkonstruktion<br />
eine möglichst ähnliche Anlage gesucht – jetzt fangen<br />
wir mit einem leerem Bildschirm an“, erläutert Fabian Camek, Leiter<br />
der Elektrokonstruktion. Der Bildschirm fülle sich aber rasch mit<br />
Strukturen und Schemata, wobei der große Vorteil darin liege, dass<br />
mit den Strukturen auch schon sehr konkrete Daten für die Konstruk-<br />
„Wir haben unser Wissen zusammengetragen<br />
und profitieren<br />
nun in hohem Maße von einer<br />
echten Wissensbibliothek.“<br />
tion sowie auch für die kaufmännischen Prozesse generiert werden.<br />
„Wir haben viele intelligente Makros definiert, die den nachfolgenden<br />
Schritt des eigentlichen <strong>Engineering</strong>s erheblich vereinfachen.“ Fügt beispielsweise<br />
ein Konstrukteur im Fließschema von Eplan Preplanning eine<br />
Pumpe ein, wird er aufgefordert, die Motorleistung und die gewünschte<br />
Ansteuerung (Umrichter, Sanftanlauf oder Direktstart) festzulegen.<br />
Die CAE-Software wählt daraufhin noch in der Vorplanung die<br />
erforderlichen Komponenten und speichert sämtliche Daten, die für die<br />
Bauteile und Module hinterlegt sind – bis hin zu den Kabelquerschnitten<br />
und der Verlustleistung, die erst viel später bei der Wärmeberechnung<br />
relevant wird. Sämtliche Daten für Schaltschrankbau und Klimatisierung<br />
werden aus Eplan Pro Panel vollautomatisch übergeben.<br />
Standardisierung und Automatisierung<br />
auf Basis einer zentralen Datenbank<br />
Die Vorgehensweise ist ungewöhnlich – aber sie spart erheblichen<br />
Zeitaufwand im Detail-<strong>Engineering</strong>. Voraussetzung ist allerdings eine<br />
entsprechende Datenbasis, die wiederum einen hohen Einmalaufwand<br />
an Zeit und Intelligenz erfordert. „Wir haben für alle wichtigen<br />
Funktionen und Baugruppen Makros und Wertesätze definiert“,<br />
betont Fabian Camek. Das gilt selbst für komplexe mechanische<br />
Bauteile wie etwa Tanks, denn bei Höckh wird gewerkeübergreifend<br />
konstruiert. Über die zentrale Datenbank sind dabei allerdings Mechanik<br />
und Elektrotechnik direkt miteinander verbunden. Dasselbe<br />
gilt für die fluidtechnische Konstruktion, die mit Eplan Fluid arbeitet.<br />
Auch die zahlreichen elektropneumatischen Ventilinseln, die in jeder<br />
Multiclean-Anlage verbaut sind, werden einfach per Drag&drop in<br />
die Konstruktion integriert.<br />
Höckh ist auf diese Weise dem Ziel der weitgehend automatisierten<br />
Konstruktion schon einen großen Schritt näher gekommen – zumal<br />
auch in der Elektrotechnik selbst viele Prozesse automatisch ablaufen.<br />
„Eplan erkennt etwa die Ausgänge anhand der SPS-Daten und<br />
nummeriert sie automatisch, auch die BMKs sowie Klartextbeschriftungen<br />
für die Pneumatik werden automatisch generiert“, so der Leiter<br />
der Elektrokonstruktion weiter. Und auch die korrekte Dokumentation<br />
muss den Konstrukteuren nun kein Kopfzerbrechen mehr bereiten:<br />
Stücklisten sowie die Kaufteiledokumentation entstehen<br />
weitgehend selbsttätig in der gewünschten Sprache.<br />
Der durchgängige Informationsfluss geht auch weit über die Konstruktion<br />
hinaus. „Alle Dispo-Listen sowie Bestelllisten für den Einkauf<br />
werden aus Eplan heraus erzeugt und können in unserer Warenwirtschaft<br />
ohne Medienbruch verarbeitet werden“, fährt Kai<br />
Klussmann, Leiter der mechanischen Konstruktion bei Höckh, fort.<br />
develop 3 systems engineering 01 2016 53
TOOLS<br />
VORPLANUNG/SYSTEMENTWICKLUNG<br />
Fließschema (R&I) in Eplan Preplanning: Bereits<br />
in der Vorplanung lassen sich die erforderlichen<br />
Komponenten auswählen, die für die Bauteile und<br />
Module hinterlegt sind – bis hin zu Kabelquerschnitten<br />
und Verlustleistung, die erst viel später<br />
bei der Wärmeberechnung relevant werden<br />
Bild: Höckh<br />
Kontakt<br />
I N F O<br />
Eplan Software & Service GmbH & Co. KG<br />
Monheim am Rhein<br />
Tel. +49 2173 3964-0<br />
www.eplan.de<br />
Hannover Messe: Halle 6, Stand K16<br />
Details zu Eplan Preplanning:<br />
http://t1p.de/u0ph<br />
Bild: Höckh<br />
Schon bei den ersten Planungsschritten sind alle mechanischen,<br />
elektrischen und auch kaufmännischen Daten der ausgewählten<br />
Komponenten hinterlegt<br />
Das gilt selbst für Lieferzeiten, Verfügbarkeit und Preise von Zukaufteilen.<br />
Sogar der Lagerort dieser Teile ist bereits in Preplanning hinterlegt.<br />
Der Einkauf kann die benötigten Teile direkt online bestellen,<br />
weil die Bestellliste jeweils eine Barcodierung des Artikels enthält.<br />
Auch die Übersichtslisten der Elektrokonstruktion, die automatisch<br />
in Eplan Electric P8 generiert werden, erleichtern die abteilungsübergreifende<br />
Arbeit. „Der Software-Programmierer muss gar nicht<br />
in den Schaltplan schauen, die einzelnen Funktionen erschließen<br />
sich schon aus den Bus-Listen“, sagt Fabian Camek.<br />
Zeiten im Schaltschrankbau halbiert<br />
Ebenso effizient gehen die Höckh-Konstrukteure übrigens mit der<br />
Schaltschrankplanung um. Hier kommt Eplan Pro Panel zum Einsatz.<br />
Die Platzierung der Bauteile ist vorgegeben, Bauräume und Abstände<br />
sind definiert, ebenso Zuschnittlisten für Kabelkanäle und Bohrbilder<br />
für die NC-Bearbeitung. Durch die Übergabe der NC-Daten an eine<br />
automatisierte Fertigung wurde der Prozess beschleunigt. So konnten<br />
die Zeiten für den Schaltschrankbau nahezu halbiert werden.<br />
Aus Sicht von Höckh ist eine solche gewerkeübergreifende Konstruktion<br />
ganz entscheidend für eine zeitsparende und fehlerfreie<br />
Konstruktion im Sondermaschinenbau. „Die Datenbank ist in enger<br />
Abstimmung von elektrischer und mechanischer Konstruktion entstanden“,<br />
so Michael Höckh abschließend. „Wir haben da unser Wissen<br />
zusammengetragen und eine echte Wissensbibliothek erstellt –<br />
davon profitieren wir jetzt in hohem Maße.“ Zwischenzeitlich sind<br />
bereits mehrere Anlagen auf diese Weise entstanden.<br />
co<br />
Der Autor:<br />
Thomas Michels, Leiter Produktmanagement,<br />
Eplan Software & Service, Monheim am Rhein<br />
54 develop 3 systems engineering 01 2016
Sie entwickeln<br />
brillante Lösungen.<br />
Wir sorgen dafür, dass es die Welt erfährt.<br />
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Das Portfolio umfasst insgesamt rund 50 Fachmedien,<br />
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Ergänzt wird das Medien-Angebot durch Dienstleistungen<br />
von Corporate Publishing bis Druck.<br />
Unsere Medien im Bereich Industrie:<br />
media.industrie.de<br />
develop 3 systems engineering 01 2016 55
Industrie-4.0-Kommunikation: Protokoll OPC UA wird mit TSN echtzeitfähig<br />
Ein Netzwerk genügt<br />
In der Fabrikvernetzung spielt OPC UA als Kommunikationsprotokoll eine<br />
wichtige Rolle bis hinauf in die Ebene des Enterprise Resource Plannings<br />
(ERP). Das gilt insbesondere auch im Zusammenhang mit Industrie-4.0-Projekten,<br />
in denen eine durchgängige Kommunikation vom ERP-System bis zur<br />
Maschinenebene und zurück gefragt ist. Bislang ist OPC UA aber nicht<br />
echtzeitfähig – was sich in Verbindung mit dem Time-Sensitive Networking<br />
(TSN) ändern könnte. Die develop 3 systems engineering sprach darüber mit<br />
Stefan Schönegger, Geschäftsführer der Ethernet Powerlink<br />
Standardization Group (EPSG).<br />
56 develop 3 systems engineering 01 2016
TITELSTORY<br />
ANWENDUNGEN<br />
develop 3 : Herr Schönegger, welche Rolle kann Time-Sensitive<br />
Networking, kurz TSN, in Verbindung mit OPC UA spielen?<br />
Schönegger: OPC UA TSN ist die perfekte Lösung für alle Applikationen<br />
in der Fabrikautomatisierung. Die Synchronisierungsgenauigkeit<br />
liegt im Sub-Mikrosekundenbereich und ist damit ausreichend<br />
für Anwendungen wie Liniensynchronisation, Anbindung von Scada-<br />
Systemen, einfache Steuerungsaufgaben oder auch den Betrieb von<br />
Förderbändern und die Anbindung von I/Os. Der Clou ist nun, dass<br />
wir mit OPC UA TSN die Brücke schlagen können zwischen der IPbasierten<br />
IT-Welt und den Protokollen für harte Echtzeitanforderungen<br />
– will heißen: Maschinen- und Anlagenbauern genügt zukünftig<br />
die Kombination aus OPC UA TSN und Powerlink, um die vollständige<br />
Kommunikation in der industriellen Fertigung abzuwickeln.<br />
develop 3 : Können Sie uns ein Beispiel nennen, in dem eine in<br />
diesem Sinne echtzeitfähige OPC-UA-Kommunikation von Vorteil<br />
ist?<br />
Schönegger: Da gibt es mehrere, beispielsweise Roboterzellen. Typischerweise<br />
arbeiten die Robotereinheiten ja nicht alleine, sondern<br />
etwa in einer Schweißzelle für die Karosserie im Automobilbau im<br />
Verbund mit 4, 6 oder 8 Robotern. Diese müssen koordiniert arbeiten<br />
– was nur möglich ist, wenn die Kommunikation in Echtzeit erfolgt.<br />
OPC UA TSN bietet sich hier förmlich an. Vergleichbare Anforderungen<br />
stellt die Verpackungstechnik, in der innerhalb einer Verpackungslinie<br />
auch die einzelnen Stationen synchron arbeiten müssen.<br />
Ein drittes Beispiel sind Druckmaschinen, die in der Regel aus<br />
verschiedenen Drucktürmen bestehen – auch hier erfordert die Synchronisation<br />
Echtzeit. Ein Standard-TCP/IP auf Standard-Ethernet<br />
kann diese Aufgabe nicht erfüllen und damit implizit bisher ein OPC<br />
UA eben auch nicht. TSN wird das ändern.<br />
develop 3 : Könnte mit OPC UA TSN ein Standard geschaffen<br />
werden, der sich beispielsweise mit Blick auf Industrie-4.0-Konzepte<br />
auch wirklich als Standard durchsetzt, so dass wir nicht<br />
wieder wie bei Feldbussen und Industrial-Ethernet-Systemen<br />
(IE) eine Vielzahl verschiedener Protokolle bekommen?<br />
Schönegger: Das ist aus unserer Sicht bereits entschieden – OPC<br />
UA mit den Echtzeiterweiterungen durch TSN wird der alleinige<br />
Standard für Industrie 4.0. Dieser Weg hat eine sehr breite Unterstützung<br />
unter den Steuerungsherstellern und ermöglicht damit eine<br />
homogene Lösung um die Anforderungen der Industrie-4.0-Arbeitsgruppen<br />
erfüllen zu können. Kein Feldbus und keine Industrial-<br />
Ethernet-Lösung hat diese breite Unterstützung. Ein weiterer entscheidender<br />
Vorteil liegt im derzeit beginnenden Einsatz von TSN im<br />
Automobil – also den Fahrzeugen selbst. Die Automobilindustrie ist<br />
ein um Faktoren größerer Anwender von Halbleiterbausteinen als<br />
die ganze Automatisierungsindustrie zusammen. Das ermöglicht eine<br />
sehr rasche Verbreitung von TSN – auch für die Industrie.<br />
Bild: Kuka <strong>Systems</strong><br />
Eine per TSN echtzeitfähige OPC-UA-Kommunikation<br />
könnte beispielsweise bei der Synchronisation<br />
von Robotereinheiten in einer Schweißzelle<br />
für die Karosserie im Automobilbau von<br />
Vorteil sein. Analog bieten sich Anwendungen<br />
bei der Synchronisierung in der Verpackungstechnik<br />
oder im Druckmaschinenbau an<br />
develop 3 systems engineering 01 2016 57
ANWENDUNGEN<br />
TITELSTORY<br />
Stefan Schönegger,<br />
Geschäftsführer,<br />
Ethernet Powerlink<br />
Standardization Group<br />
(EPSG)<br />
„Maschinen- und Anlagenbauern<br />
genügt zukünftig die<br />
Kombination aus OPC UA<br />
TSN und Powerlink, um die<br />
vollständige Kommunikation<br />
in der industriellen Fertigung<br />
abzuwickeln.“<br />
Bild: EPSG<br />
develop 3 : Die Automobilindustrie setzt damit also den Standard<br />
auch für die Fabrikautomatisierung...<br />
Schönegger: ... ganz analog zum Erfolg des Controller Area Networks<br />
– kurz CAN –, das sich ebenfalls aus der Automobilindustrie<br />
kommend durchgesetzt hat. Bis 2020 spricht man in der Automobilindustrie<br />
von 400 Millionen Knoten mit TSN – das ist erheblich mehr<br />
als in der Industrieautomatisierung, in der man akkumuliert über die<br />
ersten 10 Jahre von etwa 10 bis 15 Millionen Knoten ausgeht. Auch<br />
hier lohnt der Rückblick auf die Entwicklung von CAN: CAN ist heute<br />
in jedem Ein-Dollar-Chip drin.<br />
Abkürzungen<br />
P L U S<br />
• OPC UA ist ein M2M-Kommunikationsprotokoll, dessen Entwicklung<br />
von der OPC Foundation vorangetrieben wird. Ziel ist,<br />
Maschinendaten wie Regelgrößen, Messwerte, Parameter und<br />
andere nicht nur zu transportieren, sondern auch maschinenlesbar<br />
semantisch zu beschreiben. OPC ist dabei die Abkürzung<br />
für OLE for Process Control, worin OLE für Object Linking<br />
and Embedding steht; UA ist die Abkürzung für<br />
Unified Architecture.<br />
• TSN (Time-Sensitive Networking) bezeichnet eine Reihe<br />
von Standards, die den allgemeinen Ethernet-Standard IEEE<br />
802.1 erweitern sollen. Verantwortlich für die Entwicklung ist<br />
die TSN Task Group (entstanden aus der Audio/Video Bridging<br />
Task Group), in der auch die Mitglieder der EPSG aktiv mitarbeiten.<br />
Die neuen Substandards definieren Mechanismen zur<br />
Übertragung von Daten über Ethernet-Netzwerke mit Echtzeit -<br />
anforderungen – etwa Echtzeit-Kontrollstreams –, welche im<br />
Automobil oder in Industrieanlagen zur Steuerung verwendet<br />
werden.<br />
develop 3 : Sehen Sie auch Nachteile?<br />
Schönegger: Ein Stück weit machen wir uns natürlich von TSN abhängig,<br />
denn ein Standard wird es ja nur, wenn die Automatisierungsindustrie<br />
auch die Vorgaben der IEEE akzeptiert. Nur wenn der<br />
Standard ohne spezifische Ergänzungen genutzt wird, lässt sich der<br />
Vorteil der hohen Stückzahlen nutzen. In dem Fall ist ein großer Vorteil<br />
damit auch gleichzeitig ein möglicher Nachteil – allerdings halten<br />
wir das Risiko hier für gering, da die Technologie bereits sehr ausgereift<br />
ist. Genau darin liegt natürlich auch der Charme eines globalen<br />
Standards. Ein weiterer Nachteil ist, dass sich Switch-basierte Systeme<br />
bezüglich der Verkabelung bevorzugt für die Sterntopologie<br />
eignen – im Maschinen- und Anlagenbau dagegen wird die Linientopologie<br />
bevorzugt, hier spielen auch die Verdrahtungskosten eine<br />
wesentliche Rolle.<br />
develop 3 : Gibt es denn Ansätze, diesen Nachteil zu beheben?<br />
Schönegger: Ja, hier gibt es mit dem Cut-Through-Verfahren für<br />
Switche bereits sehr gute Ansätze, das Problem zu lösen. Eine andere<br />
Lösung bietet die Integration von OPC UA in Powerlink. Auf<br />
Maschinenebene wird OPC UA dann in der asynchronen Phase von<br />
Powerlink übertragen. An der dafür nötigen Companion Specification<br />
von OPC UA und Powerlink arbeiten wir derzeit. Diese ermöglicht<br />
die vollständig schnittstellenfreie Kommunikation von der Sensor-<br />
bis zur ERP-Ebene – was auch im Rahmen der Umsetzung von<br />
Industrie 4.0 und dem Internet of Things (IoT) gefordert wird, bis hin<br />
zur Einbindung cloudbasierter Dienste und der Integration von Geräten<br />
unterschiedlicher Hersteller.<br />
develop 3 : Das heißt, die Maschine wird über OPC UA TSN in die<br />
übergeordneten Systeme integriert, kann intern aber mit<br />
Powerlink arbeiten, was intern auch die Linientopologie erlaubt?<br />
58 develop 3 systems engineering 01 2016
TITELSTORY<br />
ANWENDUNGEN<br />
Mit OPC UA TSN werden die klassischen<br />
Feldbusse auf Factory-Ebene<br />
überflüssig: Statt unterschiedlicher<br />
Netzwerke für Industrial Ethernet, Feldbus<br />
und IT-Welt, gibt es im Endeffekt<br />
nur noch ein Netzwerk. Diesen Part<br />
übernimmt OPC UA<br />
Bild: EPSG<br />
Schönegger: Exakt, und zusammen mit OPC UA TSN ergibt sich<br />
hier eine sehr durchgängige, einheitliche Lösung. Statt unterschiedlicher<br />
Netzwerke für Industrial Ethernet, Feldbus und IT-Welt, gibt es<br />
im Endeffekt nur noch ein Netzwerk. Diesen Part übernimmt nun<br />
OPC UA. Wir gehen davon aus, dass sich auf diese Weise OPC UA<br />
massiv in der Fabrikautomatisierung durchsetzen wird, zumal sich<br />
alle großen Steuerungshersteller offen zu OPC UA bekennen. Von<br />
Vorteil ist sicher auch, dass IT-/ERP-Anbieter wie SAP oder Oracle<br />
diese Entwicklung fördern, denn die wollen ja gerne einen Zugriff<br />
bis auf die Steuerung realisieren – ohne eine Zwischenebene, welche<br />
die Signale übersetzt.<br />
develop 3 : Herr Schönegger, vielen Dank für diesen interessanten<br />
Ausblick.<br />
Interview: Michael Corban,<br />
Chefredakteur develop 3 systems engineering<br />
„OPC UA mit den Echtzeiterweiterungen<br />
durch TSN wird der<br />
alleinige Standard für Industrie<br />
4.0 – das ist aus unserer Sicht<br />
bereits entschieden.“<br />
OPC UA TSN ist ideal für die Liniensynchronisation. Nur bei extrem<br />
schnellen Servoantrieben oder Sensoranbindungen spielen die dafür<br />
optimierten Industrial-Ethernet-Protokolle wie Powerlink weiter<br />
ihre Vorteile aus<br />
Kontakt<br />
I N F O<br />
Powerlink-Office der EPSG<br />
Fredersdorf<br />
Tel. +49 33439 539270<br />
www.ethernet-powerlink.org<br />
Hannover Messe: Halle 9, Stand F25<br />
Details zu Powerlink:<br />
http://t1p.de/2g33<br />
Bild: EPSG<br />
develop 3 systems engineering 01 2016 59
ANWENDUNGEN<br />
MANUFACTURING EXECUTION SYSTEMS/LEITTECHNIK<br />
PLM und MES müssen in der Industrie 4.0 noch näher zusammenrücken<br />
Vernetzung spielt eine Schlüsselrolle<br />
und modellbasierte Simulation treibt voran<br />
Noch flexibler und autonom ablaufende Fertigungsvorgänge treiben nicht nur die Anforderungen an die<br />
IT- und Automatisierungssysteme nach oben, sondern verlangen auch, die digitale Durchgängigkeit<br />
aus dem Product Lifecycle Management (PLM) bis hinein in Manufacturing Execution <strong>Systems</strong> (MES)<br />
auszubauen. Interessant wird vor allem sein, welche Rolle in diesem Zusammenhang der sogenannte<br />
‚digitale Zwilling‘ und mit ihm die modellbasierte Simulation spielen wird. Letztlich geht es zudem<br />
wiederum um Fragen von Standardschnittstellen.<br />
Eine variantenreiche Fertigung bis hin zu Losgröße 1 ist eines<br />
der Schlagworte der Industrie-4.0-Diskussionen. Neben der<br />
entwicklungsseitigen Perspektive (digitale Durchgängigkeit) taucht<br />
dabei auch immer die Frage auf, wie sich eine solch komplexe Fertigung<br />
im Griff behalten lässt. Manufacturing Execution <strong>Systems</strong><br />
(MES) können an dieser Stelle eine Art Cockpit der Industrie 4.0<br />
sein – und tun das auch. „Heutige Systeme sind bereits recht gut<br />
auf variantenreiche Fertigungsprozesse eingestellt“, sagt Karl Tröger,<br />
Leiter Produktmanagement bei der PSI Automotive & Industry<br />
GmbH, Berlin. Die zunehmende Individualität der Erzeugnisse sei<br />
seit Langem ein Trend nicht nur im Umfeld von Konsumgütern. „Effiziente<br />
Produktionsprozesse vor dem Hintergrund sinkender Auftragsmengen<br />
und einer steigenden Anzahl von Aufträgen stellen<br />
dennoch eine Herausforderung dar – es kommt auf entsprechend<br />
flexible Steuerungssysteme an.“ Hier sei zu erwarten, dass zum einen<br />
die Maschinenebene noch viel stärker integriert werden müsse<br />
(Predictive Maintenance zur Absicherung der Verfügbarkeit) und insbesondere<br />
im Kurzfristbereich modernste Methoden zur Bildung<br />
wirtschaftlicher Reihenfolgen zum Einsatz kommen müssten.<br />
Ein MES biete die optimale Grundlage für schnelle Produktwechsel<br />
und kleine Losgrößen, bestätigt auch Michael Schwarz, Product<br />
Marketing Manager, Wonderware MES, EMI, Recipe & Batch Management<br />
Software bei Schneider Electric, Düsseldorf. Allerdings<br />
sei die Umsetzung in einer variantenreichen Fertigung sehr komplex<br />
– so müsse etwa die Materiallogistik die Rohstoffe entsprechend<br />
den Produktspezifikationen zum richtigen Zeitpunkt bereitstellen<br />
und ein Produktwechsel könne eine Reinigung oder erneute Maschineneinrichtung<br />
nach sich ziehen. „Die Vernetzung von Systemen<br />
und Prozessen im Unternehmen spielt deswegen eine Schlüsselrolle,<br />
um mit kleineren Losgrößen auch Geld zu verdienen.“<br />
Simulation als Schlüssel zum Erfolg<br />
Im Ergebnis wird die modellbasierte Simulation – beispielsweise zur<br />
Überprüfung von Alternativen – für das Thema Industrie 4.0 unumgänglich<br />
werden, folgert Dr.-Ing. Miriam Schleipen, Informationsmanagement<br />
und Leittechnik, am Fraunhofer Institut für Optronik, Systemtechnik<br />
und Bildauswertung (IOSB), Karlsruhe. In der Industrie<br />
4.0 erhalte jede Industrie-4.0-Komponente eine virtuelle Repräsentation.<br />
„Diese kann auch ein Prozessmodell über das Verhalten der<br />
Komponente im Zusammenhang mit anderen (äußere Sicht) und einen<br />
Ablauf der Komponente (innere Sicht) beinhalten und wird auch<br />
im Rahmen der Referenzarchitektur Industrie 4.0 (RAMI 4.0) und<br />
der Industrie-4.0-Komponente sicherlich noch im Detail diskutiert<br />
und definiert.“ Die zu erwartende Zunahme der Flexibilität und Autonomie<br />
zukünftiger Produktionssysteme werde es allerdings zunehmend<br />
schwerer machen, vorgegebene Prozesse einzuhalten oder<br />
diese Prozesse in ihrer Vielfältigkeit überhaupt zu beschreiben, gibt<br />
Karl Tröger von PSI Automotive & Industry zu bedenken. „Die klassische<br />
Prozessbetrachtung und die darauf aufbauende Modellierung<br />
wird möglicherweise von einer Ereignis-getriebenen Fertigungssteuerung<br />
im Kurz- und Mittelfristbereich abgelöst.“ Hierbei komme<br />
es weniger auf umfassend beschriebene Prozesse sondern auf Regeln,<br />
mögliche Ereignisse und Alternativen an.<br />
Durchgängige Digitalisierung im Fokus<br />
„In aktuellen Projekten zeigt sich, dass das Thema der Modellierung<br />
von Anlagen im Sinne einer Selbstbeschreibung im Zuge des <strong>Engineering</strong>-Prozesses<br />
von Maschinen und Anlagen immer wichtiger<br />
wird“, ergänzt Dr.-Ing. Olaf Sauer, Geschäftsfeld Automatisierung am<br />
Fraunhofer Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung<br />
(IOSB), Karlsruhe. Manche Anlagenbetreiber forderten bereits von<br />
ihren Lieferanten Modelle, aus denen dann beispielsweise OPC-UA-<br />
Informationsmodelle erzeugt werden könnten. „Dieser Trend wird<br />
sich in den kommenden Jahren verstärken. Darum ist es zwingend,<br />
dass Toolanbieter in der <strong>Engineering</strong>-Kette – etwa für CAD, PLM,<br />
E-Planung etc. – Exportschnittstellen für Standard-Datenformate bereitstellen,<br />
wie beispielsweise AutomationML.“ Nur so könne die<br />
Kette von der Planung bis zum MES geschlossen werden.<br />
Weitere Aussagen<br />
Dies ist eine Zusammenfassung des Trendinterviews zum<br />
Thema Manufacturing Execution <strong>Systems</strong> aus der elektro<br />
AUTOMATION 03/2016. Dort finden Sie alle Aussagen<br />
der Experten ab S. 58ff.<br />
www.wirautomatisierer.de<br />
I N F O<br />
60 develop 3 systems engineering 01 2016
MANUFACTURING EXECUTION SYSTEMS/LEITTECHNIK<br />
ANWENDUNGEN<br />
Bild: PSI Automotive & Industry<br />
„Das <strong>Engineering</strong><br />
wird<br />
sich nicht<br />
mehr nur<br />
auf Produkteigenschaften beschränken,<br />
sondern gleichzeitig<br />
auch die notwendigen Konfigurationsinformationen<br />
für die Einstellung<br />
der Anlage liefern.“<br />
Bild: Fraunhofer IOSB<br />
Karl Tröger,<br />
Leiter Produkt -<br />
management, PSI<br />
Automotive &<br />
Industry GmbH<br />
Dr.-Ing. Miriam<br />
Schleipen, Infor -<br />
mationsmanagement<br />
und Leittechnik,<br />
Fraunhofer Institut<br />
für Optronik,<br />
Systemtechnik und<br />
Bildauswertung<br />
(IOSB)<br />
„Die modellbasierte<br />
Simulation – beispielsweise<br />
zur Überprüfung von Alternativen<br />
– wird für das Thema<br />
Industrie 4.0 unumgänglich werden.<br />
In der Industrie 4.0 erhält<br />
jede Komponente eine virtuelle<br />
Repräsentation.“<br />
„Eine der zukünftigen Herausforderungen der Fertigungssteuerung<br />
wird die Abbildung des ‚digitalen Zwillings‘ sein“, schließt sich Karl<br />
Tröger von PSI Automotive & Industry an. Dieser enthalte ein Abbild<br />
des Produktionssystems im Zeitverlauf mit allen auftrags-, anlagenoder<br />
auch produktbezogenen Informationen. „Das <strong>Engineering</strong> der<br />
Produkte wird sich nicht mehr nur auf geometrische und andere<br />
Produkteigenschaften beschränken, sondern gleichzeitig auch die<br />
notwendigen Konfigurationsinformationen für die Einstellung der<br />
Anlage liefern.“ Dieses simultane Produkt- und Produktions-<strong>Engineering</strong><br />
erfordere Erweiterungen in der Funktionalität heutiger<br />
MES- oder PLM-Systeme. Erste Ansätze seien bereits vorhanden,<br />
müssten aber weiter entwickelt werden.<br />
„MES-Lösungen sollen die Produktion noch intelligenter unterstützen<br />
und die Digitalisierung noch durchgängiger abbilden – angefangen<br />
von der Planung eines Produkts bis zu dessen Überwachung<br />
und Durchlauf in der Herstellung“, sagt auch Andreas Kirsch, Vorstand<br />
der Guardus Solutions AG, Ulm. Wichtige Daten aus dem<br />
PLM seien nach wie vor Arbeitspläne und Materialstücklisten.<br />
„Wenn neue Produkte entwickelt werden, müssen auch diese Informationen<br />
angelegt werden.“ Hier würden neben geometrische Daten,<br />
Zeichnungen, qualitätsrelevante Prüfmerkmale oder Maschinenprogramme<br />
sicherlich weitere Informationen hinzukommen.<br />
Bild: Schneider Electric<br />
Michael Schwarz,<br />
Product Marketing<br />
Manager, Wonderware<br />
MES, EMI,<br />
Recipe & Batch<br />
Management Software,<br />
Schneider<br />
Electric<br />
„Die Vernetzung<br />
von<br />
Systemen und Prozessen im Unternehmen<br />
spielt eine Schlüsselrolle,<br />
um mit kleineren Los -<br />
größen auch Geld zu verdienen.“<br />
„MES-Lösungen<br />
sollen<br />
die Produktion<br />
noch intelligenter<br />
unterstützen und die Digitalisierung<br />
noch durchgängiger abbilden<br />
– angefangen von der Planung<br />
eines Produkts bis zu dessen<br />
Überwachung und Durchlauf<br />
in der Herstellung.“<br />
Bild: Guardus Solutions<br />
Andreas Kirsch,<br />
Vorstand, Guardus<br />
Solutions AG<br />
auch Branchen wie die Robotik OPC UA nut-<br />
zen. „TSN ist also ein Baustein im großen OPC-UA-Puzzle und eröffnet<br />
weitere Möglichkeiten zu dessen Anwendung.“<br />
Jegliche Standardisierung sei begrüßenswert, da damit die Aufwände<br />
und Kosten für die Integration von Produktionsprozessen gesenkt<br />
werden könnten, sagt auch Michael Schwarz von Schneider<br />
Electric. „Für eine schnelle und automatisierte Produktion von Konsumgütern<br />
ist die Datenverarbeitung in Echtzeit eine wichtige<br />
Grundlage.“ Die sofortige Datenerfassung und -auswertung sorge<br />
für Flexibilität bei gleichzeitig akkurater und engmaschiger Dokumentation.<br />
In Zukunft werde ein vollständiger Qualitätsnachweis<br />
vermehrt darüber entscheiden, ob ein Produkt oder eine Verpackungseinheit<br />
an den Endkunden verkauft werden könne. „Dies erfordert<br />
die Vernetzung von physikalischer Produktionsausrüstung im<br />
Sinne des Zusammenspiels aller im Unternehmen beteiligten digitalen<br />
Systeme.“<br />
co<br />
www.guardus-mes.de<br />
www.iosb.fraunhofer.de<br />
www.psi-automotive-industry.de<br />
http://software.schneider-electric.com/wonderware<br />
Bild: Fraunhofer IOSB<br />
Dr.-Ing. Olaf Sauer,<br />
Geschäftsfeld Automatisierung,<br />
Fraunhofer<br />
Institut für<br />
Optronik, Systemtechnik<br />
und Bildauswertung<br />
(IOSB)<br />
„Es ist zwingend,<br />
dass<br />
Toolanbieter in der <strong>Engineering</strong>-<br />
Kette Exportschnittstellen für<br />
Standard-Datenformate bereitstellen,<br />
wie etwa AutomationML.<br />
Nur so kann die Kette<br />
von der Planung bis zum MES<br />
geschlossen werden.“<br />
Die Rolle von OPC UA TSN<br />
Interessant wird auch sein, wie sich Maschinen<br />
und Anlagen in der Industrie 4.0 in solchen<br />
Szenarien steuern lassen (vgl. auch Titelthema<br />
S. 56ff). TSN (Time-Sensitive Networking),<br />
mit dem die Datenübertragung per<br />
OPC UA echtzeitfähig wird, bietet hier Chancen,<br />
künftig oberhalb der Maschinenebene –<br />
die weiterhin aufgrund höherer Echtzeitanforderungen<br />
spezielle Bussysteme benötigt –<br />
mit einem einzigen Protokoll die gesamte<br />
Kommunikation abzuwickeln. „TSN schließt<br />
eine der letzten Lücken oder Showstopper<br />
von OPC UA: die Echtzeitfähigkeit beziehungsweise<br />
Deterministik“, meinen dazu die<br />
Experten des Fraunhofer IOSB. So könnten<br />
develop 3 systems engineering 01 2016 61
ANWENDUNGEN<br />
IT-INFRASTRUKTUR<br />
ESB Business School der Hochschule Reutlingen optimiert IT-Landschaft für Studierende<br />
Leistungsstark dank Virtualisierung<br />
100 neue CAD-Arbeitsplätze für Studierende des Studiengangs Wirtschaftsingenieurwesen an der<br />
ESB Business School der Hochschule Reutlingen waren das Ziel. Um dies zu erreichen, wurde mit<br />
Unterstützung des Stuttgarter Systemhauses circular die IT-Landschaft eines neuen Institutsgebäudes<br />
virtualisiert. Neben der höheren Flexibilität, Leistungsfähigkeit und Skalierbarkeit konnte die Hochschule<br />
zudem Kosten und personelle Ressourcen einsparen. Das Projekt wurde innerhalb von nur<br />
drei Monaten umgesetzt und fungiert nun als Pilotprojekt für die gesamte Hochschule.<br />
Die Virtualisierung von Rechenzentren gilt in Unternehmen bereits<br />
als Routine. Seit 2010 prognostizieren Experten den<br />
Durchbruch der Desktop-Virtualisierung, die den Arbeitsalltag noch<br />
effizienter und produktiver gestalten soll. So kann beispielsweise<br />
den zunehmenden Forderungen der Arbeitnehmer nach flexibleren<br />
Arbeitsstrukturen, der BYOD-Debatte (Bring your own Device) sowie<br />
den sich verändernden technischen Innovationen Rechnung getragen<br />
werden (vgl. IDC-Studie ‚EMEA Virtual Client Computing and<br />
Desktop Virtualization Forecast and Analysis‘, Oktober 2014). Diesen<br />
Herausforderungen sahen sich auch die Verantwortlichen der ESB<br />
Business School der Hochschule Reutlingen gegenüber.<br />
Die Hochschule Reutlingen gehört zu den führenden Hochschulen<br />
für eine internationale und unternehmensnahe akademische Ausbildung.<br />
Rund 5.800 Studierende lernen an fünf verschiedenen Fakultäten:<br />
Angewandte Chemie, ESB Business School, Informatik, Technik<br />
und Textil & Design. Ebenso unterschiedlich wie die Fakultäten<br />
gestaltete sich auch die IT-Infrastruktur der Hochschule: Zahlreiche<br />
PC-Pools mit diversen Softwareanforderungen und unterschiedlichen<br />
Alters- sowie Leistungsstufen verteilten sich auf mehrere Gebäude<br />
und Rechner-Pools. Der Administrationsaufwand war enorm<br />
und die Mitarbeiter stets ausgelastet. Zudem mussten sich die Studierenden<br />
an die Öffnungszeiten der PC-Pools sowie an die verfügbaren<br />
Arbeitsplätze binden. Mit dem Umzug in ein neues Gebäude,<br />
speziell für den Studiengang Wirtschaftsingenieurwesen, stand die<br />
Hochschule Reutlingen vor der Herausforderung, ihre IT-Infrastruk-<br />
tur zu optimieren und zu konsolidieren. Gerade auch die Restriktionen<br />
in den neuen Räumen hinsichtlich Lärmbelästigung und Wärmeentwicklung<br />
rückten hier in den Fokus. Die bestehenden Rechner<br />
sollten abgelöst und durch neue CAD-Arbeitsplätze ersetzt werden.<br />
Professor Dr.-Ing. Jochen Orso, Professor für CAD, Konstruktion-<br />
und Fabriklayout sowie Beauftragter für Bau und IT erinnert sich:<br />
„Uns stellte sich die Frage: Wie schaffen wir es, 100 PC-Arbeitsplätze<br />
aufzubauen, ohne dass dies gleichzeitig einen riesigen Mehraufwand<br />
für unsere Kollegen aus der IT mit sich bringt?“<br />
Machbarkeitstest ebnet Weg für Virtualisierung<br />
In einem Machbarkeitstest überprüften die Verantwortlichen der<br />
Hochschule die verfügbaren technischen Möglichkeiten. Dabei wurde<br />
ein erster Thin Client mit dem Virtualisierungsserver verbunden,<br />
Kontakt<br />
circular Informationssysteme GmbH<br />
Stuttgart<br />
Tel. +49 711 78717-0<br />
www.circular.de<br />
I N F O<br />
Details zum Thema Virtualisierung:<br />
http://t1p.de/lilx<br />
Bild: Hochschule Reutlingen<br />
Modellfall für die<br />
gesamte Hochschule<br />
Reutlingen: Mittels<br />
Virtualisierung lässt<br />
sich die IT-Infrastruktur<br />
leichter an aktuelle<br />
Anforderungen<br />
anpassen<br />
62 develop 3 systems engineering 01 2016
IT-INFRASTRUKTUR<br />
ANWENDUNGEN<br />
„Die Hardware kann im Notfall<br />
innerhalb von 48 Stunden ausgetauscht<br />
werden.“<br />
Bild: Hochschule Reutlingen<br />
Professor Dr.-Ing.<br />
Jochen Orso, Professor<br />
für CAD, Konstruktion-<br />
und Fabriklayout<br />
sowie Beauftragter<br />
für Bau und IT, Hochschule<br />
Reutlingen<br />
um grundsätzlich zu testen, was das System leisten kann. Eine alternative<br />
Lösung, etwa die Installation von 100 Workstations, die mit<br />
separaten Extendern in einem Serverraum verbunden sind, wäre für<br />
die Hochschule mit einem deutlichen finanziellen und personellen<br />
Mehraufwand verbunden gewesen. „Natürlich ist es schwierig, von<br />
der Performance eines Clients auf eine Gesamtheit von insgesamt<br />
100 zu schließen, aber wir haben uns dann letztendlich für die Virtualisierung<br />
entschieden“, erklärt Prof. Orso dazu. „Unsere Entscheidung<br />
wurde noch dadurch bestärkt, dass sich seit September 2014<br />
durch die VMware vSphere Beta nicht nur die Rechenleistung sondern<br />
auch die Grafik von performanten CAD-Anwendungen in einer<br />
Virtualisierung abbilden lässt.“<br />
Nach einer öffentlichen Ausschreibung ging der Zuschlag im Januar<br />
2015 an das Stuttgarter Systemhaus circular, das mit seinem Konzept<br />
einer maßgeschneiderten IT-Architektur überzeugen konnte.<br />
Das optimale Zusammenspiel zwischen leistungsfähiger Hardware<br />
und einer modernen Virtualisierungsplattform stellt die Grundlage einer<br />
effizienten Lösung dar, die in ihrem Management und in der<br />
Skalierbarkeit den technologischen Fortschritt widerspiegelt. Insbesondere<br />
die langjährige Erfahrung von circular in der Beratung, Konzeption,<br />
Umsetzung und Betreuung – alles aus einer Hand –, sprach<br />
für die Virtualisierungsexperten. Der dreijährige Wartungsvertrag sowie<br />
die Kooperation mit der Firma Dell, die die Hochschule mit der<br />
nötigen Hardware ausstattete, nennt Orso als zusätzlich ausschlaggebende<br />
Argumente. „So kann die Hardware im Notfall innerhalb<br />
von 48 Stunden ausgetauscht werden.“<br />
Die entworfene Lösung umfasst Server für die Virtualisierung mit<br />
VMware, die sich im Rechenzentrum der Hochschule befinden, ein<br />
Server für die Backup-Lösung mit Veeam, eine schnelle Storage-Architektur<br />
sowie die erforderliche Netzwerkinfrastruktur. Mit diesem<br />
System wird die CAD-Software im Rechenzentrum virtualisiert und<br />
100 Arbeitsplätze können dadurch zentral verwaltet werden. Die<br />
Studierenden greifen nun über Thin Clients auf die Rechenleistung<br />
im Rechenzentrum zu und finden stets die gleiche Installation vor.<br />
Da die Virtualisierung an der ESB Business School als Pilotprojekt<br />
der Hochschule Reutlingen dient, wurde damit ebenso die Grundlage<br />
für eine wachsende IT-Landschaft geschaffen. Nach der Erstinstallation<br />
des Testsystems konnte das System von der Hochschule<br />
bereits nach knapp zwei Monaten in den öffentlichen Lehrbetrieb<br />
aufgenommen werden. Seit März 2015 ist die Lösung implementiert<br />
und läuft seitdem produktiv im Dauereinsatz. Die zentrale Verwaltung<br />
der gesamten Umgebung stellt einen erheblichen Mehrwert<br />
beim Aufwand der zu administrierenden Systeme dar. Zeitnah<br />
kann auf wechselnde Anforderung in der Bereitstellung von Diensten<br />
und Anwendungen reagiert werden. Dies war im Vorfeld nur<br />
sehr eingeschränkt oder mit erheblichem Material- und personellem<br />
Aufwand zu leisten.<br />
Einfache Verwaltung – mehrfacher Nutzen<br />
Die Virtualisierung bietet zahlreiche Vorteile für die ESB Business<br />
School der Hochschule Reutlingen. Aus Sicht der IT-Abteilung ließ<br />
sich das gewünschte Ergebnis in Form einer schlanken und zentralen<br />
Verwaltung umsetzen. Mit der Virtualisierung der 100 Arbeitsplatzrechner<br />
musste lediglich ein einziges Image einer virtuellen<br />
Maschine angelegt werden, die auf 100 virtuelle Endcomputer ausgespielt<br />
wurde. Die Abläufe in der IT-Administration vereinfachen<br />
sich damit erheblich und auch die IT-Leistungen lassen sich so<br />
schneller bereitstellen. „Die Verwaltung ist einfach, der Nutzen<br />
mehrfach“, fasst Orso zusammen. Das System besitzt nun eine hohe<br />
Verfügbarkeit sowie Leistungsfähigkeit und überzeugt durch einen<br />
erhöhten Servicelevel sowie eine sehr gute Skalierbarkeit.<br />
Ebenso sind Stromverbrauch und Kühlung deutlich gesunken. „Im<br />
neuen Gebäude finden die Studierenden mit der modernen Ausstattung<br />
eine außergewöhnlich ruhige Arbeitsatmosphäre vor. Künftig<br />
werden sie nicht mehr durch die Lüftergeräusche der herkömmlichen<br />
PCs gestört. Außerdem entfällt die Abwärme der PC-Netzteile“,<br />
fasst Tilo Kaspar, Vertriebsleiter bei circular, die Vorteile für die<br />
Studierenden zusammen.<br />
Die Verantwortlichen der ESB Business School spielen mit dem Gedanken,<br />
diese Lösung auf weitere PC-Pools auszuweiten, weil die<br />
Server im Moment noch nicht vollständig ausgelastet sind. Die Studierenden<br />
profitieren sogar doppelt von den Maßnahmen der Virtualisierung.<br />
Diese soll insoweit weiterentwickelt werden, als dass die<br />
Studierenden ab 2016 auch von Zuhause auf die Rechenleistung zugreifen<br />
können. „Das Interesse der anderen Fakultäten ist sehr<br />
groß und die Kollegen machen sich bei uns schlau, welche weiteren<br />
Möglichkeiten die Virtualisierung bietet“, so Professor Orso abschließend.<br />
Einer hochschulweiten Virtualisierung sowie dem Anschluss<br />
der Mitarbeiter- und Dozenten-PCs, am Arbeitsplatz oder im Home-<br />
Office, steht somit nichts mehr im Wege.<br />
co<br />
Die Autorin:<br />
Eva Wachter, Redakteurin, dieleutefürkommunikation<br />
develop 3 systems engineering 01 2016 63
ANWENDUNGEN<br />
AUS DER PRAXIS DES SYSTEMS ENGINEERINGS<br />
Peter Lieber, Gründer und Inhaber, LieberLieber Software<br />
„Industrie 4.0 modellbasiert umsetzen“<br />
Im Rahmen der Rubrik ‚Aus der Praxis des <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong>s‘ berichtet uns Peter Lieber von dem<br />
Zusammenspiel von Industrie 4.0 und <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong>. Das Interessante daran ist: Zwischen den<br />
Konzepten hinter der modellbasierten Systementwicklung und den Ideen von Industrie 4.0 existieren<br />
viele Gemeinsamkeiten, insbesondere ein umfassender Informationsaustausch.<br />
develop 3 : Herr Lieber, Ihr Unternehmen engagiert sich beim<br />
Thema Industrie 4.0, nicht zuletzt auch über die Kooperation mit<br />
dem in Wien ansässigen Christian Doppler Labor. Gleichzeitig<br />
wollen Sie aufzeigen, was bereits heute mit modellbasiertem<br />
<strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong> möglich ist. Was verbindet Industrie 4.0<br />
und <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong>?<br />
Lieber: Industrie 4.0 wird heute oft als vierte industrielle Revolution<br />
bezeichnet, in der es darum geht, mittels Massenproduktion nicht<br />
mehr identische Produkte zu erzeugen, sondern diese individuell<br />
auszugestalten. Die Vision hinter Industrie 4.0 besagt, dass alle Produktionseinheiten<br />
und sonstigen relevanten Dinge im Produktlebenszyklus<br />
miteinander vernetzt werden, so dass diese vollautomatisch<br />
Daten austauschen und die Produktion autark steuern und<br />
durchführen. Der Weg hin zu Industrie 4.0 ist dabei kürzer als ge-<br />
Ausgezeichnet<br />
Der wissenschaftliche Fachaufsatz ‚Model-Based Co-Evolution of Production<br />
<strong>Systems</strong> and their Libraries with AutomationML‘ beschäftigt sich<br />
mit der gemeinsamen Entwicklung von Produktionssystemen und der<br />
Modellierungssprache AutomationML (AML), einem Datenformat zum<br />
Austausch über verschiedene <strong>Engineering</strong>-Disziplingrenzen hinweg.<br />
Durch das AML-Toolkit für Enterprise Architect von LieberLieber Software<br />
erfolgt die Integration dieses Formats in die Modellierungs-Plattform<br />
Enterprise Architect von Sparx <strong>Systems</strong>. Das ermöglicht eine einfachere<br />
Modellierung und die nahtlose Verknüpfung der mit AML ausgetauschten<br />
<strong>Engineering</strong>daten mit Modellierungstechniken anderer Diszi -<br />
plinen wie beispielsweise dem Software-<strong>Engineering</strong>. „Bei der Modellierung<br />
von Automatisierungs-Systemen kommen je nach <strong>Engineering</strong>-Domäne<br />
verschiedene Tools zum Einsatz – und jedes dieser Tools hat spezielle<br />
Datenformate, wodurch der Austausch von Daten erschwert wird“,<br />
erläutert Univ.Ass. Priv.Doz. Dr. Manuel Wimmer, Leiter des Projekts im<br />
Christian Doppler Labor: „Durch die Integration von AML in Enterprise<br />
Architect können nun Daten verschiedenster domänenspezifischer Tools<br />
in Enterprise Architect importiert, bearbeitet und exportiert werden. Dadurch<br />
lassen sich domänenübergreifende Modellierungstechniken mit -<br />
einander verbinden, wie beispielsweise UML- oder SysML-Modelle mit<br />
den durch AML ausgetauschten Systemmodellierungsdaten.“<br />
www.sysml4industry.org<br />
P L U S<br />
dacht: Durch die geschickte Kombination bereits verfügbarer Methodiken,<br />
Technologien, Werkzeuge und Standards der modellbasierten<br />
Systementwicklung lassen sich nämlich einige der angestrebten<br />
Ziele schon heute erreichen.<br />
develop 3 : Könnten Sie das etwas näher erläutern?<br />
Lieber: Zwischen den Konzepten hinter der modellbasierten Systementwicklung<br />
und den Ideen von Industrie 4.0 existieren viele<br />
Gemeinsamkeiten. So basiert Industrie 4.0 auf umfassendem Informationsaustausch<br />
zwischen allen am Produktionsprozess beteiligten<br />
Lieferanten, Kunden und Herstellern. Das gleiche Problem<br />
adressiert die modellbasierte Systementwicklung und löst es durch<br />
Einsatz eines zentralen Modell-Speichers. Dieses Konzept lässt sich<br />
gut auf Industrie 4.0 übertragen, wobei auch eine verteilte, aber vernetzte<br />
Datenquelle genutzt werden kann – etwa ein Cloud-Service.<br />
Dort werden sowohl die anfallenden Informationen als auch IT- und<br />
CPS-Systeme abgelegt, um bei Bedarf abrufbar zu sein.<br />
develop 3 : Gibt es weitere Gemeinsamkeiten?<br />
Lieber: Man kann den Wirkkettenansatz der modellbasierten Systementwicklung<br />
dazu nutzen, die für Industrie 4.0 zu definierenden<br />
Produktionsketten zu spezifizieren. Selbst zur Definition der individualisierten<br />
Produkte im Rahmen von Industrie 4.0 bieten sich bereits<br />
erprobte Verfahren wie das ‚Featuremodell-basierte Variantenmanagement‘<br />
an. Dabei generiert man aus einem vorbereiteten Basis-Arbeitsprodukt<br />
vollautomatisch weitere Varianten, verbunden<br />
mit erheblicher Kosten- und Zeitersparnis.<br />
develop 3 : Welche Anforderungen stellt der Datenaustausch in<br />
solch einem Szenario?<br />
Lieber: Der umfassende Datenaustausch im Rahmen eines Industrie-4.0-Szenarios<br />
erfordert Standards und standardisierte Datenformate.<br />
Hier ließe sich das aus der modellbasierten Entwicklung<br />
stammende und universell nutzbare ReqIF-Datenformat (Anmerkung<br />
der Redaktion: vgl. Beitrag S. 46-48 in dieser Ausgabe) hervorragend<br />
einsetzen. Und auch für die Verbindung der im Rahmen von<br />
Industrie 4.0 eingesetzten Systeme existiert bereits ein fertiger<br />
Standard: Data Distribution Service – DDS – erlaubt die Kopplung<br />
verschiedenster Dienste, Daten und Anwendungen über Netzwerkund<br />
Technologiegrenzen hinweg.<br />
develop 3 : Welche Bedeutung hat für LieberLieber Software die Kooperation<br />
mit dem Wiener Christian Doppler Labor ‚Software <strong>Engineering</strong><br />
Integration for Flexible Automation <strong>Systems</strong>‘ (CDL-Flex)?<br />
64 develop 3 systems engineering 01 2016
AUS DER PRAXIS DES SYSTEMS ENGINEERINGS<br />
ANWENDUNGEN<br />
„Der Weg hin zu Industrie<br />
4.0 ist kürzer als gedacht –<br />
falls bereits verfügbare<br />
Methodiken, Technologien,<br />
Werkzeuge und Standards<br />
der modellbasierten Systementwicklung<br />
geschickt<br />
kombiniert werden.“<br />
Bild: LieberLieber Software<br />
Peter Lieber, Gründer und Inhaber, LieberLieber Software<br />
Lieber: Wir haben damit unsere seit langem bestehende Zusammenarbeit<br />
mit wissenschaftlichen Institutionen um einen Fokus<br />
zum zukunftsweisenden Thema Industrie 4.0 erweitert. Wie eingangs<br />
erwähnt, steht im Zentrum von Industrie 4.0 ja die modellbasierte<br />
Software- und Systementwicklung – unser Spezialgebiet.<br />
Während wir also bereits heute Ansätze für Industrie-4.0-Lösungen<br />
anbieten, arbeiten wir im wissenschaftlichen Umfeld an einer besseren<br />
Verbindung zwischen modellbasierter Entwicklungs- und Automatisierungs-Welt!<br />
Im Fokus des CDL-Flex steht ja die Entwicklung<br />
flexibler industrieller Automatisierungs-Systeme. Das gemeinsam<br />
mit uns betriebene Projekt ‚SysML4Industry‘ (vgl. www.<br />
sysml4industry.org) befasst sich mit den Konzepten hinter Industrie<br />
4.0 und Ziel ist die Entwicklung von Konzepten für die Datenintegration<br />
zwischen modellbasierter Systementwicklung und der Systementwicklung<br />
im Automatisierungsbereich durch Umsetzung und<br />
Nutzung des Query/View/Transformation-Standards (QVT) der Object<br />
Management Group (OMG). Damit sollen dann Verbindungen<br />
zwischen bestehenden Standards geschaffen werden – genannt<br />
seien an dieser Stelle AutomationML oder Matlab/Simulink und andere.<br />
Die Kooperation führte übrigens inzwischen auch zu einem<br />
‚Best Paper Award‘.<br />
develop 3 : Herzlichen Glückwunsch dazu. Können Sie uns ebenfalls<br />
einige Details verraten?<br />
Lieber: Im Rahmen der 20. Internationalen IEEE-Konferenz über<br />
‚Emerging Technologies and Factory Automation‘ vergangenen September<br />
in Luxemburg wurde der wissenschaftliche Fachaufsatz<br />
Zur Person<br />
Peter Lieber ist Gründer und Inhaber des 1996 gegründeten<br />
Unternehmens LieberLieber Software. Dies hat sich als Software-<strong>Engineering</strong>-Unternehmen<br />
auf Model <strong>Engineering</strong> spezialisiert.<br />
Im Rahmen der modellbasierten Entwicklung stehen<br />
Zusatzprodukte für Enterprise Architect (Sparx <strong>Systems</strong>)<br />
sowie Anpassungen für verschiedene Industrie- und Anwendungsbereiche<br />
im Fokus. Zusammen mit kompetenten Partnern<br />
entstehen Lösungen auf Basis moderner Technologien<br />
wie UML/SysML, Modellsimulation, DSL oder MDE für Softwaresysteme<br />
(inkl. eingebetteter Systeme). Firmensitz ist<br />
Wien. Peter Lieber ist zudem auch Präsident des ‚Verbandes<br />
österreichischer Software Industrie‘.<br />
www.lieberlieber.com<br />
I N F O<br />
‚Model-Based Co-Evolution of Production <strong>Systems</strong> and their Libraries<br />
with AutomationML‘ mit dem ‚James C. Hung Best Paper<br />
Award in Factory Automation‘ ausgezeichnet. Die Arbeit wurde von<br />
einem Team von Autorinnen und Autoren der technischen Universität<br />
Wien und dem Christian Doppler Labor eingereicht, Industriepartner<br />
in dem Projekt ist LieberLieber. Sie zeigt unseren erfolgreichen<br />
Weg auf, eine bessere Verbindung zwischen modellbasierter<br />
Entwicklungs- und Automatisierungswelt zu schaffen (Details siehe<br />
Kasten). Uns freut natürlich besonders, dass die Zusammenarbeit<br />
mit dem Christian Doppler Labor so schnell Früchte getragen hat.<br />
Die Auszeichnung stärkt uns zudem dabei, die durchaus anspruchsvolle<br />
Rolle als Technologie-Pionier weiter auszufüllen!<br />
develop 3 : Vielen Dank für die interessanten Informationen. co<br />
Hinweis: LieberLieber Software ist Mitglied der<br />
GfSE.<br />
develop 3 systems engineering 01 2016 65
INSERENTENVERZEICHNIS<br />
IMPRESSUM<br />
AMA Service GmbH, Wunstorf ............................. 3<br />
Bluhm Systeme GmbH, Rheinbreitbach ............... 7<br />
MES D.A.CH Verband e.V., Ilsfeld ......................... 5<br />
Pepperl+Fuchs GmbH, Mannheim ...................... 29<br />
Bild: Stiwa Group<br />
EPLAN Software & Service GmbH & Co. KG,<br />
Monheim ........................................................... 8/9<br />
Zum Schluss...<br />
Big Data – Analyse zeigt Potenzial<br />
WSCAD electronic GmbH, Bergkirchen .............. 49<br />
<strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong> und Komplexität...<br />
Cartoon: Erik Liebermann<br />
Vorschau auf Ausgabe 2/2016<br />
„Unser Anlagenleitstand erfasst 24 Stunden<br />
am Tag eine riesige Menge von Maschinen-,<br />
Prozess- und Produktdaten“, sagt<br />
Alexander Meisinger von der Stiwa Group.<br />
„Durch die sofortige Analyse dieser Daten<br />
in Matlab und AMS Analysis-CI haben wir<br />
eine Verzehnfachung der Genauigkeit, eine<br />
Verkürzung von 30 % der Gesamtzykluszeit<br />
und eine deutliche Erhöhung der Produktionsmenge<br />
erreicht.“ Wir beleuchten deshalb<br />
rund um das Thema Big Data, welche<br />
Chancen sich dem Maschinenbau durch<br />
die Anwendung von ausgefeilten mathematischen<br />
Methoden bieten, um etwa Automationsanlagen<br />
zu optimieren und die<br />
Gesamtproduktionsmenge zu erhöhen.<br />
ISSN 2363–6726<br />
Herausgeberin: Katja Kohlhammer<br />
Verlag: Konradin-Verlag<br />
Robert Kohlhammer GmbH<br />
Ernst-Mey-Straße 8, 70771 Leinfelden-Echterdingen,<br />
Germany<br />
Geschäftsführer: Peter Dilger<br />
Verlagsleiter: Peter Dilger<br />
Chefredakteur:<br />
Dipl.-Ing. Michael Corban (co),<br />
Phone + 49 711 7594–417<br />
Redaktion:<br />
Dr.-Ing. Ralf Beck (bec), Phone +49 711 7594–424;<br />
Dipl.-Ing. Andreas Gees (ge), Phone +49 711 7594–293;<br />
Irene Knap B.A. (ik), Phone +49 711 7594–446;<br />
Jens-Peter Knauer (jpk), Phone +49 711 7594–407;<br />
Bettina Tomppert (bt), Phone +49 711 7594–286<br />
Redaktionsassistenz:<br />
Birgit Niebel,<br />
Phone +49 711 7594–349, Fax –1349,<br />
E-Mail: birgit.niebel@konradin.de,<br />
Layout: Vera Müller, Phone +49 711 7594–422<br />
Gesamtanzeigenleiter:<br />
Andreas Hugel,<br />
Phone +49 711 7594–472<br />
E-Mail: ea.anzeigen@konradin.de<br />
Auftragsmanagement:<br />
Josephine Linseisen Phone +49 711 7594–315<br />
Leserservice:<br />
Ute Krämer,<br />
Phone +49 711 7594–5850, Fax –15850,<br />
E-Mail: ute.kraemer@konradin.de<br />
Erscheinungsweise:<br />
Vier Mal jährlich<br />
Bezug:<br />
develop 3 systems engineering wird nur an qualifizierte<br />
Empfänger kostenlos geliefert. Mitglieder der Gesellschaft für <strong>Systems</strong><br />
<strong>Engineering</strong> e.V. (GfSE) und der Fachgruppe <strong>Systems</strong> <strong>Engineering</strong><br />
im Spitzencluster it’s OWL erhalten die Zeitschrift digital im Rahmen<br />
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Bezugsjahres gekündigt werden.<br />
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Gründen oder höherer Gewalt entsteht kein Anspruch auf Ersatz.<br />
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Großbritannien: Jens Smith Partnership, The Court, Long Sutton,<br />
Hook, Hamp shire RG29 1TA, Phone 01256 862589, Fax 01256 862182;<br />
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66 develop 3 systems engineering 01 2016
Bau- und Möbelschreiner 11/2015, S. 1, 23.10.2015, 08:21, GEIB<br />
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LA_Lackiererblatt/06/2015/Druckstruktur_LA - Seite 1 GEIB - 22.10.2015 10:37<br />
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