Develop³ Systems Engineering 02.2015

02 2015
Dr. David Endler,
Systems Engineering Consultant
„Im kleinen Team
zunächst Grundlagen
legen und Anforderungen
klären.“
Anwendungen Seite 64
Interdisziplinäre Produktentwicklung in der Praxis
Intelligenz in die
Maschine bringen
Methoden Seite 32
Im Überblick: Die
Sicht von Forschern
Menschen ab Seite 20
Titelstory Seite 36
Automatisierer
fokussiert ganzheitliches
Engineering

Qualifiziert. Belastbar. Ausdauernd.

EDITORIAL
Das Engineering aus der
„Steuerungsecke“ herausholen
Obwohl es einen Weg in die Zukunft weist, ist
Systems Engineering auch als Begriff in den
Entwicklungs- und Konstruktionsabteilungen
der Maschinen- und Anlagenbauer bisher
kaum gegenwärtig. In der Praxis ist es noch
immer üblich, bei der Konstruktion neuer Maschinen
sequenziell vorzugehen. Ein neues
Projekt beginnt mit der Mechanik-Konstruktion
gefolgt von Zusammenbau, der Beschaffung
der Automatisierungs-Komponenten und
der Programmierung der Steuerungen. Dabei
arbeiten die klassischen Engineering-Disziplinen
nacheinander ihre Aufgaben ab. Um das
effektiv tun zu können, müssen die Daten
durchgängig sein. In jedem Fall ist diese Arbeitsweise
aber zeitintensiv.
Da es als wesentliche Herausforderung gilt,
mit neuen Maschinengenerationen schneller
am Markt zu sein, gehört die Zukunft einem
veränderten Ansatz. Die Basis dafür könnten
mechatronisch definierte Komponenten bilden,
die in Zusammenarbeit der Mitarbeiter
aus den klassischen Engineering-Disziplinen
Mechanik-Konstruktion, Fluidtechnik, Automatisierung
und Softwareentwicklung entstehen.
Solche Einheiten lassen sich dann einfach
zu kompletten Anlagen kombinieren. Erforderlich
ist es dazu, bestehende Maschinen und
Anlagen in solche mechatronischen Einheiten
zu gliedern. Notwendig ist es letztendlich aber
auch, die Grenzen zwischen den klassi-
schen Engineering-Disziplinen aufzulösen.
Wie das in Zukunft möglich ist, verdeutlicht unter
anderem der Titelbeitrag der Ihnen vorliegenden
zweiten Ausgabe der develop 3 systems
engineering. Das Unternehmen Bachmann
electronic schildert darin, wie ein ganzheitlicher
Ansatz mit Hilfe mechatronischer
Komponenten und entsprechend integrierter
Software-Module dabei helfen kann, den gesamten
Konstruktionsprozess zu vereinfachen
und am Ende den erforderlichen Code für die
Steuerungsprogrammierung zu generieren.
Einer der wesentlichen Schritte muss also darin
bestehen, das Engineering weiter zu fassen
und aus der „Steuerungsecke“ heraus zu holen.
Zu den Aufgaben gehört es dabei auch, die
konventionellen Konstruktionsabteilungen für
die Mechanik und die E-Technik sowie die Softwareprogrammierung
zu verändern und ein
Engineering-Tool zu schaffen, das diesen ganzheitlichen
Systemgedanken unterstützt. Denn:
Vom Beherrschen der Komplexität und von der
Leistungsfähigkeit des Engineerings hängt
letztendlich der Erfolg der Fabrik der Zukunft
ab.
Dipl.-Ing. Andreas Gees
Stellvertretender Chefredakteur
develop 3 systems engineering
andreas.gees@konradin.de
deve lo p 3 systems engineering 02 2015 3

Inhalt 02 2015
TITELSTORY
Mechanik und Elektronik wachsen zusammen
Ganzheitliches Engineering
Mit Engineering-Software für den mechatronischen Ansatz
denkt der Automatisierer Bachmann electronic weit in die
Zukunft. Die Idee ist, die vielen heute bereits intern genutzten
IT-spezifischen Funktionalitäten auch Maschinen-
Konstrukteuren zur Verfügung zu stellen.
64
Mit einem kleinen Team, das Anforderungen
klärt und damit die Grundlagen legt,
hat der SE-Consultant Dr. David Endler
gute Erfahrungen gemacht.
50
Industrie 4.0 fängt im netzwerkfähigen Lager an:
SKF testet in mehreren Branchen eine innovative
Lösung für das Lagerzustandsmanagement, basierend
auf drahtlosen, intelligenten Minisensoren.
Menschen und Unternehmen
Meldungen
Neue IoT-Plattform-Version verfügbar .............................................6
Security Threat Report 2015: Schnittstellen als Angriffsziele ......... 6
Industrie 4.0 rechnet sich für KMU .................................................7
Veranstaltungen
ENGINEERING CAMPUS: ‚Input‘
für innovativ denkende Konstruktionsverantwortliche ................. 10
Achema 2015 – international, interdisziplinär, innovativ .............. 12
Stuttgarter Symposium für Produktentwicklung 2015 .................14
Neuer Fachkongress bietet Diskussionsforum für Industrie 4.0 ...16
Unternehmen
Maschinenbau auf Kurs 4.0 .......................................................... 18
Dassault Systèmes kündigt Übernahme von Modelon an ........... 19
Köpfe: Wissenschaftler zum Thema Systems Engineering
Prof. Michael Abramovici, Ruhr-Universität Bochum ................... 20
Prof. Martin Eigner, TU Kaiserslautern ..........................................22
Prof. Jivka Ovtcharova, KIT ........................................................... 24
Systems Engineering im Fokus
Aus der Fachgruppe SE: Fit werden für Industrie 4.0 ...................26
Aus der GfSE: Konferenz für Systems Engineering ...................... 28
Methoden
SE-Glossar
Teil 2: Prozesse für das Systems Engineering .............................. 30
Serie
Intelligenz in die Maschine bringen .............................................. 32
Querblick
Universelle ‚Sprache‘ für Weltraumforschung ............................. 34
46
Mit Maschinen, die parallel zum Produktdesign der
zu verschweißenden Bauteile entwickelt werden,
konnte das kanadische Unternehmen Centerline die
Time-to-Market beschleunigen.
Tools
Controller-Programmierung
Titelstory: Automatisierungssoftware
fokussiert das ganzheitliche Engineering ..................................... 36
Product Lifecycle Management
PLM speziell für KMU ................................................................... 40
Fabrikplanung / CAD
Dem Flaschenhals in der Produktion frühzeitig auf der Spur ....... 42
4 develop 3 systems engineering 02 2015

Anwendungen
36
Steuerungstechnik / Engineering
Produkt und Produktion parallel im Fokus ....................................46
Die Zukunft der Robotik im Rahmen der Industrie 4.0 ................. 49
Mechatronik / Sensorik
Industrie 4.0 fängt im netzwerkfähigen Lager an ......................... 50
Sensorik 4.0 erfordert eine leistungsfähige Kommunikation ........ 52
Leittechnik / Manufacturing Execution Systems
Aus dem MES D.A.CH Verband ...........................................54
Unterschiedliche Rezepturen jederzeit im Griff .................... 56
Einblicke in Echtzeit ............................................................. 60
Sicherer Kontakt über lange Distanzen ................................ 63
Erfahrungen mit dem Systems Engineering
„Ein kleines Team sollte die Grundlagen legen“ ................. 64
Rubriken
Editorial ................................................................................... 3
Inserentenverzeichnis ........................................................... 66
Wir berichten über ................................................................ 66
Impressum ............................................................................ 66
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MENSCHEN & UNTERNEHMEN
MELDUNGEN
Hyperscale-Datenspeicher, Storage SDK und Sicherheitserweiterungen
Neue IoT-Plattform-Version
verfügbar
Das schnelle Wachstums des IoT-Marktes
erfordert skalierbare Lösungen. Die nun
verfügbare Plattform ThingWorx Version
6.0 erleichtert die Entwicklung entsprechender
Applikationen.
Bei der Anwenderkonferenz LiveWorx 2015
hat PTC die Version 6.0 von ThingWorx vorgestellt.
Mit dem neuesten Release der sicheren
und skalierbaren IoT-Plattform wird die
Entwicklung und Inbetriebnahme von IoT-
Applikationen für Unternehmen weiter vereinfacht.
Aufgrund des schnellen Wachstums
und der zunehmenden Marktreife der
Branche müssen Unternehmen in der Lage
sein, ihre IoT-Lösungen skalierbar zu gestalten.
ThingWorx Version 6.0 beinhaltet die dafür
notwendigen Werkzeuge und Funktionali-
täten. „ThingWorx Version 6.0 setzt bei IoT
neue Maßstäbe in Bezug auf die Skalierbarkeit,
Sicherheit und Erweiterbarkeit“, sagt
Russ Fadel, Präsident von ThingWorx, einem
Unternehmen von PTC. „Die Kombination
von leistungsstarken Verbundfunktionen der
ThingWorx Plattform mit der neuen Datenspeicher-Engine
erlaubt es den Kunden, die
Geoverteilung von Daten zu implementieren.
Damit können sie die Verfügbarkeit, die Einhaltung
von regulatorischen Vorgaben sowie
die Performance optimieren.“
ThingWorx Version 6.0 enthält beispielsweise
folgende Funktionalitäten: Ein Datenspeichermodell
mit Anschlussoption, ein leistungsstarker
Laufzeitdatenspeicher, Erweiterungen
für mehr Produktivität sowie umfangreiche
Sicherheitserweiterungen.
ik
http://de.ptc.com
Bild: PTC
Russ Fadel, Präsident von ThingWorx
Internet Security Threat Report 2015
Schnittstellen als
Angriffsziele
Kommentar von MathWorks zu Industrie 4.0 im Maschinenbau
Maschinensoftware als Wachstumsmotor
Philipp Wallner, Industry
Manager bei
MathWorks, kommentierte
im Vorfeld
der Hannover Messe
2015 die Bedeutung
von Industrie 4.0
Bild: MathWorks
Philipp Wallner, Industry Manager bei Math-
Works, kommentierte im Vorfeld der Hannover
Messe 2015 die Bedeutung von Industrie
4.0: „Der Maschinen- und Anlagenbau im
deutschsprachigen Raum gilt als Innovationsführer
und zeichnet sich unter anderem
durch hohe Produktqualität und Maschineneffizienz
aus. Bisher scheint aber gerade der
klassische Maschinenbau noch nicht auf Industrie
4.0 eingestellt.“ So nehme die Entwicklung
der Maschinenapplikation heute
nur einen kleinen Teil des kompletten Entwicklungsprozesses
ein. Seit einigen Jahren
steige die Bedeutung und Komplexität der
Software allerdings stetig. Software wird
demnach meist noch per Hand programmiert
– in der jeweiligen Entwicklungsumgebung
des SPS-Herstellers. Die Applikation werde
dann häufig nur direkt an der Maschine getestet
statt umfassende, reproduzierbare
Tests in Simulationsumgebungen durchzuführen.
Durch ungenügende Tests komme
es zu Verzögerungen und damit zu einer längeren
Time-to-Market. „Wer sich im Maschinen-
und Anlagenbau von morgen gegen einen
zunehmenden Wettbewerb von Ost und
West behaupten will, muss aktiv daran arbeiten,
Software Design stärker in die eigenen
Entwicklungsprozesse zu integrieren bzw.
diese zu erweitern“, sagt Wallner. Unternehmen
in vergleichsweise jungen Feldern des
Maschinen- und Anlagenbaus wären deutlich
innovativer: So seien Aspekte wie Predictive
Maintenance, kontinuierliche Optimierung
der Produktionsprozesse anhand
der gesammelten Daten, modellbasierte Entwicklungen
von Reglern oder Maschinenabläufen,
etc. in Branchen wie ‚Erneuerbare
Energien‘ oder ‚Energy Storage‘ bereits seit
einigen Jahren sehr erfolgreich im Einsatz. ik
www.mathworks.de
Mit der industriellen Entwicklung zu Industrie
4.0 einher geht eine immer stärkere
Vernetzung. Cyberkriminellen spielt
das in die Hände, denn jede neue
Schnittstelle ist zugleich ein mögliches
Angriffsziel. Das bestätigen auch die Ergebnisse
des aktuellen Internet Security
Threat Report (ISTR) von Symantec: Im
letzten Jahr konzentrierten sich die Cyberangriffe
vor allem auf kleine Unternehmen
bis 250 Mitarbeiter als auch auf
Konzerne mit mehr als 2500 Mitarbeitern.
Hacker versuchten sowohl über
Umwege, sprich die Zulieferer, als auch
direkt Zugang zum Unternehmensnetzwerk
der großen Hersteller zu erlangen.
Darüber hinaus zeigt der Report, dass
beispielsweise die Anzahl gezielter Spear-Phishing-Angriffe
im Vergleich zum
Vorjahr um 8 % zugenommen haben.
Außerdem kommt es zwischen der Erstellung
und dem Ausrollen von Patches
zu Verzögerungen. 2014 benötigten
Softwareunternehmen laut dem Report
im Durchschnitt 59 Tage, um Patches zu
erstellen und zu verteilen. Bis sie in den
Unternehmen ankommen, kann es allerdings
bis zu zwei Monate dauern. ik
www.symantec.com
6 develop 3 systems engineering 02 2015

MELDUNGEN
MENSCHEN & UNTERNEHMEN
Bild: Software AG
Vernetzungseffekte in der Kosten-Nutzen-Analyse zu wenig beachtet
Industrie 4.0 rechnet sich für KMU
Investitionen in Industrie 4.0 können
sich für kleine und mittelständische
Unternehmen (KMU)
schon innerhalb von zirka 6 Jahren
amortisieren. Zu diesem Ergebnis
kommt eine Studie des Instituts
für Innovation und Technik
(iit) in der VDI/VDE Innovation
und Technik GmbH im Rahmen
der Begleitforschung zum
BMWi-Technologieprogramm
‚Autonomik für Industrie 4.0‘. Sie
zeigt, dass deutsche Unternehmen
durchweg positive Erwartungen
an die Industrie 4.0 haben,
dass derzeit aber vor allem
KMU vielfach zögerlich agieren.
Erforderliche Investitionskosten
werden weitaus höher eingeschätzt,
als das resultierende
Umsatzwachstum. In einem idealtypischen
Modell wird dann in
der Studie die Wirkung von Investitionen
in Industrie 4.0 für
Dr. Harald
Schöning, Vice
President Research
der Software
AG
Die Kopplung der Business-IT
und der Produktions-IT im Zuge
der Industrie 4.0 ermöglicht es
Unternehmen, ihre Wertschöpfung
zentral und übergreifend in
Echtzeit zu steuern und zu optimieren.
Allerdings öffnet sie
auch neue Möglichkeiten für
Spionage- und Sabotageattacken.
Um diesen Gefahren zu begegnen,
reichen die bisherigen,
vorrangig auf die Produktionsstabilität
ausgerichteten Sicherheitskonzepte
des verarbeitenden
Gewerbes oft nicht aus. Ein
Lösungsansatz ist ‚Security by
Design‘ – ein Konzept, das die IT-
Unternehmen in Abhängigkeit
von den sich daraus ergebenden
unterschiedlichen Vernetzungsmöglichkeiten
betrachtet. Insbesondere
für KMU sind demnach
einheitliche Kommunikationsstandards
im Produktionsverbund
die Voraussetzung für eine
Ausschöpfung des Potenzials
von Industrie 4.0.
ik
www.autonomik40.de
Neue Sicherheitskonzepte für vernetzte Produktionsumgebungen
Interdisziplinäre Referenzprojekte als Mittel der
Wahl
Sicherheit bereits in der Entwicklungs-
und Entwurfsphase berücksichtigt.
„Neben Security by
Design bedarf es eines ganzheitlichen
Ansatzes über den gesamten
Lebenszyklus von Produktion
und Produkten hinweg. Davon ist
die Industrie derzeit allerdings
noch weit entfernt“, erklärt Dr.
Harald Schöning, Vice President
Research der Software AG. „Ein
zentraler Baustein der IT-Sicherheit
für Industrie 4.0 wird die Entwicklung
einer branchenunabhängigen
Semantik und entsprechender
IT-Sicherheitsmodelle
sein müssen. Interdisziplinäre
Referenzprojekte sind das Mittel
der Wahl, diesen Prozess voranzutreiben.“
Detaillierter beschreibt
Schöning die Herausforderungen
und Lösungsansätze in
seinem Beitrag ‚IT-Sicherheit in
Industrie 4.0‘, der im Fachbuch
‚Industrie 4.0 – ein praxisorientierter
Ansatz‘ erschienen ist. ik
www.softwareag.com
Bild: Schunk GmbH & Co. KG
Eine Studie des Instituts für Innovation
und Technik zeigt positive und negative
Erwartungen und Einschätzungen
von deutschen Unternehmen in Zusammenhang
mit Industrie 4.0
Über eine Million Artikeldaten im WSCAD- und Eplan-Format
Erfolgreicher Launch der neuen Datenbank
Zur diesjährigen Hannover
Messe hatte die WSCAD
electronic GmbH ihr neues
Datenportal mit über einer
Million Artikeldaten für Nutzer
der beiden E-CAD-Lösungen
WSCAD und Eplan
angekündigt. Schon nach
zwei Tagen hatten sich über
250 Benutzer registriert.
Mittlerweile nähert sich die
Zahl der registrierten Anwender
dem vierstelligen Bereich. Auch
die Hersteller von Komponenten
zeigen Interesse und bringen ihre
Produkte in Form von vorgefertigten
E-CAD-Daten auf die neue
kostenlos.
Plattform: Fast 70.000 neue Artikeldaten
in den Formaten
WSCAD und Eplan haben das
Unternehmen seit dem Launch
erreicht und sind teilweise im
Portal schon verfügbar. Beispielsweise
gibt es 6500 neue Eplan-
Daten der Siemens Energy Management
Division. Insgesamt
ist die Zahl der Artikeldaten auf
nunmehr fast 1,1 Mio. gestiegen.
Sowohl die Registrierung auf der www.wscad.de
Bild: WSCAD electronic
Die schon jetzt steigenden Datenmengen
in vielen Unternehmen
werden in Zukunft ohne ein
automatisiertes DMS wohl kaum
handhabbar sein. Auvesy´s Datenmanagement-Lösung
für die
automatisierte Industrie versiondog
soll nun den Weg zu Industrie
4.0 ebnen. Wie das System
funktioniert, darauf gibt die diesjährige
Roadshow versiondog
‚vor Ort‘ nun Antworten. Hauptthema
wird dabei neben der Anfang
Mai veröffentlichten Version
3.2.2 das neue Add-On ‚Anlagenstatus‘
sein. Darin erhält der
Anwender einen Überblick über
wichtige Geräteinformationen
Registrierung und Zugang zur
Artikeldatenbank wscaduniverse.com
sind kostenlos
Plattform als ihre Nutzung sind
WSCAD-Anwender
mit Wartungsvertrag starten und
nutzen die Such- und Filterfunktionen
direkt aus ihrer Anwendung
heraus und importieren die
ausgewählten Artikeldaten in ihre
Pläne. Für Konstrukteure und
Entwickler ohne Wartungsvertrag,
die das Eplan Data Portal
beispielsweise nicht nutzen können,
stellt wscaduniverse.com
eine interessante Alternative
dar.
ik
versiondog im Juni 2015 zu Gast in fünf deutschen Großstädten
Roadshow zum Thema Industrie 4.0
Auvesy´s Datenmanagement-Lösung
versiondog
ist im Juni 2015 zu Gast
in fünf deutschen Großstädten
Bild: Auvesy
wie wie Firmware-Stände, eine
MLFB Übersicht, Zykluszeiten,
Backup-Ergebnisse oder den
Batteriestatus.
Im Juni 2015 macht die Roadshow
Halt in Stuttgart, München,
Berlin, Hannover sowie in Düsseldorf.
Dort bekommen Anlagen-
und Maschinenbauer, Instandhalter
sowie Anlagenbetreiber
die Möglichkeit, sich zum
Leistungsumfang von versiondog
– gerade im Hinblick auf Industrie
4.0 – zu informieren. Am
Nachmittag bietet Auvesy den
Teilnehmern eine Plattform, um
die Lösung selbst zu testen. ik
www.versiondog.de
deve lo p 3 systems engineering 02 2015 7

MENSCHEN & UNTERNEHMEN
MELDUNGEN
Plattform für integrierte Sicherheit im IoT
Bedrohungen erkennen und
abwenden
Sysgo startet mit elf weiteren europäischen
Unternehmen das EU-Projekt Safure –
SAFety and secURity by dEsign for interconnected
mixed-critical cyber-physical systems.
Dabei geht es um die Entwicklung
einer Plattform für integrierte Sicherheit von
kritischen Systemen im Internet der Dinge.
Ziel des Projekts ist die Bereitstellung eines
Frameworks, das Sicherheitsbedrohungen
für die funktionale Sicherheit von vernetzten
Systemen erkennt und abwendet.
Eine neue Methodologie soll das gemeinsame
Design von funktionaler Sicherheit und
Security ermöglichen und Systemdesignern
und -entwicklern entsprechende Werkzeuge
an die Hand geben. Mit Safure reagieren
die beteiligten Partner auf Forderungen der
Anwenderindustrien nach mehr Offenheit,
zunehmender Kommunikation und den Einsatz
von multi-core Prozessoren in sicherheitskritischen,
vernetzten Systemen. Die
bisherige Trennung von IT Security und
funktionaler Sicherheit soll überwunden und
ganzheitlich im Design von kritischen Systemen
angelegt werden, um Attacken zu entdecken
und zu verhindern .
ik
www.sysgo.com
Bild: Deutsche Messe
Agnes Bagsik von Arburg im Finale der Engineer Powerwoman 2015
Karrierepreis auf der Hannover Messe
Im Rahmen des Fachkongresses
WoMenPower wurde am 17.
April 2015 auf der Hannover
Messe der Karrierepreis Engineer
Powerwoman 2015 verliehen.
Damit wird jährlich eine Frau ausgezeichnet,
die Herausragendes
im MINT-Bereich (Mathematik,
Informatik, Naturwissenschaft
und Technik) geleistet hat. Die
studierte Maschinenbau-Ingenieurin
Agnes Bagsik, die bei Arburg
die Gruppe Technologie-
Entwicklung Freeformer leitet,
zählte zu den drei Finalistinnen.
Sie ist im Unternehmen das Bindeglied
zwischen den Bereichen
Entwicklung und Kundenanforderungen
und kümmert sich um
die Kooperationen mit Universitäten und
Hochschulen. „Wir freuen uns, dass sich
Agnes Bagsik gegen zahlreiche Konkurrentinnen
durchsetzen konnte und von der Jury
als eine von drei Finalistinnen des Karrierepreises
‚Engineer Powerwoman‘ ausgewählt
wurde“, freute sich die geschäftsführende
Gesellschafterin Renate Keinath,
die bei Arburg den Bereich Personal- und
Geballte WoManPower (v.r.): Gabby Aitink-Kroes, Gewinnerin des Karrierepreises
2014, Jury-Vorsitzende Prof. Barbara Schwarze, Preisträgerin
Dr. Jelena Stojadinovic (Membrasenz) sowie die Finalistinnen
Agnes Bagsik (Arburg) und Dr. Cynthia Morais Gomes (BIM).
Sozialwesen verantwortet. „Damit ist sie ein
starkes Vorbild für alle Frauen, die sich für einen
technischen Beruf bei uns interessieren
und die ich ermutigen möchte, den Schritt in
den Maschinenbau zu wagen.“ Als innovatives
Familienunternehmen setze Arburg auf
engagierte und gut ausgebildete Mitarbeiterinnen
und Mitarbeiter.
ik
www.arburg.com
FZI leitet die Begleitforschung von ‚Smart Data‘
Markt am Standort Deutschland erschließen
Prof. Dr. Ralf
Reussner, Vorstand
und Sprecher
des FZI:
„Die wirtschaftliche
Nutzung umfangreicher
Datenmengen
rückt
in den Vordergrund.“
Bild: FZI Forschungszentrum Informatik
Das FZI Forschungszentrum Informatik
hat gemeinsam mit der
Gesellschaft für Informatik e.V.
(GI) den Auftrag für die Begleitforschung
des neuen Technologieprogramms
‚Smart Data – Innovationen
aus Daten‘ des Bundesministeriums
für Wirtschaft
und Energie gewonnen. Mit dem
Technologieprogramm fördert
das BMWi in den kommenden
drei Jahren 13 Leuchtturmprojekte,
um den zukünftigen Markt
für Big Data-Technologien am
Standort Deutschland zu erschließen.
Das maßgebliche Ziel
der Begleitforschung bei ‚Smart
Data‘ ist die Unterstützung der
geförderten Projekte im Bereich
der wissenschaftlichen Pro -
jektbegleitung, der Vernetzung
sowie des Technologie- und
Wissenstransfers. Prof. Dr. Ralf
Reussner, Vorstand und Sprecher
des FZI: „Während erste
Werkzeuge für die Handhabung
großer Datenmengen – insbesondere
Datenbanken und
Analysewerkzeuge – Marktreife
erlangen, rückt nun die wirtschaftliche
Nutzung umfangreicher
Datenmengen in den Vordergrund.“
Unterstützt wird das FZI von der
Gesellschaft für Informatik e.V.
sowie der LoeschHundLiepold
Kommunikation GmbH. ik
www.fzi.de
Scrum – ein dynamischer Weg zu innovativer Software
Prozesse individuell auf Kunden abstimmen
Simon Hellinger
ist Softwareexperte
bei
s2G.at und für
die Organisation
der Scrum-Prozesse
verant -
wortlich
Bild: s2G.at
Die Softwarearchitekten von
s2G.at aus Linz gehen bei der gemeinsamen
Projektarbeit mit ihren
Kunden neue Wege. „In der
klassischen Projektbearbeitung
von Softwareanforderungen gibt
es drei Stufen: Planung, Entwicklung
und Testphase. Diese lineare
Vorgangsweise birgt große
Gefahren“, sagt Simon Hellinger
von s2G.at. Als absoluten Worst
Case sieht er, wenn in der Testphase
Mängel der Planung offenbart
werden und das Ergebnis
somit nicht den Anforderungen
des Kunden entspricht. Via
Scrum beugt s2G.at diesen Szenarien
vor. Dabei werden die Aufgaben
zunächst nur grob strukturiert
und erst kurz vor der Implementierung
verfeinert und in weitere
Schritte zerlegt. Ein Backlog
dient dabei als Sammelbecken
aller Inputs. Dadurch entsteht
auch eine logische Reihung nach
Wichtigkeit der einzelnen Punkte.
„Hat eine Aufgabe Priorität,
brechen wir sie auf kleinere Arbeitsgänge
herunter und integrieren
sie in Sprints. Diese kurzen
Zyklen haben in etwa eine
Länge von nur ein bis zwei Wochen“,
beschreibt Hellinger. Am
Ende jedes Sprints werden die
Ergebnisse als funktionierende
Teilsysteme präsentiert und mit
den Kunden besprochen. ik
www.s2g.at
8 develop 3 systems engineering 02 2015

MELDUNGEN
MENSCHEN & UNTERNEHMEN
IT-Container als schlüsselfertige Plug & Play-Lösung für sensible Daten
Sicher geschützt und jederzeit greifbar
Mehr als 80 % der Unternehmen in Deutschland
sind sich laut einer aktuellen Studie des Grob- und Feintechnik sind zudem räumlich
Vandalismus gesicherten IT-Container. Die
Nifis (Nationale Initiative für Informations- voneinander getrennt, was Service- und Installationsarbeiten
erheblich erleichtert.
und Internet-Sicherheit e.V.) unsicher, ob ihre
Daten in der Cloud sicher sind. Mit dem Complete-Data-Center
(CDC), das bei Denios in in der Basisausstattung CAT2 geeignet. Das
Als Komplettsystem ist der Container schon
Kooperation mit anderen Unternehmen der gesamte Sicherheitskonzept kann aber auch
Sicherheitsbranche entstanden ist, haben kundenindividuell, beispielsweise mit einer
Betriebe ihre Daten vor Ort – in einem schlüsselfertigen,
mobilen, gegen Einbruch und weitert werden. Darüber hinaus ist das
RC4-Klassifizierung nach DIN EN 1630, er-
CDC
örtlich flexibel. Damit ist es besonders zur
Nutzung als Backup-System oder für Unternehmen,
deren IT-Infrastruktur nicht mehr in
den vorhandenen Räumen untergebracht
werden kann, geeignet. Alle für den Betrieb
notwendigen Komponenten sind aufeinander
abgestimmt und installiert. Bei der Auslieferung
wird eine schlüsselfertige Plug & Play-
Lösung übergeben.
ik
www.denios.de
Semantik-Lieferant für die
Industrie 4.0
Messedebüt erfolgreich
genutzt
Der eCl@ss e.V. blickt auf eine
erfolgreiche Messepremiere zurück
und zieht eine mehr als positive
Bilanz. Nicht nur mit seinem
eigenen Stand in der Industrie
4.0-Halle positionierte sich der
Verein im Themenschwerpunkt
der internationalen Industriemesse.
Gerade auch die eigene
Podiumsdiskussion legte den Fokus
auf das Potential des eCl@ss-
Produktdatenstandards für die
Industrie 4.0. „Die Diskussion hat
die Bedeutung von eCl@ss für
die Zukunft der Industrie hervorgehoben.
17.000 Merkmale, die
heute weltweit branchenübergreifend
erfolgreich im Einsatz
sind, zeigen, welche Chancen
eCl@ss bietet“, kommentierte
Henning Uiterwyk, General Manager
des eCl@ss e.V.
Im Zentrum der Podiumsdiskussion
standen die Anforderungen
an eine I4.0-Ontologie vor dem
Hintergrund des Produktdatenstandards.
„Durch die Digitalisierung
der Wirtschaft wächst die
Bedeutung von eCl@ss enorm“,
betonte Michael Ziesemer,
Präsident des Industrieverbandes
ZVEI sowie COO und stellvertretender
Vorstandsvorsitzender
der Endress+Hauser Gruppe, im
Rahmen des Experten-Talks.
„Offene Architekturen der Industrie
4.0 brauchen eine Semantik.
Diese liefert eCl@ss ab Version
9.0 auch für den Engineering
Prozess.“
ik
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16. - 20.06.2015
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www.bachmann.info
Bachmann Lösungen sind seit jeher für höchste Qualität und Leistung bekannt.
Als perfekte Ergänzung zur bewährten Steuerungswelt erweitern wir nun unser Produktportfolio
um performante, qualitativ hochwertige Bedien- und Beobachtungslösungen.
In verschiedenen Einsatzbereichen und Leistungsklassen der Industrie wird Bachmann
so zur ersten Wahl für Ihre Gesamtlösung.

MENSCHEN & UNTERNEHMEN
VERANSTALTUNG
Bild: Konradin
ENGINEERING CAMPUS: Ideenaustausch rund um Systems Engineering und Produktentwicklung
‚Input‘ für innovativ
denkende Konstruktionsverantwortliche
Innovative Methoden und Ideen kennenlernen und sich mit Konstruktionsleitern aus anderen Unternehmen
und Branchen austauschen – das ist Ziel des ENGINEERING CAMPUS, den die Konradin
Mediengruppe erstmals am 22. September 2015 in Stuttgart veranstaltet. Die interdisziplinäre
Zusammenarbeit – in Industrie-4.0-Zeiten insbesondere auch mit Informatikern! – bildet genauso
wie das Thema Additive Manufacturing einen der Schwerpunkte.
Innovative Entwicklungsingenieure stellen
sicher, dass ihr Unternehmen wirtschaftlich
stark bleibt. Aber auch kluge Köpfe
brauchen ‚Input‘ – und genau den liefert
im September 2015 der erste ENGINEE-
RING CAMPUS der Zeitschriften AutomobilKonstruktion,
develop 3 systems
engineering, elektro AUTOMATION, Industrieanzeiger,
KEM – Konstruktion,
Entwicklung, Management und medizin&technik
aus der Konradin Mediengruppe.
Die Veranstaltung bietet den Teilnehmern
die Möglichkeit, sich zu aktuellen
und interessanten Themen rund um die Produktentwicklung
zu informieren.
Ein besonderer Fokus liegt dabei auf der
disziplinübergreifenden Zusammenarbeit,
die das Systems Engineering (SE) adressiert.
Steigende Komplexität und die zunehmende
Zusammenarbeit mit Kunden und
Zulieferern – global verteilt – bei gleichzeitig
immer engeren Zeitfenstern führen zu hohen
Anforderungen an die Entwicklungsabteilungen.
Und nur mit qualitativ hochwertigen
Produkten lassen sich Wettbewerbsvorteile
sichern. Systems Engineering
stellt hier Methoden und Tools bereit,
um Entwicklungsprozesse zu parallelisieren
und zu synchronisieren. Denn nur interdisziplinäre
Teams können Mechanik, Elektrotechnik
sowie Software – enthalten in den
Programmcodes der Automatisierer – so
aufeinander abstimmen, dass auch die Inbetriebnahme
reibungslos über die Bühne
geht.
Engineering-Prozesse und
Additive Manufacturing im Fokus
Zum Einstieg beschäftigen sich die beiden
Keynotes mit der Frage, wie sich Engineering-Prozesse
verbessern lassen und welche
Voraussetzungen dafür erfüllt sein müssen.
Dr. Peyman Merat, Projektleiter
PLM2015 bei der Daimler AG, wird zum
Thema ‚Das digitale Rückgrat der Produktentwicklung‘
berichten. Hintergrund ist,
dass die Entwicklungs- und Produktplanungsprozesse
bei Daimler künftig auf der
engen Vernetzung der Produktdatenmanagement-Software
Smaragd und der CAD/
CAE/CAM-Software NX von Siemens aufsetzen
wird – letztere wurde im Rahmen des
Details
22. September 2015
9:00 bis 18:00 Uhr
Mövenpick Hotel,
Stuttgart Airport
www.engineering-campus.de
INFO
intern ‚PLM2015‘ genannten Großprojektes
eingeführt. Im Anschluss zeigt Dr. Roman
Dumitrescu, dass sich Systems Engineering
nicht nur für den Bau von Raketen und
Raumschiffen eignet – ein oft zu hörender
Einwand. Vorgestellt werden erste Ergebnisse
der 2014 im Rahmen des Technologieclusters
it’s OWL gegründeten Fachgruppe
Systems Engineering, die Dumitrescu
leitet. Ziel der Fachgruppe ist es, insbesondere
dem Maschinen- und Anlagenbau
angepasste Methoden und Tools für
das SE zur Verfügung zu stellen.
In den folgenden beiden Trendsessions
steht dann das Thema Additive Manufacturing
(AM), die generative Fertigung im Vor-
10 develop 3 systems engineering 02 2015

Dr. Peyman Merat, Projektleiter
PLM2015 bei Daimler, wird von der
Gestaltung der Engineering-Prozesse
bei dem Automobilbauer berichten
Bild: Daimler
ENGINEERING CAMPUS 2015
22. September 2015, Mövenpick-Hotel, Stuttgart Airport
08:00 - 09:00 Eintreffen der Teilnehmer und Registrierung
09:00 - 09:10 Begrüßung
09:10 - 09:50 Keynote 1:
Das digitale Rückgrat der Produktentwicklung
Erfahrungen aus dem Projekt PLM2015 der Daimler AG
Dr. Peyman Merat, Projektleiter PLM2015, Daimler AG
09:50 - 10:30 Keynote 2:
Interdisziplinär entwickeln im Mittelstand
Praxisgerechte Methoden des Systems Engineerings
Dr.-Ing. Roman Dumitrescu
Leiter der Fachgruppe SE im Spitzencluster it's OWL
10:30 - 10:50 Kaffeepause
10:50 - 11:25 Trendsession Additive Manufacturing:
Losgröße Eins in der Großserienproduktion
Generative und herkömmliche Fertigungsverfahren punkten im Team
11:25 - 12:00 Trendsession Additive Manufacturing Recht:
Einfaches 3D-Kopieren stellt klassische Geschäftsmodelle in Frage
Technische, wirtschaftliche und rechtliche Ansätze schützen vor Schaden durch Kopien
Dr. rer. nat. Dr. oec. Bernd-Günther Harmann
Geschäftsführer Kaminski Harmann Patentanwälte AG
dergrund. Insbesondere im Zusammenhang
mit Industrie-4.0-Konzepten könnten
die Schichtbauverfahren zukünftig eine besondere
Rolle spielen – immer dann, wenn
es um individualisierte Produkte geht, die
vielfach zitierte Losgröße Eins. Spannend
ist dabei das Teamwork mit den etablierten
Fertigungsverfahren, sprich die Integration
in die Serienfertigung. Gelingt dies, muss
kundenindividuell und effizient gefertigt
kein Widerspruch sein. Auf Fallstricke rund
um den 3D-Druck geht anschließend Dr.
Bernd-Günther Harmann ein, Geschäftsführer
der Kaminski Harmann Patentanwälte
AG in Vaduz/Liechtenstein. Er zeigt auf,
wie man Nachteilen durch die zu erwartende
Kopierlust begegnet und darüber hinaus
sogar davon profitieren kann.
Am Nachmittag stehen mehrere Vorträge
auf dem Programm (siehe Tabelle). Themen
sind unter anderem:
mechatronische Komponenten und ihre
Vorzüge,
das Zusammenwachsen von sicherer
und Standard-Automatisierung sowie
Entwicklungsdienstleistungen.
Letztere spielen insbesondere in umfangreichen
Projekten eine Rolle, wenn es gilt,
über das eigene Kern-Know-how hinaus
Wissen und Kapazitäten zu erschließen.
Die Plenumsrede zum Abschluss der Veranstaltung
hält übrigens Prof. Timo Leukefeld,
der sich unter dem Titel ‚Energie intelligent
verschwenden‘ interessante Gedanken
zu unserem Umgang mit Energie macht
– ein in vielerlei Hinsicht anregender Vortrag.
co
12:00 - 13:00 Mittagspause
13:00 - 14:30 Vortragsreihe 1
Das Ganze im Visier –
Systems Engineering in der Praxis
Arbeiten Mechanik-, Elektrotechnik- und Softwarespezialisten
bereits in den frühen Phasen
der Produktentwicklung im Team eng zusammen
– genau das adressiert das Systems Engineering
–, entstehen qualitativ hochwertigere
Produkte in kürzerer Zeit. Innovative Ideen werden
auf diese Weise schneller zu wettbewerbsfähigen,
vermarktbaren Produkten. Die Umsetzung
in der Praxis ist vorrangig eine Frage der
Methodik und erst im Anschluss eine der gewählten
Tools.
14:30 - 15:00 Kaffeepause
15:00 - 16:30 Vortragsreihe 3
Expertensystem an Bord – mechatronische
Komponenten punkten mit Systemansatz
Auch der Einsatz bewährter Maschinenelemente
lässt sich unter Betrachtung des Gesamtsystems
optimieren. Ein Beispiel ist die Erkennung
von Wälzlagerschäden, Unwuchten
sowie fehlerhaft ausgerichteten Achsen aufgrund
von Vibrationsmessungen. Konsequent
zu Ende gedacht, lässt sich auf diesem Wege
auch ein Energie-Monitoring realisieren. Entscheidend
ist der Systemansatz des Systems
Engineerings, mit dem der Blick von der Komponente
auf die ganze Maschine oder Anlage
gelenkt wird.
Vortragsreihe 2
Safety inklusive – Sichere und Standard-
Automatisierung wachsen zusammen
Einer Prognose zufolge wird in der Steuerungstechnik
in 15 Jahren die Unterscheidung
zwischen Standard- und Sicherheits-
Komponenten hinfällig sein – es gibt dann
nur noch „sichere“ Systeme. Bereits heute
bieten SPS-Systeme die Möglichkeit, gleichermaßen
Standard- wie Safety-Komponenten
zu betreiben und fassen das Engineering
in einem Tool zusammen. Der Vorteil:
Funktion und Sicherheit lassen sich ganzheitlich
betrachten und eröffnen neue Chancen
für innovative Maschinen.
Vortragsreihe 4
Entwicklungsdienstleistungen –
Unterstützung auch bei
sensiblen Projekten
Zunehmend sind Systemlösungen gefragt, in
denen sehr verschiedene Komponenten integriert
werden müssen. Das bringt gerade
kleinere Unternehmen an ihre Grenzen. Entwicklungsdienstleister
bringen an dieser
Stelle ihr Know-how in Spezialgebieten, aber
auch Entwicklungskapazitäten ein. Selbst bei
sensiblen Projekten in hochregulierten Branchen
– wie etwa der Medizintechnik – können
sie sowohl die Projektabwicklung beschleunigen
als auch ganz neue Funktionalitäten
entstehen lassen.
16:30 - 17:00 Kaffeepause
17:00 - 18:00 Plenum
Energie intelligent verschwenden
Gedanken zum Umgang mit Energie unter Einbeziehung der Betrachtungsweise als Gesamtsystem
Prof. Dipl.-Ing. Timo Leukefeld
Energieexperte
Hier das vorläufige Programm des ENGINEERING CAMPUS 2015, online ist das aktuelle Programm erreichbar unter:
www.engineering-campus.de
deve lo p 3 systems engineering 02 2015 11

MENSCHEN & UNTERNEHMEN
VERANSTALTUNGEN
Bild: Dechema Ausstellungs-GmbH
Festo berücksichtigt bei Industrie 4.0 gleichermaßen Technologie, Mensch und
Bildung
Bild: Festo
Die Achema 2015 bietet Besuchern mit ihren knapp 3800 Ausstellern ein breites
Spektrum aus unterschiedlichen Branchen
Achema 2015 – international, interdisziplinär, innovativ
Modularisierung liegt im Trend
Alle drei Jahre präsentieren sich die chemische Technik, die Verfahrenstechnik sowie die Biotechnologie
auf der Achema. Vom 15. bis 19. Juni 2015 werden knapp 3800 Aussteller neue Produkte,
Verfahren und Dienstleistungen in Frankfurt zeigen. Auch in diesen Bereichen wird die Thematik
der Industrie 4.0 sowie die bessere Zusammenarbeit verschiedener Branchen immer wichtiger.
2015 hat die Achema selbst mit der Wahl von drei Fokusthemen
Schwerpunkte gesetzt, die sich durch alle Ausstellungsgruppen ziehen:
Innovative Prozessanalytik, industrielles Wassermanagement
und die BiobasedWorld als Plattform für die biobasierte Industrie
und die Biotechnologie. Das Spektrum der fast 3800 internationalen
Aussteller reicht dabei von Laborausrüstung, Pumpen und Analytikgeräten
über Verpackungsmaschinen, Kessel und Rührer bis zu Sicherheitstechnik,
Werkstoffen und Software. Der begleitende Kongress
ergänzt die Themenvielfalt der Ausstellung mit 800 wissenschaftlichen
Vorträgen und zahlreichen Gast- und Partnerveranstaltungen.
Als weitere Trends zeichnen sich vor allem die Modularisierung
und Automatisierung von Anlagen und Prozessen sowie die
Energie- und Ressourceneffizienz und die integrierte Prozessentwicklung
ab – Entwicklungen, die eine weitere Vernetzung verschiedener
Branchen und Disziplinen voraussetzen.
Was unter dem Stichwort Industrie 4.0 in anderen Bereichen diskutiert
wird, lässt sich auch auf die Prozessindustrie großenteils übertragen.
Hier sind es weniger die Produktkomponenten, die miteinander
kommunizieren, als die Bestandteile der Anlage. Damit einhergehend
werden Abläufe flexibler und das vom Labor bis zur Verpackungstechnik.
Kernthema modulare Produktion
Auf die zunehmende Modularisierung und Automatisierung in der
Prozessindustrie ist auch Hans-Georg Kumpfmüller, Vorsitzender
des Fachbereichs Messtechnik und Prozessautomatisierung im
ZVEI-Fachverband Automation, auf dem Fachpressetag zur Achema
2015 ausführlich eingegangen. Demnach werden sie zunehmend
an Bedeutung gewinnen und für einige Veränderungen sorgen.
Damit einher gehe der Trend weg vom ‚scale-up‘, der Maßstabsvergrößerung
der Herstellungsverfahren, hin zum ‚numberup‘,
also der Ausstattung ganzer Fabriken mit einem flexibleren, produktiveren
Konzept. Die sogenannte ‚Time-to-Market‘, die Dauer
von der Produktentwicklung bis zur Platzierung des Produkts am
Markt, werde dadurch verringert. Entsprechende Praxisbeispiele
sind im Anfang Februar erschienenen ZVEI-Whitepaper zur modularen
Produktion in der Prozessindustrie zu finden. Es wurde in Zusammenarbeit
mit den Unternehmen der Namur, der Interessengemeinschaft
Automatisierungstechnik der Prozessindustrie e.V.,
12 develop 3 systems engineering 02 2015

VERANSTALTUNGEN
MENSCHEN & UNTERNEHMEN
Bild: Dechema Ausstellungs-GmbH
Die Hallenübersicht der Messe bietet einen
ersten Überblick über die Themengebiete
Messedaten
INFO
Die Achema 2015 findet von Montag, den 15.06.2015, bis
Freitag, den 19.06.2015, auf dem Messegelände in Frankfurt
am Main statt. Geöffnet ist die Messe von Montag bis
Donnerstag von 9:00 bis 18:00 Uhr, am Freitag von 9:00
bis 16:00 Uhr.
erstellt. Nähere Informationen dazu finden Sie auf Seite 9. Neben
diesem Whitepaper arbeiten die beiden Organisationen und das
Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik an einer Veröffentlichung
zum Thema Security in der Prozessautomatisierung.
Die Automation Security Agenda 2020 soll am ersten Messetag im
Rahmen des Achema-Diskussionsforum Automation im Dialog offiziell
vorgestellt werden. Kumpfmüller führte in seiner Präsentation
dazu aus, dass moderne Automationslösungen größeren Risiken
ausgesetzt sind. Die offenen, vernetzten Architekturen und Komponenten
würden eine Absicherung zusätzlich erschweren.
Weitere Kernthemen neben der modularen Produktion und der Security
sind für den ZVEI auf der Achema 2015 die FDI (field device integration)
sowie die PAT (process analytical technology). In Kombination
mit OPC UA soll FDI nun das Ende der Wand zwischen den
Komponenten darstellen. PAT hingegen ist laut Kumpfmüller ein gutes
Beispiel für die Digitalisierung in der Prozessindustrie in Zusammenhang
mit der Industrie 4.0. Das Ziel der Analysen sei die Verbesserung
der Qualität über ein besseres Verständnis der einzelnen Prozesse.
Die Technologie vertrete außerdem den systemorientierten
Ansatz. Hier sieht Kumpfmüller allerdings noch Probleme in der Zusammenarbeit
der unterschiedlichen Abteilungen und Bereiche in
Unternehmen. Die einzelnen Gruppen müssten kooperieren oder
wenigstens lernen, zusammen zu arbeiten.
Anlagen nach dem Lego-Prinzip
Neben dem ZVEI präsentierte auch Festo in der Person des Vorstandsvorsitzenden
Dr. Eberhard Veit seine Themen für die Achema
auf dem Fachpressetag. Unter anderem ging es auch hier um modu-
Weitere Informationen finden Sie unter:
www.achema.de
lare Automation: Anlagen nach dem Lego-Prinzip als Antwort auf
volatile Märkte in Prozessindustrien. Ganz nach der erwähnten Methode
des ‚numbering-up‘ statt ‚scale-up‘ sollen kleinere Chargen
und unterschiedliche Produktarten auf einer Anlage bearbeitet werden.
Je nach Bedarf fügen Anwender Module hinzu oder klemmen
sie ab. Die Automatisierungsplattform CPX stellt dabei bei Festo den
zentralen Baustein dar. In Sachen Industrie 4.0 setze Festo auf vier
Säulen: Agile 4.0 steht für ‚A‘ wie Architekturen für flexible, selbstlernende
kollaborative Systeme und Prozesse auf Basis mechatronischer
Systeme, Elektronik und Software. ‚G‘ wie Geschäftsmodelle,
neue Formen der Arbeitsorganisation in der Produktion und für
die unternehmensübergreifende Zusammenarbeit/Vernetzung führen
zu neuen Geschäftsmodellen. ‚I‘ wie Innovationen bei Produkten:
intelligente, intuitive, integrative internetfähige Produkte und
Komponenten und ‚LE‘ wie Lernen, Wissen und Bildung durch technische
Aus- und Weiterbildung in Studium und Beruf. Insgesamt
verfolge Festo bei Industrie 4.0 einen integrierten Ansatz für die Fabrik-
und Prozessautomation und berücksichtige dabei gleichermaßen
Technologie, Mensch und Bildung.
ik
deve lo p 3 systems engineering 02 2015 13

MENSCHEN & UNTERNEHMEN
VERANSTALTUNGEN / PUBLIKATIONEN
Fraunhofer IAO: Stuttgarter Symposium für Produktentwicklung 2015
Erfahrungsaustausch für Entwickler
Am 18. und 19. Juni 2015 findet das
dritte Stuttgarter Symposium für Produktentwicklung
statt. Es bietet Industrie und
Forschung Gelegenheit, sich über Herausforderungen
und Lösungsansätze zu
informieren.
Weltmarktführer und Hidden Champions
präsentieren ihre Strategien. So informieren
im Forum am 18. Juni 2015 Referenten aus
der Industrie anhand von Erfahrungsberichten
und Praxisbeispielen über Herausforderungen
und Erfolgsfaktoren für die zukünftige
Produktentwicklung. Vertreter aus Industrie
und Wirtschaft haben die Gelegenheit,
neue Lösungsansätze kennenzulernen und
Erfahrungen untereinander auszutauschen.
Die Konferenz am 19. Juni 2015 richtet sich
an Fachexperten sowie Wissenschaftler und
gibt einen umfassenden Überblick über den
aktuellen Stand der Forschung zu Methoden,
Lösungsansätzen und Technologien im Bereich
der Produktentwicklung. Folgende Themen
stehen dabei im Fokus:
Wissensbasierte Produktentwicklung –
von der proaktiven Unterstützung bis zur
Wissensbewertung
Facetten der Produktentwicklung – nachhaltig,
zuverlässig und altersgerecht
Konstruktionsmethodiken für Produkte
von morgen – Hybrid- und Leichtbau
Nutzerzentriertes Design – Produkte werden
zum Erlebnis
Bild: Fraunhofer IAO
Innovations- und Technologiemanagement
– die Zukunft in den Griff bekommen
Digital Engineering – virtuell von der Konzeption
bis zur Absicherung
Entwicklung von Cyber-Physischen Systemen
– Produkte für die Industrie 4.0
Weitere Informationen und Anmeldung
unter:
www.iao.fraunhofer.de/vk235.html
VDI schreibt Referenzarchitektur für Industrie 4.0 fort
Statusreport veröffentlicht
Das Referenzarchitekturmodell
Industrie 4.0 – RAMI4.0
– beschreibt auch entsprechende
Komponenten
Bild: VDI
Damit Industrie 4.0 Realität wird,
müssen die richtigen Voraussetzungen
geschaffen werden. Den
weltweiten Wettlauf wird wohl jenes
Land gewinnen, das die beste
Strategie sowie nutz- und gewinnbringende
Ideen für Geschäftsmodelle
präsentiert. Zur
Hannover Messe veröffentlichte
der VDI mit dem Zentralverband
Elektrotechnik- und Elektronikindustrie
(ZVEI) dazu den gemeinsamen
Statusreport ‚Referenzarchitekturmodell
Industrie 4.0 –
RAMI4.0‘. In ihm wird ein Refe-
renzarchitekturmodell für semantische
Technologien und deren
Nutzen sowie für zugeordnete, relevante
Technologien vorgestellt.
Ebenfalls dargestellt werden der
Aufbau und die Arbeitsweise von
sogenannten Industrie-4.0-Komponenten.
Wenn notwendig, wurden
außerdem weitere Standardisierungsbedarfe
identifiziert und
beschrieben. Der nun vorliegende
Statusreport basiert auf einem
breiten Konsens der verschiedenen
Industriebranchen sowie der
Wissenschaft. Somit sind die Ergebnisse
laut VDI als Grundlage
für einen zukünftigen Standard in
Deutschland zu sehen. ik
www.vdi.de/industrie40
Whitepaper zu modularer Produktion in der Prozesstechnik
Automatisierungstechnik bietet
innovative Lösungen auch für die Prozessindustrie
In der deutschen Prozessindustrie
brauchen intelligente und modu-
müssen Produkte in immer lare Automatisierungstechnik.
kürzeren Zyklen auf den Markt
gebracht werden. Das erfordert
eine stärkere Flexibilisierung der
Produktion, die über die Veränderung
des Anlagendesigns
hin zu modulbasierter Produktion
möglich wird. Dafür hat der ZVEI
Dies stellt neue Anforderungen
an die Hersteller von Automatisierungstechnik“,
sagt Axel Haller
(ABB), Vorsitzender des ZVEI-
Arbeitskreises Modulare Automation,
dem 20 Mitgliedsunternehmen
angehören. Der ZVEI –
in engem Austausch mit der Zentralverband Elektrotechnik-
Namur, der Interessengemeinschaft
Automatisierungstechnik
der Prozessindustrie e.V., das
Whitepaper ‚Modulbasierte Produktion
in der Prozessindustrie –
Auswirkungen auf die Automation
und Elektronikindustrie bearbeitet
diese Anforderungen auch
weiterhin gemeinsam mit der
verfahrenstechnischen Industrie.
„Mit bereits vorhandenen Technologien
und Standards sowie
im Umfeld von Industrie 4.0‘ mittelfristig zu erarbeitenden
verfasst. Es geht auf die notwendigen
Anforderungen an die Automatisierung
von modularen
Anlagen ein und leitet daraus verschiedene
Konzepten für Industrie-4.0-Lösungen
kann die Automatisierungsbranche
die Anforderungen
der Prozessindustrie umset-
Thesen ab. „Anlagen zen“, sagt Haller.
ik
mit modulbasierter Produktion www.zvei.org
14 develop 3 systems engineering 02 2015

Wir öffnen
Entwicklungsräume
„Es reicht nicht mehr, besser in der eigenen Welt zu sein.
Die interdisziplinäre Zusammenarbeit ganzer Branchen ist ein Muss.“
Friedhelm Loh, Inhaber und Vorstandsvorsitzender der Friedhelm Loh Group sowie Ehrenpräsident des ZVEI
Konstrukteure
Spezialwissen,
Praxis- und
Produkt-Knowhow
Entwicklungsverantwortliche
Hintergrundund
Methoden-
Know-how für
das erfolgreiche
Systems
Engineering
Automatisierer
Spezialwissen,
Praxis- und
Produkt-Knowhow
Kostenlose Probehefte anfordern unter:
Phone +49 711 7594-552 • media.industrie@konradin.de

MENSCHEN & UNTERNEHMEN
VERANSTALTUNGEN
Neuer Fachkongress in OstWestfalenLippe bietet Diskussionsforum für die Fachwelt
Industrie 4.0:
Aus der Praxis, für die Praxis
Zum ersten Mal fand Ende April der Fachkongress ‚Industrie 4.0 in der Praxis‘ statt. Damit soll konkret
aufgezeigt werden, wie sich erste Ansätze der viel diskutierten Industrie-4.0-Konzepte bereits
in die Praxis umsetzen lassen und an welchen Stellen konkret geforscht wird. Das Interesse war
groß – denn letztlich wird aufgezeigt, wie sich auch die Produkte selbst verändern werden.
Wo stehen wir mit Industrie 4.0 in Deutschland? Welche konkreten
Lösungen gibt es? Wo liegen Geschäftspotenziale
und wie kann man sie erschließen? Und wie bleibt der deutsche Mittelstand
gegenüber Asien und den USA wettbewerbsfähig? Diese
und weitere Fragen diskutierten 350 Experten aus Wirtschaft und
Wissenschaft aus ganz Deutschland auf dem ersten Fachkongress
‚Industrie 4.0 in der Praxis‘ am 23. und 24. April 2015 in Paderborn.
Der Kongress war Teil des Industrie- und Wissenschaftsforums ‚Intelligente
Technische Systeme‘, der von dem Spitzencluster it´s
OWL, dem Heinz Nixdorf Institut und der Fraunhofer IPT Projektgruppe
Entwurfstechnik Mechatronik organisiert wurde.
Veranstalter Prof. Jürgen Gausemeier (Vorsitzender Clusterboard it´s
OWL und Vizepräsident acatech Deutsche Akademie der Technikwissenschaften)
sieht Deutschland weltweit führend auf dem Gebiet
Industrie 4.0: „Mit dem Schulterschluss aus Fabrikausrüstern,
produzierenden Unternehmen und anwendungsnaher Spitzenforschung
können wir zunehmend konkrete Lösungen für die vernetzte
Produktion liefern. Die über 80 Projekte in den Programmen des
Bundesministeriums für Bildung und Forschung und des Bundeswirtschaftsministeriums
sind die richtigen Ansätze dafür. Wir müssen
jetzt passgenaue Angebote für den Technologietransfer in den
Mittelstand schaffen und die Auswirkungen von Industrie 4.0 auf die
Arbeitsbedingungen und Qualfikationserfordernisse erforschen.“
Dr. Eduard Sailer (Geschäftsführer Miele & Cie. KG) sieht die Digitalisierung
als den zentralen Erfolgsfaktor für die Wettbewerbsfähigkeit
des produzierenden Gewerbes in Deutschland: „Industrie 4.0 ist
die Umsetzung des Internets der Dinge in der Produktion und wird
die kundenindividuelle Produktion erleichtern. Bei den Produkten
wird sich rasch eine tiefgreifende Umstellung in den Geschäftsmodellen
zeigen. Produkte werden Teil von Systemen.“ So können
die Zuverlässigkeit, Benutzerfreundlichkeit und Ressourceneffizienz
von Geräten, Maschinen und Anlagen erheblich gesteigert werden.
Prof. Reiner Anderl (TU Darmstadt, Sprecher wissenschaftlicher Beirat
Nationale Plattform Industrie 4.0) erläuterte, welche strategischen
Innovationen für vernetzte intelligente Systeme der Zukunft
erforderlich sind: „Mit Industrie 4.0 geht ein Ruck durch die Industrie
und eine Aufbruchstimmung ist deutlich spürbar. Neue Innovationen
für Produkte wie auch für die Produktion beginnen ihre Märkte
zu erschließen. Die Plattform Industrie 4.0 wirkt dabei wie ein Katalysator
und hat mit der Veröffentlichung der Umsetzungsstrategie
zu Industrie 4.0 wichtige Impulse gesetzt. Aufbauend auf den 17
Thesen des Wissenschaftlichen Beirats der Plattform Industrie 4.0
schlägt sie eine Umsetzungsroadmap vor, beschreibt das branchenübergreifend
durchdachte Referenzarchitekturmodell ‚RAMI 4.0‘
Forschungsinitiativen im
Zukunftsfeld Industrie 4.0
INFO
Intelligente Vernetzung in der Produktion: Industrie 4.0 steht
für einen Paradigmenwechsel. Dank vernetzter Maschinen, Produkte
und Prozesse wird die Produktion dezentral gesteuert.
Neue Technologien dienen dazu, Maschinen, Anlagen, Produkte
und einfache Gegenstände zu vernetzen. Das BMBF unterstützt
mit seiner Fördermaßnahme ‚Intelligente Vernetzung in der Produktion
– Ein Beitrag zum Zukunftsprojekt Industrie 4.0‘ Projekte,
die diese Technologien in die Produktion tragen. Inzwischen werden
in insgesamt 22 Verbundprojekten mit 173 Partnern aus Industrie
und Wissenschaft innovative Lösungen zur Einführung
von Cyber-Physischen Systemen (CPS) in der Produktion erarbeitet
und erforscht.
www.produktionsforschung.de
Autonomik für Industrie 4.0: Dabei handelt es sich um ein Technologieprogramm
des Bundesministeriums für Wirtschaft und
Energie (BMWi). Insgesamt 14 Verbünde aus Wissenschaft und
Industrie verzahnen modernste I&K-Technologien mit der industriellen
Produktion unter Nutzung von Innovationspotenzialen
und beschleunigen so die Entwicklung innovativer Produkte.
www.autonomik40.de
Spitzencluster it´s OWL: Im Technologie-Netzwerk it‘s OWL –
Intelligente Technische Systeme OstWestfalenLippe – entwickeln
über 170 Unternehmen und Forschungseinrichtungen in
46 Projekten gemeinsam Lösungen für intelligente Produkte und
Produktionssysteme. Das Spektrum reicht von intelligenten Automatisierungs-
und Antriebslösungen über Maschinen, Fahrzeuge
und Hausgeräte bis zu vernetzten Produktionsanlagen. Über ein
innovatives Transferkonzept werden neue Technologien für eine
Vielzahl von – insbesondere kleinen und mittelständischen – Unternehmen
verfügbar gemacht. it‘s OWL wurde 2012 im Spitzencluster-Wettbewerb
des BMBF ausgezeichnet.
www.its-owl.de
16 develop 3 systems engineering 02 2015

VERANSTALTUNGEN
MENSCHEN & UNTERNEHMEN
Bild: it´s OWL
und definiert die ‚Industrie-4.0-Komponente‘. Mit diesen Konzepten
werden nun die zukünftige Arbeitswelt gestaltet, bestehende Wertschöpfungspotenziale
erschlossen und neue Geschäftsmodelle entwickelt.“
Von guten Beispielen lernen
In Vorträgen, Diskussionsforen und in einer Fachausstellung präsentierten
Industrievertreter Praxisbeispiele aus den Projekten der Forschungsinitiativen
‚Intelligente Vernetzung in der Produktion‘
(BMBF), ‚Autonomik für Industrie 4.0‘ (BMWi) und dem Spitzencluster
it‘s OWL – Intelligente Technische Systeme OstWestfalenLippe,
der als eine der größten Initiativen im Kontext Industrie 4.0 in
Deutschland gesehen wird.
Der Fokus lag dabei auf konkreten Lösungen, Anwendungsfeldern,
Wirkungen und Weiterentwicklungsmöglichkeiten. Themenbereiche
waren beispielsweise intelligente Automatisierungslösungen,
intelligente Maschinen und vernetzte Anlagen, selbstkorrigierende
und bionisch gesteuerte Fertigungsprozesse, autonome Serviceroboter
und flexible Montage sowie die wandlungsfähige und
selbstorganisierende Produktion. Beteiligt waren u.a. Vertreter der
Unternehmen Beckhoff, BorgWarner, Claas, d-Space, DMG Mori
Seiki, Ed.Züblin AG, Fraunhofer Anwendungszentrum Industrial Automation,
Fraunhofer Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation,
Harting, ISI Automation, JanzTec, Miele, MSF Vathauer, Opel,
Phoenix Contact, Weidmüller und Wittenstein.
Ein positives Fazit des ersten Fachkongresses
Industrie 4.0 in der Praxis ziehen
(v.l.n.r.): Prof. Dr. Friedhelm Meyer auf der
Heide, Prof. Dr. Ansgar Trächtler (beide
Heinz Nixdorf Institut), Dr. Eduard Sailer
(Geschäftsführer Miele), Prof. Dr. Jürgen
Gausemeier (Vorsitzender Clusterboard it´s
OWL), Dr. Roman Dumitrescu (Geschäftsführer
it´s OWL Clustermanagement
GmbH) und Prof. Dr. Reiner Anderl (TU
Darmstadt)
Für die Veranstalter zieht Prof. Gausemeier ein positives Fazit: „Unser
Kongress bietet mit den Ergebnissen aus aktuellen Forschungsprojekten
ein einzigartiges Praxisforum in Deutschland. Das bestätigen
die große Resonanz der Teilnehmer und die intensive Diskussion
in den Foren.“ Veranstalter des Fachkongresses waren die it´s
OWL Clustermanagement GmbH in Kooperation mit dem Bundesministerium
für Bildung und Forschung, der Begleitforschung des
Programms ‚Autonomik für Industrie 4.0‘ (BMWi), Produktion NRW
und der FMB Zuliefermesse Maschinenbau.
Der Kongress war Teil des ‚Wissenschafts- und Industrieforums Intelligente
Technische Systeme‘. Dazu gehörten neben dem Kongress
die Veranstaltungen ‚10. Workshop Entwurf mechatronischer
Systeme‘ und ‚12. Workshop Augmented & Virtual Reality in der
Produktentstehung‘, die durch das Heinz Nixdorf Institut und die
Fraunhofer IPT Projektgruppe Entwurfstechnik Mechatronik organisiert
wurden.
co
www.its-owl.de/kongress
deve lo p 3 systems engineering 02 2015 17

MENSCHEN & UNTERNEHMEN INDUSTRIE 4.0
Auf der Hannover Messe 2015
wurden zahlreiche Beispiele
für den Fortschritt in Sachen
Industrie 4.0 gezeigt
Bild: Deutsche Messe
Unternehmen zeigen Lösungen für die digitale Produktionswelt
Maschinenbau auf Kurs 4.0
Der VDMA zieht ein positives Resümee nach der Hannover Messe 2015. Demnach sind die
deutschen Maschinenbauer auf dem Weg zur vernetzten Produktion deutlich vorangekommen.
Dabei wird über die eigenen Branchengrenzen hinausgedacht und zusammengearbeitet. Ein
großes Problem stellt allerdings zunehmend die Produktpiraterie dar.
Unternehmen aus verschiedenen Fachbereichen demonstrierten
in diesem Jahr auf der Hannover Messe ihre Fortschritte in
Sachen Industrie 4.0 – und stießen damit auf großes Interesse bei
den Messebesuchern. „Die Hannover Messe 2015 war ein Signal
der Stärke des deutschen Maschinenbaus. Die Besucher aus aller
Welt haben gesehen: Das Kapitel Industrie 4.0 wird in Deutschland
aufgeschlagen“, resümiert VDMA-Hauptgeschäftsführer Thilo
Brodtmann. Insgesamt werde die Hannover Messe mit ihrer guten
Stimmung der ganzen Branche Schwung geben für das Jahr 2015.
Zufrieden zeigten sich die Aussteller insbesondere über die große
Zahl internationaler Besucher sowie die vielen Belege, dass die Unternehmen
zunehmend über ihre Branchengrenzen hinaus denken
und zusammenarbeiten. Deutlich wurde dies etwa in den Hallen der
Industrial Automation, wo zahlreiche Unternehmen anhand von Demonstratoren
ihre vernetzten Systeme zeigten.
Software und IT werden eingebunden
Ebenfalls ersichtlich wurde es am Gemeinschaftsstand Software,
der einen großen Andrang verzeichnen konnte. „Für uns war es die
beste Messe der vergangenen zehn Jahre“, sagt Rainer Glatz,
VDMA-Abteilungsleiter Software. „Maschinenbauer und Kunden
haben sich auf einen gemeinsamen Weg gemacht, neue Anbieter/
Anwender-Dialoge wurden entwickelt und funktionieren.“ Die Einbindung
von Software und IT gelingt dabei immer besser. „Smart
Services entstehen, die Kunden-Lieferanten-Beziehung wird neu
definiert. Das Teilen von Wissen erhält eine neue Dimension“, erläutert
der stellvertretende VDMA-Hauptgeschäftsführer Hartmut Rauen.
Entscheidend für die Branche sei außerdem, dass der zentrale
Baustein der Industrie 4.0 auf Maschinen und Anlagen erzeugt wird:
die Echtzeitdaten. Der Maschinenbau liefere die Datenquelle der Industrie
4.0 und damit die Basis für die intelligente Produktion.
Kontakt
Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e.V.
Frankfurt am Main
Tel. +49 69 6603-0
kommunikation@vdma.org
www.vdma.org
Die Hannover Messe 2016 findet vom 25. bis. 29. April statt:
www.hannovermesse.de
Details zum Thema Produkt- und
Know-how-Schutz unter:
http://pks.vdma.org
INFO
Ohne Security keine Industrie 4.0
Großes Interesse erhielt auch wieder der Gemeinschaftsstand
Industrial Security & Brand Protection. Dass bereits 70 % der Maschinen
und Anlagenbauer Deutschlands heute von Produktpiraterie
betroffen sind, zeigt wie wichtig Security ist. Der Umsatzschaden
beträgt 7,9 Mrd. Euro jährlich. „Industrie 4.0, die Digitalisierung der
Industrie und des industriellen Fertigungsprozesses, wird den Maschinen-
und Anlagenbau vor neue Herausforderungen stellen“,
sagt Steffen Zimmermann, Geschäftsführer der VDMA-Arbeitsgemeinschaft
Produkt- und Know-how-Schutz. „Nur der Dreiklang
von rechtlichen, technischen und organisatorischen Maßnahmen
bewirkt einen verlässlichen Schutz.“
ik
18 develop 3 systems engineering 02 2015

MBSE
MENSCHEN & UNTERNEHMEN
Dassault Systèmes kündigt Übernahme von Modelon an
Einsatzbereite Mechatronik-Systeme
von Beginn an im Blick
Systemmodellierung und -simulation sind die Stärken der Modelon GmbH und strategisch wichtig
für Entwicklungen in Fahrzeugbau und Mobilität. Mit der Übernahme des Unternehmens will nun
Dassault Systèmes sein Portfolio ausbauen.
Vernetzte Objekte – wie etwa autonome Fahrsysteme – zeigen
im Kontext des ‚Internets der Dinge‘ (IoT) zunehmend ihr Potential,
aufgrund dessen sich unser Lebensstil grundlegend verändern
kann. Voraussetzung dafür ist allerdings, dass diese hochkomplexen
und ineinander greifenden Systeme nahtlos miteinander arbeiten.
Experten gehen davon aus, dass bis 2030 die Elektronik bei den
Fahrzeugentwicklungskosten einen Anteil von 50 % ausmacht und
die Anzahl der Elektrofahrzeuge weltweit bis zum Jahr 2021 bei 12
Millionen liegt. Ein maßgeblicher Erfolgsfaktor im Zusammenhang
mit Definition, Abbildung und Gestaltung solcher Systeme ist es, zukünftige
Merkmale der realen Produkte und Erlebnisse bereits in der
virtuellen Welt widerzuspiegeln – Model-Based Systems Engineering
(MBSE) ermöglicht dies.
Die Modelle und Applikationen der Modelon GmbH basieren auf der
offenen Standard-Modellierungssprache Modelica und liefern der
Industrie über das Digital Mock-Up hinaus ein funktionales Mock-
Up des Systems. Dadurch gestalten sie das Engineering und die Erprobung
vernetzter Fahrzeuge effizienter. Das Portfolio von Modelon
bietet vom elektrischen Energiespeicher bis zur Energieverteilung
ein schlüssiges Bild der Interaktion und Leistungsfähigkeit
komplexer Produkte sowie deren Subsystemen während des Designprozesses
sowie bei optimalem Systembetrieb. Dies beschleunigt
die virtuelle Produktentwicklung und sichert die Relevanz und
Qualität von Projekten.
So hat beispielsweise Dassaults Dymola-Technologie zusammen
mit den Lösungen und der Unterstützung der Modelon GmbH bei
Serviceprojekten mit hoher Wertschöpfung die Effizienz bei der Bereitstellung
bahnbrechender Technologien für die nächste Generation
von elektrifizierten und hybriden Fahrzeugen verbessert. „Seit
2009 treibt unser in der Industrie bewährtes Angebot die neuesten
Fortschritte der Modelica-Tools und -Standards an und hat dadurch
wichtige Meilensteine in der Industrie ermöglicht“, erläutert Johannes
Gerl, CEO der Modelon GmbH. „Als Teil von Dassault Systèmes
können wir die Reichweite und den Einfluss unserer Assets ausbauen,
um die Entwicklung von elektrifizierten und ökologischen Produkten
voranzubringen, die sinnbildlich für die Zukunft des erlebbaren
Systems Engineerings stehen.“
Dassault Systèmes hat die Nutzung der Modellierungssprache Modelica
für das komplexe Systems Engineering im Kern seiner Catia-
Software lange unterstützt. Die Übernahme der Modelon GmbH ist
nun ein weiterer Schritt des Unternehmens, sein Engagement bei
der Entwicklung intelligenter Produkte im Zeitalter der Erlebnisse zu
unterstreichen – und folgt auf die Akquisitionen von Geensoft, einem
Anbieter von Entwicklungslösungen für Embedded-Systeme,
und Dynasim, Hersteller von Modelica-basierten Modellierungsund
Simulationslösungen.
co
www.3ds.com/de
Bild: Dassault Systèmes
deve lo p 3 systems engineering 02 2015 19

MENSCHEN & UNTERNEHMEN
WISSENSCHAFTLER ZUM SYSTEMS ENGINEERING
Prof. Dr.-Ing. Michael Abramovici, Lehrstuhl für Maschinenbauinformatik, Ruhr-Universität Bochum
„Systems Engineering wird im Umfeld der
Industrie-4.0-Transformation enorm wichtig“
Interdisziplinäres Denken bis hin zur sinnvollen – wenn auch schwer umsetzbaren – Fusion der
Ingenieurfakultäten ist für Prof. Michael Abramovici Grundlage der ganzheitlichen Entstehung
von Produkten. Das legt auch die Basis für die Umsetzung von Industrie-4.0-Konzepten. Neben
interdisziplinären Studiengängen wird es in Bochum demnächst auch eine Professur für Cyber
Mechanical Systems geben.
develop 3 : Wie definieren Sie den Begriff Systems Engineering
und welche Rolle spielt dieser beziehungsweise die disziplinübergreifende
Zusammenarbeit in der Arbeit Ihres Instituts?
Abramovici: Unter Systems Engineering verstehe ich die systematische,
kooperative, interdisziplinäre Entwicklung und Realisierung
sehr komplexer technischer Systeme unter Berücksichtigung aller
Lebenszyklusphasen. Systems Engineering spielt eine zentrale Rolle
in der Arbeit unseres Instituts. In einem großen Forschungsprojekt
zum Beispiel arbeiten innerhalb unseres Instituts die Lehrstühle
für Produktentwicklung, Produktion und Automatisierung sowie
Maschinenbauinformatik sehr eng zusammen, um Methoden zum
Engineering komplexer Product-Service-Systeme zu entwickeln. In
diesem Projekt sind darüber hinaus auch Kollegen der Wirtschaftsund
Arbeitswissenschaft beteiligt. An unserem Lehrstuhl sind die
meisten Lehrangebote und Projekte interdisziplinär, Produkt-Lebenszyklus-übergreifend.
Dazu gehören Themen wie zum Beispiel
Requirements Engineering, Software Engineering, Simulation,
Workflow-, Konfigurations-, Varianten- und Änderungsmanagement
beziehungsweise Methoden und Werkzeuge zur Daten-, Prozess-
und Wissens-Modellierung. Systems Engineering wird im
Umfeld der Industrie-4.0-Transformation auch in Zukunft enorm an
Bedeutung gewinnen.
develop 3 : Welche Aufgaben stellen sich aus Ihrer Sicht speziell
im Bereich der Forschung, um ein erfolgreiches Systems Engineering
zu ermöglichen? Ist Ihr Institut dazu ebenfalls interdisziplinär
aufgestellt und/oder arbeiten Sie mit Kollegen anderer
Fachrichtungen zusammen?
Kontakt
Ruhr-Universität Bochum
Fakultät für Maschinenbau
Lehrstuhl für Maschinenbauinformatik (ITM)
Bochum
Tel. +49 (0)234/32-27009
sekretariat@itm.rub.de
www.itm.rub.de
INFO
Abramovici: Wichtige Forschungsaufgaben für ein erfolgreiches
Systems Engineering liegen in der Entwicklung interdisziplinärer
Vorgehensweisen, Methoden, Modelle und IT-Systeme vor allem in
den folgenden Bereichen:
Kollaboratives Multiprojekt-Management
Anforderungs-Engineering und -Management
Funktions- und Architektur-Modellierung und -Simulation
Konfigurationsmanagement
Interdisziplinäre Simulation in frühen und späten Produkt-/
Systementwicklungsphasen
Agile Systems-Engineering-Vorgehensmodelle
Integration von Produkt- und Produktions-Entwicklungs -
methoden
Integration des Service-Engineerings in Systems-Engineering-
Methoden
Methoden zur Risikoanalyse
Methoden zur Zuverlässigkeitsanalyse
Systems-Engineering-Methoden für smarte Produkte
Unser Institut für Product und Service Engineering gehört zur Fakultät
für Maschinenbau und hat daher einen Schwerpunkt im Maschinenbau.
Wir decken dabei aber die Kompetenzen aller Produkt-Lebenszyklusphasen
ab, von der Produkt-/Service-Entwicklung
und Regelungstechnik bis hin zu Produktplanung, Vertrieb
und Service-Erbringung sowie dem Product Lifecycle Management.
Darüber hinaus arbeiten wir eng mit Kollegen anderer Ingenieurdisziplinen
(Elektrotechnik, Informationstechnik, Bauingenieurwesen),
aber auch mit Kollegen anderer Fakultäten wie etwa
Wirtschaftswissenschaften, Psychologie oder Soziologie zusammen.
develop 3 : Welche Konsequenzen hat der Gedanke des Systems
Engineerings für die Lehre? Wie werden sich Studiengänge
des Maschinenbaus und der Elektrotechnik auch angesichts
der steigenden Bedeutung der Software in Produkten
verändern?
Abramovici: Obwohl unsere Fakultäten und Lehrstühle einen Disziplinbezug
haben, vertritt und vermittelt jeder Kollege in der Lehre
den Systems-Engineering-Gedanken und arbeitet eng mit anderen
Kollegen zusammen. Viele Übungen und studentische Arbeiten sind
bereits heute interdisziplinär ausgerichtet und betrachten Produkte
als ganzheitliche Systeme. Ein Beispiel ist die Entwicklung ‚intelligenter‘
Produkte auf der Basis von Lego-Mindstorm-Robotern. Wir
planen neue interdisziplinäre Studiengänge im Umfeld von Industrie
20 develop 3 systems engineering 02 2015

WISSENSCHAFTLER ZUM SYSTEMS ENGINEERING
MENSCHEN & UNTERNEHMEN
4.0, an denen sich auch Kollegen aller anderen Ingenieur-Fakultäten
und angrenzenden Disziplinen beteiligen sollen. Eine Fusion der Ingenieurfakultäten,
vor allem der Maschinenbau-, Elektrotechnikund
IT-Fakultäten wäre eine sinnvolle, wenn auch schwer umsetzbare
Maßnahme. Unabhängig davon werden Fakultäten verschiedener
Disziplinen zukünftig viel stärker als bisher in Lehre und Forschung
zusammenarbeiten. Auch innerhalb einzelner Fakultäten befassen
sich mehrere Lehrstühle mit der Software innerhalb von Produkten.
Dies gilt zum Beispiel für unseren Lehrstuhl für Maschinenbauinformatik,
für den Lehrstuhl für Regelungstechnik und Systemtheorie
und für den Lehrstuhl für Eingebettete Systeme. Darüber hinaus
wird in unserer Fakultät demnächst eine Professur für Cyber
Mechanical Systems eingerichtet.
co
Zusammenarbeit
in der WiGeP
INFO
Prof. Michael Abramovici wurde zum 1. Januar 2015 für die Dauer
von drei Jahren zum Vorstandsvorsitzenden (Sprecher) der
Wissenschaftlichen Gesellschaft für Produktentwicklung (WiGeP)
gewählt. Die WiGeP entstand 2011 durch die Fusion der Wissenschaftlichen
Gesellschaft für Maschinenelemente und Konstruktionstechnik
(WGMK) und des Berliner Kreises – Wissenschaftliches
Forum für Produktentwicklung. Zur WiGeP gehören zirka
50 aktive und 30 emeritierte Professoren aus dem Umfeld der
Produktentwicklung und -innovation aus Deutschland, Österreich,
der Schweiz, Holland und Luxemburg sowie ein Industriekreis
bestehend aus rund 50 Führungspersönlichkeiten aus der
Industrie. Somit ist die WiGeP eine der größten wissenschaftlichen
Gesellschaften in Deutschland und die weltweit
größte wissenschaftliche Gesellschaft im Bereich
Konstruktion und Produktentwicklung.
www.wigep.de
Bild: ITM
deve lo p 3 systems engineering 02 2015 21

MENSCHEN & UNTERNEHMEN
WISSENSCHAFTLER ZUM SYSTEMS ENGINEERING
Prof. Dr.-Ing. Martin Eigner, Lehrstuhl für Virtuelle Produktentwicklung (VPE), TU Kaiserslautern
„Innerhalb des PEPs müssen physische
und virtuelle Welt verbunden werden“
17 Lehrstühle aus fünf Fachbereichen haben sich an der TU Kaiserslautern zum Center for
Smart Systems Engineering (cSSE) zusammengeschlossen. Für Prof. Martin Eigner trägt das
nicht nur wesentlich zur Profilschärfung der TU Kaiserslautern bei, sondern ermöglicht insbesondere
Maschinenbauingenieuren den Umgang mit den zunehmend komplexer werdenden
interdisziplinären Produkten und Systemen.
develop 3 : Wie definieren Sie den Begriff Systems Engineering
und welche Rolle spielt dieser beziehungsweise die disziplinübergreifende
Zusammenarbeit in der Arbeit Ihres Instituts?
Eigner: In den 60er Jahren wurde insbesondere in der amerikanischen
Luft- und Raumfahrt und in großen Militärprojekten Systems
Engineering (SE) als interdisziplinärer, dokumentengetriebener Ansatz
zur Entwicklung und Umsetzung komplexer technischer Systeme
in großen Projekten definiert. Dieser Ansatz wurde aus Sicht der
Software- und Elektronikindustrie permanent ausgebaut und bietet
heute Modellierungs- und Simulationsunterstützung von komplexen,
stark vernetzten Systemen an. Systems Engineering basiert auf
dem Prinzip, dass ein System mehr ist als die Summe seiner Subsysteme.
Aus diesem Grund sollten nicht nur die Zusammenhänge der
Teilsysteme, sondern vor allem auch die Gesamtzusammenhänge
betrachtet werden. Nach den Vorgaben des INCOSE ist das Systems
Engineering eine Disziplin, deren Aufgabe die Erstellung und
Ausführung eines interdisziplinären Prozesses ist, der garantieren
soll, dass Kunden- und Stakeholder-Anforderungen qualitativ hochwertig,
zuverlässig, kostengünstig und in vorgegebener Zeit über
den gesamten Produktlebenszyklus erfüllt werden können. So
schlägt das Vorgehensmodell für komplexe Aufgaben ein Vorgehen
vom Groben zum Detail vor, das durch eine Gliederung und Aufteilung
von Subsystemen die Komplexität des Gesamtsystems sukzessive
reduziert. Aufgabe eines modernen interdisziplinären und integrierten
Produktentwicklungsprozesses (PEP) muss die Öffnung
und Einbindung aller Disziplinen sowie die Integration eines föderierten,
das heißt eines auf verschiedene Standorte und/oder Zulie-
Kontakt
Technische Universität Kaiserslautern
Lehrstuhl für Virtuelle Produktentwicklung (VPE)
Ursula Aydt
Kaiserslautern
Tel. +49 (0)631/205-3871
aydt@mv.uni-kl.de
www.mv.uni-kl.de/vpe
INFO
ferer verteilten Produkt- und Prozessmodells sein. Der Lehrstuhl
VPE arbeitet aufgrund des modellgetriebenen Ansatzes mit dem Begriff
des Model Based Systems Engineerings (MBSE). Während
klassische Methoden des Systems Engineerings papier- oder dokumentenbasiert
sind, ermöglicht MBSE als Weiterführung des Systems
Engineerings ein modellbasierendes Vorgehensmodell. Es
handelt sich um einen multidisziplinären Ansatz, der auf entwicklungsphasenspezifischen,
digitalen Systemmodellen basiert, die
entlang des Produktentwicklungsprozesses integriert werden. Das
erlaubt die interdisziplinäre Modellierung in verschiedenen Phasen
des Produktentwicklungsprozesses.
develop 3 : Welche Aufgaben stellen sich aus Ihrer Sicht speziell
im Bereich der Forschung, um ein erfolgreiches Systems Engineering
zu ermöglichen? Ist Ihr Institut dazu ebenfalls interdisziplinär
aufgestellt und/oder arbeiten Sie mit Kollegen anderer
Fachrichtungen zusammen?
Eigner: Systems Engineering und MBSE werden besonders bei der
Entwicklung Smarter Systeme und Services im Rahmen des Industrial
Internets relevant. Die Folge ist, innerhalb des Produktentwicklungsprozesses
eine Verbindung zwischen der physischen Welt der
Dinge und der virtuellen Welt der Daten herzustellen. Cybertronische
Systeme stellen dabei die Grundlage. Es handelt sich um Geräte,
Gebäude, Verkehrsmittel oder auch um Produktionsanlagen
sowie Komponenten der Logistik, die eingebettete Systeme enthalten
und über das Internet kommunikationsfähig sind. Darauf aufbauend
werden neue, oftmals disruptive dienstleistungsorientierte
Geschäftsmodelle für die jeweiligen Anwendungen entwickelt, etwa
Smart Products, Smart Energy, Smart Farming und Smart Buildings.
Als Grundlage dienen vollkommen neue interdisziplinäre Engineering-Methoden
(SE/MBSE), Prozesse, IT-Werkzeuge und kommunikationsfähige
Komponenten (Internet of Things) sowie eine internetbasierte
Systems- und Service-Plattform, die eine intelligente
Ablage und Auswertung der von den Komponenten gelieferten Sensordaten
erlaubt (Big Data, Cloud, Business Analytics, Visualisierung
und Security/Safety). Darauf aufbauend werden die anwendungsabhängigen
dienstleistungsorientierten Geschäftsmodelle
entwickelt (Internet of Services).
Dieses Arbeitsgebiet ist hochgradig interdisziplinär. Einerseits müssen
die vertikalen Barrieren zwischen den ingenieurwissenschaftlichen
Disziplinen aufgebrochen werden, andererseits müssen Wissenschaftler
auf verschiedenen horizontalen Ebenen zusammenarbeiten.
An der TU Kaiserslautern haben sich 17 Lehrstühle aus fünf
22 develop 3 systems engineering 02 2015

WISSENSCHAFTLER ZUM SYSTEMS ENGINEERING
MENSCHEN & UNTERNEHMEN
Fachbereichen zum Center for Smart Systems Engineering (cSSE)
zusammengeschlossen. Es trägt wesentlich zur Profilschärfung der
TU Kaiserslautern bei. Sie erweitert, vertieft und integriert damit die
bestehende Forschungskompetenz. Die Breite und Tiefe der fachlichen
Abdeckung dieser komplexen Problemstellung sowie die Arbeit
der am cSSE integrierten Wissenschaftler in den Bereichen Forschung,
Lehre und Transfer durch die Einbindung der SmartFactory
KL sind ein wesentliches Alleinstellungsmerkmal dieser Initiative.
Mit cSSE wird die bereits in vielen Projekten nachgewiesene interdisziplinäre
Zusammenarbeit über die Fachbereichsgrenzen gefestigt
und gefördert. Durch das wissenschaftliche Netzwerk und die zu
Grunde liegende Struktur wird sowohl die Grundlagen- als auch die
Anwendungsforschung im nationalen und internationalen Forschungsumfeld
eine herausragende Stellung erhalten. Die bestehenden
Kooperationen mit nationalen und internationalen Einrichtungen,
Universitäten und Unternehmen werden stetig erweitert.
develop 3 : Welche Konsequenzen hat der Gedanke des Systems
Engineerings für die Lehre? Wie werden sich Studiengänge
des Maschinenbaus und der Elektrotechnik auch angesichts
der steigenden Bedeutung der Software in Produkten
verändern?
Eigner: Interdisziplinäre Produkte und Systeme werden für den Maschinenbauingenieur
zunehmend komplexer und führen oftmals zu
einem Gefühl der Überforderung. Virtualisierung, Integration und Interdisziplinarität
zwischen den Disziplinen Mechanik, Elektrik/Elektronik,
Software und Dienstleistung sowie die Zusammenarbeit zwischen
den einzelnen Phasen des Produktlebenszyklus werden zur
Grundlage eines modernen PEP. Dazu kommen die beiden Gestaltungsdreiecke
des PEP, die die Spannungsfelder Technik, Organisation
und Mensch sowie Ökonomie, Ökologie und Soziologie aufspannen
und dem Ingenieur eine größere betriebliche und gesellschaftliche
Verantwortung übertragen. Kompetenzen wie zum Beispiel
Akzeptanz, Internationalität, Motivation, Organisationsfähigkeit,
Prozessverständnis, Verantwortungsgefühl, Kreativität und
Kommunikationsfähigkeit gewinnen immer mehr an Bedeutung.
Gleichzeitig werden Berufseinsteiger an Universitäten und Hochschulen
aufgrund veralteter Ausbildungskonzepte nur unzureichend
auf die genannten Anforderungen am späteren Arbeitsplatz vorbereitet.
Der Lehrstuhl VPE möchte für Studenten der Ingenieurwissenschaften
und für Ingenieure, die bereits im Berufsleben stehen,
sowohl einen Überblick über interdisziplinäre Methoden, Prozesse
und IT-Lösungen als auch Beispiele des Gestaltungsrahmens geben.
Bild: VPE
Insofern werden auch die Themen technische Organisation und Prozessgestaltung,
Systems Engineering, Human Factors sowie nachhaltige
Produktentwicklung in der zentralen Vorlesung ‚Modellbasierte
Virtuelle Produktentwicklung‘ behandelt. Das weitere Vorlesungs-
und Übungsangebot in Maschinenbau und Verfahrenstechnik
(MV) umfasst:
IT im Engineering – Vorlesung und Gruppenübung im ersten Semester
MV (SE/MBSE sowie Matlab Simulink am Beispiel Lego
Mindstorm)
Integrierte Design and Engineering Education (IDEE) – im ersten/
zweiten Semester MV (Gruppenübung Konstruktion)
Product Lifecycle Management (PLM)
Kaiserslauterner Open Online Course (KLOOC) – nachhaltige Produktentwicklung
mit Partnern aller Fakultäten
Interdisziplinäre Entwicklungsmethoden: Ringvorlesung zusammen
mit allen ingenieurwissenschaftlichen Fachbereichen (geplant
im Rahmen des cSSE)
co
deve lo p 3 systems engineering 02 2015 23

MENSCHEN & UNTERNEHMEN
WISSENSCHAFTLER ZUM SYSTEMS ENGINEERING
Prof. Dr. Dr.-Ing. Dr. h. c. Jivka Ovtcharova, Inst. für Informationsmanagement im Ingenieurwesen (IMI), KIT
„Dynamische Vernetzung und selbständige
Kommunikation werden wichtig“
Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) lenkt Prof. Jivka Ovtcharova beim Systems
Engineering den Blick von den lediglich unterstützenden IT-Systemen hin zur realitätsnahen
Human-Computer-Interaktion – und stellt damit den Menschen in den Mittelpunkt der
Betrachtung. Praxistaugliche Lösungen werden unter anderem im Lifecycle Engineering
Solutions Center (LESC) erarbeitet.
develop 3 : Wie definieren Sie den Begriff Systems Engineering
und welche Rolle spielt dieser beziehungsweise die disziplinübergreifende
Zusammenarbeit in der Arbeit Ihres Instituts?
Ovtcharova: Der Begriff Systems Engineering wird seit Jahren mit
dem Zusammenwirken von Mechanik, Elektrik, Elektronik und Softwaretechnik
in Verbindung gesetzt, was durch den Begriff Mechatronik
zum Ausdruck kommt. Dabei handelt es sich um die Integration
von Komponenten und Teilsystemen, deren Gesamtfunktionalität
im Voraus festgelegt wird. Im Zeitalter der Industrie 4.0 erlangt
die dynamische Vernetzung und die selbständige Kommunikation
der einzelnen Komponenten eines Systems über das Internet eine
wachsende Bedeutung. Unterstützt durch Echtzeit-Visualisierungstechnologien
ermöglicht diese, unsichtbare Phänomene sichtbar
und frühzeitig validierbar für die Menschen zu machen um dadurch
neue Produkteigenschaften und -funktionen zu verwirklichen. Das
Institut für Informationsmanagement im Ingenieurwesen (IMI) am
Karlsruhe Institut für Technologie (KIT) erforscht neue Ingenieurmethoden
des Systems Engineerings, die durch realitätsnahe Human-Computer-Interaktion
gekennzeichnet sind und dadurch den
Kontakt
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Institut für Informationsmanagement im
Ingenieurwesen (IMI)
Karlsruhe
Tel. +49 (0)721/608 4 2984
info@imi.kit.edu
www.imi.kit.edu
Details direkt zum Lifecycle Engineering
Solutions Center (LESC):
www.lesc.kit.edu
INFO
Menschen in den Mittelpunkt der Betrachtung setzten. Im Unterschied
zum traditionellen Systems Engineering, bei dem die IT-Systeme
dem Menschen lediglich Hilfestellung anbieten, ermöglicht
das Mensch-zentrierte Systems Engineering unter anderem Entwicklern,
Lieferanten, Herstellern und Kunden einander an ihren Ideen
teilhaben zu lassen und neue Arbeitsumgebungen zu schaffen, in
denen multidisziplinäre Teams mit unterschiedlichen – jedoch sich
ergänzenden – Erfahrungen nachhaltig zusammenarbeiten können.
Diese Thematik betrifft über Prozesse der operativen Ebene hinausgehend
insbesondere auch Unternehmensentwicklungs-, Strategieplanungs-
und Managementprozesse.
develop 3 : Welche Aufgaben stellen sich aus Ihrer Sicht speziell
im Bereich der Forschung, um ein erfolgreiches Systems Engineering
zu ermöglichen? Ist Ihr Institut dazu ebenfalls interdisziplinär
aufgestellt und/oder arbeiten Sie mit Kollegen anderer
Fachrichtungen zusammen?
Ovtcharova: Die Herausforderungen und Aufgaben der Forschung
aus Sicht des Next Generation Systems Engineerings liegen in der
Erarbeitung neuer Prozesse und Modelle der interdisziplinären Zusammenarbeit.
In diesem Zusammenhang betreibt das IMI seit sieben
Jahren sehr erfolgreich ein Lifecycle Engineering Solutions Center
(LESC) am KIT für die interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen
internen und externen Forschungsinstituten sowie für den Wissensaustausch
und Technologietransfer in die Wirtschaft und Gesellschaft.
Im LESC stehen skalierbare und flexible Entwicklungs- und
Testumgebungen vom Einzelarbeitsplatz bis hin zur Großprojektion
zur Verfügung. Die Idee, welche hinter dem LESC steckt, ist die einer
zentralen Kollaborationsplattform, welche für die Implementierung,
Validierung, Evaluation und Demonstration von Forschungsergebnissen
disziplinübergreifend und praxisnah zur Verfügung steht und
ein Bewusstsein für richtungsweisende Trends und Paradigmenwechsel
in verschiedenen Fachbereichen schafft. Mit dem am 24.
September 2014 eröffneten Industrie 4.0 Collaboration Lab im
LESC, in Zusammenarbeit mit dem Bechtle IT-Systemhaus Karlsruhe
sowie der SolidLine AG, stehen maßgeschneiderte 3D-Entwicklungs-
und Testumgebungen zur Verfügung, in denen Unternehmen
anhand eigener Datensätze zukünftige Produkte und Dienstleistungen
frühzeitig erproben können. Ziel ist es, insbesondere dem Mittelstand
zu helfen, sich schnell und ohne hohe Investitionskosten fit
für den Umgang mit modernen Technologien zu machen. Neben der
flexiblen Nutzung einer integrierten IT-Infrastruktur umfasst dies
auch die Möglichkeit der Aus- und Weiterbildung von Mitarbeitern.
24 develop 3 systems engineering 02 2015

WISSENSCHAFTLER ZUM SYSTEMS ENGINEERING
MENSCHEN & UNTERNEHMEN
develop 3 : Welche Konsequenzen hat der Gedanke des Systems
Engineerings für die Lehre? Wie werden sich Studiengänge
des Maschinenbaus und der Elektrotechnik auch angesichts
der steigenden Bedeutung der Software in Produkten
verändern?
Ovtcharova: Die Ingenieure von morgen sind eine wichtige Zielgruppe
des LESC. Ziel ist es, die neuen Herausforderungen des Systems
Engineerings für die moderne Ingenieurausbildung und -qualifikation
frühzeitig zu erkennen und notwendige Umsetzungsmaßnamen,
insbesondere für den Mittelstand, effizient und praxisnah zu
ergreifen. Dies gilt – mit Blick auf den Fachkräftebedarf – nicht nur
für die spezialisierten Masterstudiengänge, sondern auch für das
Bachelorstudium der Ingenieurwissenschaften. Mit dem LESC als
funktionsfähigen Zentrum ist es gelungen, einen Ort zu etablieren,
an dem Zukunftsbildungsthemen in die unternehmerische Realität
getragen werden.
Um praxisnahe Fähigkeiten im Umgang mit modernen IT-Systemen
des Systems Engineerings während des Studiums zu vermitteln,
verfügt seit Ende 2014 zudem jeder unserer rund 4000 Maschinenbaustudenten
am KIT ab dem ersten Semester über eine persönliche
SolidWorks-CAD-Lizenz. Darüber hinaus nutzen die Maschinenbau-
wie auch die Masterstudenten benachbarter Disziplinen wie
Elektrotechnik, Informatik oder Mechatronik ein erweitertes Spektrum
an SolidWorks-Anwendungen. Mit dieser Produktentwicklungssoftware
können Ingenieure bereits während des Studiums
Anwendungserfahrung und nachweisbare Kompetenzen im Bereich
des softwareunterstützten Produktlebenszyklusmanagements
(PLM) sammeln. Die Software bildet dabei sowohl eine gute Basis
für eine praxisorientierte Ausbildung als auch für die Zusammenarbeit
zwischen Industrieanwendern und den jeweils beteiligten Forschungseinrichtungen.
co
Bild: IMI
deve lo p 3 systems engineering 02 2015 25

MENSCHEN & UNTERNEHMEN
AUS DER FACHGRUPPE SE
Methodenschulung
im SE LIVE LAB
Bild: Fraunhofer IPT Projektgruppe Entwurfstechnik Mechatronik
SE LIVE LAB, Hannover Messe, IT-Analysten zu Besuch und Spring School
„Fit werden für Industrie-4.0-
Produkte und -Dienstleistungen“
Der Innovationssprung von mechatronischen zu vernetzten, intelligenten technischen Systemen
stellt Unternehmen vor große Herausforderungen. Klar ist: Diese Entwicklung kann nicht vollständig
mit den etablierten fachdisziplinspezifischen Methoden und Tools gelöst werden. Aus diesem
Grund steigt das Interesse an disziplinübergreifenden Ansätzen wie dem Systems Engineering (SE)
inzwischen auch bei KMU. Die Fachgruppe SE widmet sich diesem Schlüsselthema mit Blick auf
den Maschinen- und Anlagenbau sowie den Transfer der Methoden und Werkzeuge des SE in den
Mittelstand – unter anderem durch den Aufbau eines innovativen SE LIVE LABs.
Die Fraunhofer-Projektgruppe Entwurfstechnik Mechatronik
richtet derzeit in Kooperation mit der Fachgruppe SE ein Anwender-
und Transferzentrum für Systems Engineering ein, das sogenannte
SE LIVE LAB. Ziel ist, das modellbasierte Systems Engineering
in die Unternehmen zu bringen, um diese fit für die Entwicklung
von Industrie-4.0-Produkten und -Dienstleistungen zu machen.
Zusätzlich ist das SE LIVE LAB eine neutrale Plattform zwischen Industrie
und Anbietern von SE-Software. Kernkompetenz ist hier die
Erprobung und Evaluierung von SE-Methoden und -Tools vor dem
Hintergrund der unternehmensspezifischen Anforderungen. Zentraler
Bestandteil des Konzeptes sind Schulungen, Workshops und
Pilotprojekte.
Der Bedarf für ein solches Transferzentrum wurde bereits in der Studie
‚Systems Engineering in der industriellen Praxis‘ identifiziert.
Und auch der in der Fachgruppe SE seit Herbst 2014 gepflegte Austausch
mit Unternehmensvertretern bestätigt: Der Nutzen und die
Potenziale von SE liegen auf der Hand. Für Unternehmen stellt sich
allerdings die Frage, wie Systems Engineering schrittweise und
maßgeschneidert in die eigenen Prozesse eingeführt werden kann.
Genau hier setzt das Konzept des SE LIVE LAB an.
Mit dem Ziel eines interdisziplinären Anwender- und Transferzentrums
wurde ein modularer Ansatz entwickelt, der dem Qualifikationsdreischritt
Verstehen – Anwenden – Beherrschen folgt. Auf der
ersten Qualifikationsstufe Verstehen können beispielsweise Geschäftsführer,
Manager, Entwickler, Projektleiter und Einkäufer SE-
Methoden kennenlernen. Ziel ist es, den Kerngedanken und den
Nutzen von SE zu verstehen. Dafür werden in Workshops die existierenden
SE-Ansätze und Anwendungsbeispiele prototypisch ausprobiert
und diskutiert. Die beiden folgenden Qualifikationsstufen Anwenden
und Beherrschen vertiefen dementsprechend das Wissen
und erhöhen die SE-Kompetenzen; am Ende steht der Einsatz im eigenen
Unternehmen.
Ab Herbst 2015 steht das SE LIVE LAB nach einer Testphase allen Interessierten
aus Forschung, Entwicklung und Industrie mit attraktiven
Angeboten zur Verfügung. Eine Eröffnungsfeier ist geplant.
Zum Anfassen: SE auf der Hannover Messe
Die Möglichkeiten industrieller Vernetzung präsentierten die Partner
der Fachgruppe SE – Miele, Dassault Systemes und Fraunhofer –
auch auf der Hannover Messe. Das zentrale Thema des Messestands
war der Einsatz von Systems Engineering am Beispiel eines
durchgängig virtuellen Entwicklungsprozesses einer Waschmaschine.
Das von Fraunhofer mit der Methode ‚Consens‘ entwickelte Systemmodell
und die gekoppelte testbare Verhaltensmodellierung sowie
die verbundenen 3D-CAD-Daten von Miele visualisierten innerhalb
der 3DExperience-Plattform eine mögliche Toolunterstützung
für Model-Based Systems Engineering (MBSE). „Im Rahmen unserer
Kooperation mit Dassault Systemes und der Fraunhofer-Projekt-
26 develop 3 systems engineering 02 2015

AUS DER FACHGRUPPE SE
MENSCHEN & UNTERNEHMEN
Bild: Fraunhofer IPT Projektgruppe Entwurfstechnik Mechatronik
Treffen der Fachgruppe SE fördern den Know-how-Transfer
Bild: Dassault Systemes
Explosionsmodell eines
Miele-Waschautomaten
auf der Hannover Messe
2015
Zu dieser Rubrik
INFO
gruppe Entwurfstechnik Mechatronik konnten wir zeigen, wie sich
die Entwicklungswelt verändert hat und sich in Zukunft weiter verändern
könnte“, sagte Dr. Eduard Sailer, Geschäftsführer der Miele-
Gruppe. „Dies hilft Hightech-Unternehmen, ihre Innovationskraft
und Kundenorientierung zu stärken und kommt somit auch dem
Wirtschaftsstandort Deutschland insgesamt zugute“, ergänzte Dr.
Peter Ebbesmeyer, Senior Experte Produktentstehung bei Fraunhofer.
„Mit Miele und Fraunhofer haben wir Partner gefunden, die in ihren
jeweiligen Feldern weltweit über höchstes Renommee verfügen“,
betonte Andreas Barth, Managing Director EuroCentral bei
Dassault Systemes. „Den Besuchern auf der Hannover Messe konnten
wir auf diese Weise am Beispiel eines Alltagsproduktes zeigen,
dass sich intelligente Vernetzung für den Anbieter wie den Endkunden
auszahlt.“
IT-Analysten zu Besuch bei der Fachgruppe SE
Die Fraunhofer-Projektgruppe Entwurfstechnik Mechatronik in Paderborn
war zudem Gastgeber des Analystentages des Software-
Anbieters Dassault Systemes. Während des zweitägigen Treffens
am 27. und 28. April 2015 diskutierten beide Partner gemeinsam mit
Unternehmensvertretern von Miele, Elha-Maschinenbau, Phoenix
Contact, Bosch-Rexroth und Arburg, wie komplexe technische Systeme
durch Systems Engineering systematisch, schneller und günstiger
entwickelt werden können. Ergänzt wurde das Forum durch renommierte
Vertreter von der Gartner Group, IDC und CIMData, die
sich einen Eindruck von der Leistungsfähigkeit von Fraunhofer und
Dassault Systemes sowie von den jeweiligen Methoden und Werkzeugen
des Systems Engineerings verschafften.
„Ausgangspunkt unseres Ansatzes zur Entwicklung technischer
Systeme ist ein ganzheitliches Systemverständnis“, erläuterte Christian
Tschirner, Gruppenleiter bei Fraunhofer. „Leistungsfähige Prozesse
auf Basis von Model-Based Systems Engineering (MBSE) und
die dazugehörige PLM-Unterstützung ermöglichen darauf aufbauend
die Schaffung eines Wettbewerbsvorteils.“
Gegründet im Rahmen des Spitzenclusters it's OWL – Intelligente
Technische Systeme OstWestfalenLippe (der Spitzencluster
ist das größte deutsche Zukunftsprojekt in den
Themenfeldern Industrie 4.0 und Systems Engineering), will
die Fachgruppe Systems Engineering (Fachgruppe SE) das
SE in die Praxis des Maschinenbaus bringen. Die Fachgruppe
wird gemeinsam von den Partnern
Fraunhofer IPT – Projektgruppe Entwurfstechnik
Mechatronik,
OWL Maschinenbau e.V.,
OWL ViProSim e.V.,
Dassault Systemes und der
Gesellschaft für Systems Engineering e.V. (GfSE)
organisiert. Im Rahmen dieser Rubrik berichtet die Fachgruppe
SE fortlaufend über aktuelle Entwicklungen und
den Stand der Umsetzung von SE-Projekten.
www.ipt.fraunhofer.de/mechatronik
Spring School versammelt SE-Ingenieure
Bereits zum dritten Mal veranstalteten die Fraunhofer-Projektgruppe
Entwurfstechnik Mechatronik und die TU München die ‚International
Spring School on Systems Engineering‘ (IS3E). Wissenschaftler/-innen
aus dem In- und Ausland kamen von 4. bis 8. Mai 2015 in
Paderborn zusammen, um die eigenen Dissertationsprojekte zu diskutieren
und die Methoden des SEs kennenzulernen. Der Fokus lag
auf Problemstellungen aus der Praxis: Neben dem Workshop ‚Systems
Thinking‘ haben die Teilnehmer dieses Mal auch die Methoden
des MBSEs und des Complexity Managements in kleinen Gruppen
konkret angewendet.
Der Autor:
Alexander A. Albers ist wissenschaftlicher Mitarbeiter der
Fraunhofer IPT Projektgruppe Entwurfstechnik Mechatronik und
Projektleiter der Fachgruppe SE
deve lo p 3 systems engineering 02 2015 27

MENSCHEN & UNTERNEHMEN
AUS DER
Im Rahmen der Podiumsdiskussion
anlässlich des TdSE2014 wurde
intensiv die SE Vision 2025 von
INCOSE diskutiert
Quelle: INCOSE
TdSE: Konferenz für Systems Engineering im deutschsprachigen Raum
Intensiver Austausch
zwischen Industrie und Forschung
Der TdSE – Tag des Systems Engineering – bietet im November 2015 im Rahmen einer Konferenz
über drei Tage hinweg die Gelegenheit, sich intensiv mit dem Systems Engineering zu beschäf -
tigen. Nachfolgend eine Vorschau zu der Veranstaltung und den verschiedenen Möglichkeiten,
die sich Teilnehmern bieten. Weitere Informationen sind über die neue TdSE-Homepage der
Gesellschaft für Systems Engineering (GfSE) verfügbar (siehe Infokasten).
Der Tag des Systems Engineering (TdSE) ist die Systems-Engineering-Konferenz
im deutschsprachigen Raum – 2015 findet
sie im November in Ulm statt. Als Gesellschaft für Systems Engineering
e.V. führen wir diese Veranstaltung von Beginn an in jedem Jahr
durch. Am Anfang war es nur ein Tag, und der eigentliche Treiber
war die Mitgliederversammlung am Ende des Jahres, die jeder Verein
durchführen muss. Zur Motivation der Mitglieder wurden Vortragende
eingeladen, die etwas zum Thema Systems Engineering (SE)
und Erfolgen aus der Industrie erzählen konnten. Dieser Tag entwickelte
sich über die Jahre zu einer ausgewachsenen und anerkannten
SE-Konferenz im deutschsprachigen Raum, die inzwischen
drei Tage dauert. In vielen Diskussionen wurde der Name der Veranstaltung
dennoch beibehalten und die Mitgliederversammlung ist
nun ein Anhängsel am Freitagnachmittag.
Die zeitliche Ausdehung entstand durch die wachsende Aufmerksamkeit
und Anfragen von Interessierten, ihre Erfolge vorzustellen.
So wurde die Konferenz zunächst auf zwei Tage mit einem offiziellen
Aufruf zu Beiträgen erweitert. Auch die Kombination mit kostenlosen
Seminaren und Tutorials mit Übungen wurden gerne von den
Teilnehmern angenommen. Neben dem satzungsgemäßen Ziel der
GfSE, sowohl die Industrie im Bereich SE zu vertreten als auch den
Hochschulen und Forschungseinrichtungen eine Plattform zu bieten,
ist die Annahme von Beiträgen in der Zwischenzeit mit unterschiedlichen
Akzeptanzhürden versehen. Ziel ist es, den Industrie-
Auf einen Blick
INFO
Alle Informationen und Themen für den TdSE2015 sind
auf der neu gestalteten Homepage im Detail zu erforschen.
Diese entspricht der neuen Schnittstelle und Auflösung
zu Mobiltelefonen, Tablets und weiterhin den klassischen
PCs. In den Impressionen finden Sie den Podcast
zur Podiumsdiskussion des TdSE 2014, das Videointerview
zum TdSE in Hamburg und andere interessante Links zum
Thema Systems Engineering.
Veranstaltungsdatum 2015:
11. bis 13. November 2015
Veranstaltungsort:
Ulm
www.tdse.org
28 develop 3 systems engineering 02 2015

Dr. David Endler,
Systems Engineering Consultant
„Im kleinen Team
zunächst Grundlagen
legen und Anforderungen
klären.“
Anwendungen Seite 64
Intelligenz in die
Maschine bringen
Methoden Seite 32
Im Überblick: Die
Sicht von Forschern
Menschen ab Seite 20
Titelstory Seite 36
AUS DER GFSE
MENSCHEN & UNTERNEHMEN
Zu dieser Rubrik
TIPP
Messestand der GfSE 2014 mit Demos der Arbeitsgruppen
Bild: GfSE
02 2015
Interdisziplinäre Produktentwicklung in der Praxis
Automatisierer
fokussiert ganzheitliches
Engineering
Die Gesellschaft für Systems Engineering (GfSE) e.V. als
deutsches Chapter des International Council on Systems
Engineering (INCOSE) ist seit 1997 die größte deutschsprachige
Interessensvertretung rund um das Thema Systems
Engineering. In der Rubrik „Aus der GfSE“ berichten
wir regelmäßig über aktuelle Aktivitäten und Initiativen.
Mitglieder der GfSE erhalten die develop 3
systems engineering digital im Rahmen ihrer
Mitgliedschaft über den Newsletter der GfSE.
Zusätzlich besteht die Möglichkeit, ein Printabonnement
zum ermäßigten Mitgliederpreis zu beziehen.
Angaben zu Verfahren und Gutscheincode finden
sich ebenfalls im News letter der GfSE.
vertretern und Anwendern eine Bühne für Best Practices und Erfahrungen
zu bieten. Die eingereichten Beiträge werden von Fachleuten
gesichtet und auf diese Ziele hin überprüft. Je zur Hälfte kommen
die Beiträge übrigens aus der Industrie und der Forschung, letztere
unterliegen den Akzeptanzkriterien der Wissenschaft. Alle Vorträge
werden in einem TdSE-Buchband mit ISBN-Nummer veröffentlicht.
Themen im November werden übrigens aus den SE-Themenbereichen
modellbasierte Systementwicklung und Simulation,
agile Systementwicklungsmethoden, Systems Engineering im Mittelstand
inklusive Organisationsentwicklung, SE-Tools und Umgebungen
sowie PLM/MBE/MBSE-Integration erwartet.
Tool-Vendor-Project –
Brücke zwischen Hersteller und Teilnehmer
Es gibt in den letzten Jahren immer mehr Werkzeuge, die sich mit SE
als Ganzem oder mit Elementen beschäftigen. Einige fokussieren
sich auf die modellbasierte Umsetzung und andere integrieren
Aspekte des SE in der PLM-Toolwelt. Damit alle Teilnehmer – seien
es Anfänger oder Experten – einen Einblick in die neuesten Möglichkeiten
und Innovationen bekommen und die Ausrichtungen der einzelnen
Anbieter besser verstehen können, gibt es das einzigartige
Tool-Vendor-Project (TVP). Ziel ist, dass die Hersteller anhand eines
definierten Beispiels ihren Ansatz, Schwerpunkte und Lösungen
mittels ihrer Werkzeuge und damit das Verständnis von SE präsentieren.
Auf der Ausstellungsfläche und dem Vendoren-Marktplatz
steht zudem Raum für weitere Diskussionen mit den Teilnehmern
zur Verfügung. Die Basis bildet hier eine Kaffeemaschine am Flughafen,
die in jedem Jahr mit neuen Aufgabenstellungen erweitert wird.
Somit vergrößern sich kontinuierlich Jahr für Jahr die gezeigten Modelle
und der Benchmark ist für die Teilnehmer transparent.
Generell ist es ein Kernelement der Konferenz, den Teilnehmern direkte
Ergebnisse mitzugeben. So bildet der Marktplatz das Zentrum
des Austausches und der Kommunikation unter den Teilnehmern.
Auf Grund von Platzmangel konnte der TdSE2014 in Bremen allerdings
nur 16 Aussteller aufnehmen, die ihre Dienstleistungen und
Forschungsergebnisse präsentierten.
Weiterhin unterstützt das World Cafe den Ideen- und Erfahrungsaustausch
zwischen einzelnen Teilnehmern. Durch kleine und moderierte
Gruppen zu einzelnen Themen des SE – beispielsweise
MBSE-Erfahrung oder SE in der innerbetrieblichen Ausbildung –
wird Erfahrung dokumentiert und vorgestellt. Das ermöglicht die direkte
Nutzung durch die Teilnehmer im Tagesgeschäft.
Podiumsdiskussionen
beleuchten aktuelle Entwicklungen
Zu aktuellen und ausgewählten Themen werden auch Podiumsdiskussionen
durchgeführt, die ein Thema tiefer beleuchten. Anlässlich
des TdSE2014 wurde etwa sowohl die SE Vision 2025 von INCOSE
vorgestellt und den Teilnehmern erläutert als auch die Anwendbarkeit
für den deutschsprachigen Raum kontrovers diskutiert. Ein Podcast
dazu gibt es in den Impressionen auf der Homepage des TdSE
(siehe Infokasten).
Durch die immer größere Verbreitung und Anwendung von Systems
Engineering kommen die Teilnehmer sowohl aus der klassischen
Anwendung in der Luft- und Raumfahrt als auch anderen Industrien
wie Automobil- oder Schiffbau, Maschinen- und Anlagenbau
sowie regenerativen Energien, Softwareentwicklung, Schienenverkehr
oder Medizintechnik. Hierbei sind nicht nur die reinen
Anwender und Prozessverantwortlichen als Teilnehmer dabei, sondern
auch die Entscheider, die sich vernetzen und unter anderem im
SE Best Practice Industriekreis (SE-BPC) engagieren. Initiatoren sind
das ‚Virtual Vehicle Research Center‘ (Graz) und die Fraunhofer-Projektgruppe
Entwurfstechnik Mechatronik (IPT-EM) Systems Engineering
Management. Das Vernetzen von Personen und der Blick
über den Tellerrand runden zudem abendliche Veranstaltungen ab.
So wurden schon viele Projekte und Arbeitsgruppen geboren.
Die Autoren:
Christian Tschirner ist Bereichsleiter Kommunikation & Veran -
staltungen, Sven-Olaf Schulze Vorsitzender der GfSE
deve lo p 3 systems engineering 02 2015 29

METHODEN
SE-GLOSSAR
SE-GLOSSAR
Begriffe des Systems Engineerings – Teil 2
ISO/IEC 15288 und ISO/IEC 29110 –
Prozesse für das Systems Engineering
In Teil 2 unserer Rubrik SE-Glossar widmen wir uns dem Systems Engineering aus Sicht des Produktlebenszyklus
und der relevanten Prozesse. Im Mittelpunkt stehen dabei die ISO/IEC 15288 und
die ISO/IEC 29110, die als ‚kleine Schwester‘ der ISO/IEC 15288 besonders für kleine und mittlere
Unternehmen interessant ist.
Seit einiger Zeit existieren starke Aktivitäten, die Landschaft der
Normen, Standards und Richtlinien im Systems Engineering zu
aktualisieren. Diese sind getrieben unter anderem durch das Deutsche
Institut für Normung e. V. (DIN), die ISO, das IEEE – aber natürlich
auch stark durch das International Council on Systems Engineering
(INCOSE). Dabei rücken immer stärker die Bedürfnisse von Unternehmen
außerhalb der klassischen SE-Anwendungsbereiche in
den Mittelpunkt.
ISO/IEC 15288: Systems and software
engineering – System life cycle processes
Die ISO/IEC 15288: Systems and software engineering – System life
cycle processes beschreibt die Prozesse über den Lebenszyklus eines
technischen Systems. Es werden vier Prozess-Gruppen inklusive
entsprechender Terminologie definiert. Für jede Gruppe werden
die für Systems Engineers relevanten Prozesse detailliert. Diese werden
unabhängig von der Komplexität eines Systems, der Produktstrukturstufe
oder Projektphase angewendet; einzig der erbrachte
Aufwand für die Prozesse ändert sich.
Produktbezogene/ Technische Prozesse: Hier finden sich alle technischen
Aktivitäten des Lebenszyklus. Durch deren Anwendung
entsteht das Produkt oder der Service. Bestandteile sind beispielsweise
Geschäftsfall- und Missionsanalyse, Kundenwunsch und
Anforderungsdefinition, Systemanforderungsdefinition, Systemanalyse,
Architekturdefinition, Designentwurf sowie Aktivitäten
bezüglich Implementierung, Integration, Verifikation, Transition,
Validierung, Operation, Wartung und Entsorgung.
Projekt-/Technische Management-Prozesse: Diese adressieren
das technische Management von Entwicklungsvorhaben und ergänzen
das Projektmanagement. Die entsprechenden Aktivitäten
beziehen sich also auf die Planung, Projektbeurteilung und -steuerung,
Entscheidungs-, Risiko- Konfigurations- und Informationsmanagement
sowie die Qualitätssicherung. Weiter werden technische
Maßnahmen zur Kompensation von Defiziten identifiziert
und durchgeführt, beispielsweise hinsichtlich Zeit, Kosten und
Qualität der Ergebnisse.
Vertrags-/Vereinbarungs-Prozesse: In diesem Zusammenhang unterscheidet
man den Acquisition Process und den Supply Process.
Die damit verbundenen Aktivitäten beziehen sich auf die Vereinbarungen
zwischen Kunde und Lieferant des Systems (beziehungsweise
der Systemkomponenten) oder der Dienstleistung.
Organizational Project-Enabling Prozesse: Ziel ist die Bereitstellung
der Ressourcen, die zur Erfüllung der Anforderungen der Projekt-
Stakeholder notwendig sind. Das sind etwa Qualitätsrichtlinien,
Management-Aktivitäten hinsichtlich Lebenszyklus, Infrastruktur,
Produktportfolio, Qualitätsmanagement und Wissensmanagement.
Damit sind diese Prozesse der Organisation und nicht einzelnen
Projekten zugeordnet.
Generische Profile
der ISO/IEC 29110
INFO
Entry: Das Profil ist geeignet für Unternehmen, die sich gerade
erst mit SE beschäftigen oder Projekte mit weniger als
sechs Personenmonaten.
Basic: Hier geht es um Anwendungen mit keinem besonderen
Risiko.
Intermediate: Dieses Profil kommt zur Anwendung in Projekten,
in denen mehrere Disziplinen koordiniert werden müssen.
Advanced: Hier geht es unter anderem um eigenständige, von
einem Auftraggeber unabhängige Projekte mit stark unterschiedlichen
Komplexitätsgraden.
Teile der ISO/IEC 29110
ISO/IEC 29110 Titel Zielgruppen
Teil 1 Übersicht VSE/KMU, Kunden, Assessoren,
Normenersteller, Methodenanbieter
Teil 2
Teil 3
Teil 4
Teil 5
Rahmenwerk und Systematik
Selbstbewertung
Profilspezifikation
Management und
Engineering Anleitung
Normenersteller, Methodenanbieter,
nicht für VSE/KMU bestimmt
Assessoren, Kunden und VSE/KMU
Normenersteller, Methodenanbieter,
nicht für VSE/KMU bestimmt
VSE/KMU und Kunden
Quelle: GfSE
30 develop 3 systems engineering 02 2015

SE-GLOSSAR
SE-GLOSSAR
SAR
SE-GLOSSAR
Zu dieser Rubrik
INFO
Das Besondere: Die ISO/IEC 15288 definiert einen Tailoring Process,
der die Anpassung der Prozesse an die jeweilige Projektsituation ermöglicht
– was jedoch in keinem Fall nur ein ‚Weglassen‘ bedeutet,
sondern eine Anpassung in Umfang und der formalen Stringenz.
Dazu werden zunächst Einflussfaktoren auf das Projekt identifiziert
(Komplexität, Risikofaktoren, ...), dann erfolgt die Auswahl der je
nach Entwicklungsprozess betroffenen Prozesse. Hierfür werden
die erwarteten Prozess-Ergebnisse, Aktivitäten und Aufgaben identifiziert,
die durchgeführt werden müssen. Unter Berücksichtigung
der Projektaspekte wird dann entschieden
welche Aspekte besondere Berücksichtigung finden und
welche Prozesse in geringerem Umfang beziehungsweise weniger
formal durchgeführt werden.
ISO/IEC 29110: Systems and Software Life Cycle
Profiles and Guidelines for Very Small Entities
Das Thema Systems Engineering nimmt inzwischen auch bei kleinen
und mittelständischen Unternehmen (KMU) immer mehr an
Fahrt auf. Die Gründe sind vielfältig, häufig spielen die Veränderungen
in den Wertschöpfungsstrukturen der ‚großen Unternehmen‘
eine Rolle: Immer häufiger fokussieren diese auf eine Integrationsstrategie,
das heißt sie verlagern ihre Systementwicklungsaktivitäten
zu kleineren Unternehmen. Dadurch kommt den wohlstrukturierten
Prozessen des Systems Engineerings eine besondere Rolle
zu, da sie in besonderer Weise im Zusammenspiel mit Partnern ihre
Wirkung entfalten. Gleichzeitig sind aber viele Ansätze zu umfangreich
oder unflexibel, um die Anforderungen kleinerer Unternehmen
zu treffen. Deshalb werden sie auch nur ungern von KMU eingesetzt.
Hier setzt die ISOIIEC 29110 ‚Systems and Software Life Cycle Profiles
and Guidelines for Very Small Entities (VSEs)‘ an – ein Ansatz, der
durch INCOSE mitgestaltet wird. Nachdem zunächst das Thema
Softwareentwicklung adressiert wurde, liegt jetzt ein Schwerpunkt
Deployment Packages der ISO/IEC 29110
Interface
Management
Project
Management
Verification
& Validation
Functional
& Physical
Architecture
Integration
Product
Deployment
„In erster Linie geht es um Kommunikation“ – das war der
Titel der Titelstory der ersten Ausgabe der develop 3
systems engineering, die zur SPS IPC Drives 2014
erschien. Tatsächlich wird die Bedeutung von Kommunikation
in Projekten häufig unterschätzt. Projekte sind heute
höchst interdisziplinär und im Regelfall über Zeitzonen,
Kulturkreise und Sprachräume verteilt. Die präzise und
konsistente Verwendung von Begriffen wird somit zur
Schlüsselkompetenz. Eine der ersten Aufgaben des Systems
Engineers im Projekt ist deshalb die Schaffung eines
Vokabulars, das eine eindeutige Kommunikation fördert.
Zur Unterstützung dieser Aufgabe veröffentlichen wir in
enger Zusammenarbeit mit der Gesellschaft für Systems
Engineering (GfSE) e.V. in jeder Ausgabe der develop 3
systems engineering Definitionen zu relevanten
Begriffen des Systems Engineerings; Ausgangspunkt hierfür
ist die deutsche Übersetzung V. 3.2.2 des Handbuchs
Systems Engineering des International Council on Systems
Engineering (INCOSE).
Hinweis: Die hier vorgestellten Definitionen stellen wir
bewusst zur Diskussion – wir freuen uns über Ihr Feedback
dazu per Mail an:
d3.redaktion@konradin.de
auf der Entwicklung der ‚Deployment Packages‘ für den Bereich
Systems Engineering. Die wesentlichen Ziele dabei waren:
Auf Basis der ‚großen Schwester‘ ISO/IEC 15288 soll ein SE-Ansatz
entwickelt werden, der bei Organisationen, Abteilungen oder
Projekten bis etwa 25 Projektteilnehmern eine besondere Anwendbarkeit
findet.
‚Generische Profile‘ (siehe Kasten) sollen die Einführung erleichtern.
Sie erlauben eine schrittweise Einführung in die SE-Prozesse,
wobei die Auswahl des geeigneten Profils von der Fähigkeit
der Organisation, der Größe und der Komplexität des Projekts bestimmt
wird.
Jedes generische Profil wird durch eine Reihe von Deployment Packages
beschrieben (siehe Tabelle). Diese bieten eine im Umfang
angepasste Beschreibung der Prozesse, Aktivitäten, Aufgaben, Arbeitsschritte,
Rollen und zu erarbeitenden Produkte. Weiterhin werden
Vorlagen und Beispiele zur Verfügung gestellt.
Insgesamt besteht die ISO/IEC 29110 aus 5 Teilen (Parts, siehe Tabelle),
wobei nur der Teil 4 als ‚Standard‘ eingestuft ist. Die Deployment
Packages – insgesamt etwa 40 Einzeldokumente – sind dem
Teil 5 der ISO/IEC 29110 ‚Management und Engineering Anleitung‘
zugeordnet. Dieser Teil wird aktuell durch das Deutsche Institut für
Normung (DIN) unter Mitarbeit von GfSE-Mitgliedern ins Deutsche
übersetzt – ab Herbst 2015 ist mit einer ersten Fassung zur rechnen.
Requirements
Engineering
Configuration
Management
Self-
Assessment
Quelle: GfSE
Die Autoren:
Christian Tschirner ist Bereichsleiter Kommunikation & Veranstaltungen
der GfSE, Sascha Ackva ist Mitglied des Vorstands der Gesellschaft
für Systems Engineering (GfSE)
deve lo p 3 systems engineering 02 2015 31

METHODEN METHODEN
SERIE
SERIE
Der Blick aufs Ganze: Mittels
Systems Engineering steht dem
Konstrukteur eine neue Konstruktionsmethodik
zur Verfügung
Bilder: it’s OWL
Teil 1: it´s OWL-Querschnittsprojekt Systems Engineering – Intelligenz in die Maschine bringen
Intelligente Maschinen
erfordern neue Konstruktionsmethodik
Wenn – wie Industrie 4.0 es fordert – Intelligenz in die Maschine kommt, sind neue Arten der Konstruktionsmethodik
gefragt. Und wenn Maschinen und ihre Funktionen zunehmend vernetzt werden,
liegt es auf der Hand, auch die einzelnen Gewerke der Maschinenkonstruktion besser zu vernetzen.
Dieses Ziel verfolgt das it´s OWL-Querschnittsprojekt ‚Systems Engineering‘, in dem die
Methode des ‚Modell-basierten Systems Engineering‘ – kurz MBSE – weiterentwickelt und für die
Praxis nutzbar gemacht wird.
Plakativ formuliert, verfolgt it´s OWL das Ziel, Intelligenz in Maschinen
und Anlagen zu bringen. Diese Intelligenz muss folglich
in die Maschinen ‚hineinkonstruiert‘ werden – und dazu bedarf
es neuer Ansätze der Konstruktionsmethodik. Ein Blick auf die aktuelle
Vorgehensweise bei der Konstruktion von Maschinen und Anlagen
zeigt:
Die einzelnen Gewerke werden (noch) Schritt für Schritt und unabhängig
voneinander entwickelt. Das kostet vergleichsweise viel
Zeit, weil die einzelnen Gewerke nur begrenzt synchron arbeiten
können.
Darüber hinaus führt die herkömmliche sequentielle Konstruktion
zu ‚suboptimalen‘ Ergebnissen, weil die Optimierungspotenziale
aus der Kombination verschiedener Gewerke nicht annähernd
vollständig ausgeschöpft werden können.
Wunsch: Ein integrierter,
durchgängiger Entwicklungsprozess
Die Konsequenz daraus: Um intelligentere und effizientere Maschinen
zur Serienreife zu bringen, muss die Konstruktionsarbeit, müssen
die einzelnen Gewerke besser vernetzt und integriert werden.
Genau das ist der Ansatz des ‚Modellbasierten Systems Engineerings‘
(englisch: Model Based Systems Engineering; kurz MBSE).
Der gesamte Entwicklungsprozess wird hier durch ein Systemmodell
begleitet, in dem alle Schlüsselanforderungen an das zu konstruierende
Produkt bereits zu Beginn festgeschrieben worden sind.
Dieses Modell ist und bleibt Grundlage für die Arbeit der einzelnen
Konstruktionsdisziplinen – über den gesamten Entwicklungsprozess
hinweg.
Der Vorteil ist, dass alle am Prozess Beteiligten stets auf dieses Systemmodell
und somit auf einen einheitlichen Projektstatus zurückgreifen
können. Das gilt insbesondere für die Konstrukteure der einzelnen
Gewerke, die üblicherweise autark mit jeweils spezifischen
CAE-Werkzeugen arbeiten. Es gilt aber auch für die anderen ‚Stakeholder‘
des Prozesses wie etwa Einkäufer, Produktionsplaner, Sicherheitsexperten
und letztlich den Anwender der Maschine.
Nicht zu unterschätzen ist der Nutzen von MBSE im Hinblick auf die
interdisziplinäre beziehungsweise gewerkeübergreifende Konstruktion
nach dem Grundsatz: „Das Ganze (System) ist mehr als die
Summe seiner Teile.“ So kann das Modell-basierte Systems Engineering
etwa zu neuen Produkteigenschaften führen und eine deutlich
optimierte Maschinenkonstruktion zur Folge haben.
32 develop 3 systems engineering 02 2015

SERIE
SERIE
SERIE
Hintergrund
INFO
Verschiedene Gewerke – ein gemeinsames Systemmodell
als Grundlage für die gesamte Entwicklungsarbeit: Das ist
ein Grundsatz des Systems Engineerings
Im Technologie-Netzwerk it‘s OWL – Intelligente Technische Systeme
OstWestfalenLippe – entwickeln über 170 Unternehmen
und Forschungseinrichtungen in 46 Projekten gemeinsam Lösungen
für intelligente Produkte und Produktionssysteme. Das Spektrum
reicht von intelligenten Automatisierungs- und Antriebslösungen
über Maschinen, Fahrzeuge und Hausgeräte bis zu vernetzten
Produktionsanlagen. Über ein innovatives Transferkonzept
werden neue Technologien für eine Vielzahl von – insbesondere
kleinen und mittelständischen – Unternehmen verfügbar
gemacht. Ausgezeichnet im Spitzencluster-Wettbewerb des
Bundesministeriums für Bildung und Forschung
gilt it´s OWL als eine der größten Initiativen für
Industrie 4.0 in Deutschland.
www.its-owl.de
Für mechatronische Systeme
ist die Methodik des Modellbasierten
Systems Engineerings
(MBSE) besonders geeignet
Nutzung über den
gesamten Produktlebenszyklus der Maschine
Ein weiterer Vorteil des MBSE: Das Systemmodell, das mit dem
Konstruktionsfortschritt ‚wächst‘, kann auch für die Dokumentation
und Instandhaltung, das heißt über den gesamten Produktlebenszyklus
der Maschine, genutzt werden. Alle Revisionsstände werden
ebenfalls dokumentiert, so dass auch während des Maschinenbetriebs
stets ein aktuelles Modell der Maschine zur Verfügung
steht.
In der Luft- und Raumfahrttechnik sind Entwicklung und Konstruktion
von komplexen Systemen mit MSBE bereits bewährt. Nun wird
der Ansatz mit Nachdruck auch auf andere Bereiche wie den Maschinen-
und Anlagenbau übertragen. Diese Aufgabe verfolgt das
Querschnittsprojekt ‚Systems Engineering‘ von it‘s OWL. Partner
dieses Projektes sind die Fraunhofer-Projektgruppe Entwurfstechnik
Mechatronik in Paderborn sowie sechs weitere Forschungsinstitute
in OWL.
„Das Ganze (System) ist mehr
als die Summe seiner Teile.“
Ganz konkret erarbeiten die Partner ein Instrumentarium für die
fachdisziplinübergreifende Entwicklung intelligenter Produkte und
Produktionssysteme. Zu den Disziplinen, deren Entwurfsaktivitäten
im System abgebildet werden, gehören der Maschinenbau (Mechanik),
die Elektrotechnik, die Software-Entwicklung und die Regelungstechnik.
Auf dieser Grundlage werden Methoden zur Sicherung der Vereinbarkeit
unterschiedlicher Modelle entlang der gesamten Produkt -
entstehung erarbeitet. Modellbasierte Synthese- und Analysemethoden,
wie zum Beispiel Fehlerbaum- und Risikoanalyse, sichern
die spezifizierten Systemeigenschaften. Leitfäden, Werkzeuge und
ein Wissenscluster bieten den Unternehmen dazu praxisnahe Unterstützung.
Technologietransfer in verschiedene Branchen
Die Ergebnisse werden von den Clusterunternehmen validiert und in
Projekten eingesetzt, zum Beispiel bei der Entwicklung eines intelligenten
Kfz-Scheinwerfers oder bei der intelligenten Verarbeitung
von Großbauteilen.
Die bisherigen Projektergebnisse zeigen: Systems Engineering und
Model Based Systems Engineering ermöglichen es, mechatronische
Systeme effizient und effektiv zu entwickeln. Entwicklungszeiten
werden verkürzt, Abstimmungsbedarfe und nachträgliche
Änderungen entfallen und die Produktqualität steigt – mit dem Ergebnis,
dass sich die Wettbewerbsfähigkeit der teilnehmenden Unternehmen
verbessert.
co
Die Autoren:
Dr.-Ing. Roman Dumitrescu, Geschäftsführer it´s OWL Clustermanagement
GmbH und Leiter Produktentstehung der Fraunhofer-
Projektgruppe Entwurfstechnik Mechatronik; M. Sc. Martin Rabe,
Wiss. Mitarbeiter der Fraunhofer-Projektgruppe Entwurfstechnik
Mechatronik
Hinweis zur Serie:
Das Spektrum der Unternehmen, die an der Erprobung dieser innovativen Konstruk -
tionsmethodik interessiert sind, ist weit gefächert. In den folgenden Ausgaben der
develop 3 systems engineering werden im Rahmen dieser Serie einzelne Transferprojekte
des ‚Systems-Engineering-Querschnittsprojektes‘ vorgestellt.
deve lo p 3 systems engineering 02 2015 33

METHODEN
BIG DATA / KOMMUNIKATION
Bilder: FP7-Project IMPEx/IWF
Erste Anwendungen des IMPEx-Portals
erlauben detaillierte Vergleiche von Daten
der Weltraummissionen Venus Express
(ESA) und Messenger (NASA) mit
bereits existierenden Modellen. Auch für
die berühmte Rosetta-Mission werden in
naher Zukunft Vergleiche zwischen Simulations-
und Messdaten möglich sein
Das neu entwickelte System mit dem Namen
IMPEx (Integrated Medium for Planetary Exploration)
hilft Wissenschaftlern, komplexe
Messdaten besser zu verstehen, Lücken in
den Messungen mit Simulationsdaten aufzufüllen
und Simulationen besser mit tatsächlichen
Beobachtungen zu vergleichen
Europäisches Team entwickelt universelle ‚Sprache‘ für Weltraumforschung
Messungen und Theorie
lassen sich leichter vergleichen
Einem Konsortium aus europäischen Wissenschaftlern ist es gelungen, eine gemeinsame Informationsdrehscheibe
zu entwickeln, um Daten aus verschiedenen Weltraummissionen vergleichbar zu
machen. Unterschiedliche Datenverarbeitungsstandards einzelner Missionen erschwerten das bislang.
Nun ist es möglich, Messdaten mit Daten, die aus theoretischen Modellen gewonnen wurden,
zu vergleichen – unabhängig von den verwendeten Datenprotokollen. Exemplarisch wird daran
deutlich, wie sinnvoll es ist, eine ‚gemeinsame‘ Sprache zu sprechen.
Weltraummissionen sind ein bisschen wie Smartphones – es
existiert eine Vielzahl an Standards für die Datenverarbeitung.
Aufgrund der enormen Komplexität von Weltraummissionen
kommen bei deren Instrumenten und Geräten meist Einzelanfertigungen
zum Einsatz. Auch die Datenerfassung und Auswertung
folgt in der Regel den proprietären Standards der jeweiligen Mission.
Der Nachteil: Austausch und Vergleich von Messdaten zwischen
verschiedenen Missionen und den meist von Drittinstituten
entwickelten theoretischen Modellen sind praktisch unmöglich.
Doch es gibt bereits eine Anzahl an Initiativen, die versuchen, diese
Diversität zu überbrücken, indem sie Standards für bestimmte Bereiche
der Physik definieren. Das EU-Konsortium IMPEx (Integrated
Medium for Planetary Exploration) leistet hier einen signifikanten
Beitrag im Hinblick auf modellierte Daten durch die Erweiterung des
Datenmodells SPASE (Space Physics Archive Search and Extract).
Das Team des FP7-Projects IMPEx konnte durch die Einführung des
IMPEx-Portals, dem Benutzer-Front-end des IMPEx-Protokolls, einen
gebündelten Zugang zu einer beeindruckenden Sammlung an
Funktionalitäten und Werkzeugen bereitstellen, um die Arbeit mit
verschiedensten Mess- und Modellierungsdaten aus dem Bereich
der Plasmaphysik zu ermöglichen.
Werkzeugkiste für Weltraumforscher
Projekt-Koordinator und Senior-Wissenschaftler Dr. Maxim Khodachenko
vom Institut für Weltraumforschung (IWF, Graz) der Österreichischen
Akademie der Wissenschaften kommentiert diesen Erfolg
folgendermaßen: „Das IMPEx-Portal bietet Werkzeuge für die
Visualisierung und Analyse von Datensätzen verschiedener Weltraummissionen.
Zusätzlich sind mehrere Simulations-Datenbanken
in das System integriert.“ Und in der Tat, die Möglichkeiten des IM-
PEx-Portals sind beeindruckend. So bietet es Zugriff auf eine Vielzahl
an Messdaten sowie Simulationsläufe des Magnetfeldes und der
Plasmaumgebung verschiedener Monde und Kometen des Sonnensystems,
die auch Ziele mehrerer vergangener, aktueller und zukünftiger
europäischer und internationaler Weltraummissionen waren
und sind. Internetdienste (Web Services), die vom Modellierungs-
34 develop 3 systems engineering 02 2015

BIG DATA / KOMMUNIKATION
METHODEN
Kontakt
INFO
Space Research Institute (IWF)
of the Austrian Academy of Sciences
Graz
Maxim Khodachenko
Tel. +43 (0)316/4120-661
maxim.khodachenko@oeaw.ac.at
http://impex-fp7.oeaw.ac.at
Vergleich der Observationsdaten
des Magnetfeldes, gemessen im
Rahmen der Venus Express Mission,
mit einem speziellen Simulationsmodell
für Magnetosphären
sektor von IMPEx unterstützt werden, erlauben die Reproduktion
der Magnetfelder sowie der Plasmaumgebungen verschiedener
Planeten. Jederzeit abrufbar und zum Teil sogar in Echtzeit.
Ausgangspunkt für die Datenverarbeitung im IMPEx-Portal ist das
Tool CDPP-AMDA (Automated Multi-Dataset Analysis). AMDA ermöglicht
eine effektive Verarbeitung von Daten durch Zugriff auf
einfach zu benutzende Funktionen zur Datenauswertung. Die webbasierte
Applikation ist auf die Analyse und Visualisierung von
Mess- und Simulationsdaten spezialisiert – der Schwerpunkt liegt
dabei auf Weltraumplasmaphysik. Ein weiteres Werkzeug mit Zugriff
auf IMPEx ist CDPP 3DView. Mit seinen umfangreichen Funktionen
im Bereich der 3D-Visualisierung erlaubt es die Darstellung
von Raumschiff-Trajektorien und Planetenbewegungen sowie die
wissenschaftliche Repräsentation von Mess- und Simulationsdaten.
Tatsächlich sind alle IMPEx-Datenbanken auch direkt in 3DView verfügbar,
wodurch eine interaktive Kombination aus Raumschiff-Orbits
und entsprechenden Messungen vor Ort möglich wird.
Unlängst lieferte 3DView bereits beeindruckende Ergebnisse, als
Observationsdaten des Magnetfeldes, gemessen im Rahmen der
Venus Express Mission, mit einem speziellen Simulationsmodell für
Magnetosphären verglichen wurden. Dieser Vergleich zeigt die
weitreichenden Möglichkeiten des IMPEx-Protokolls auf. Der Projekt-Partner
FMI (Finnish Meteorological Institute) entwickelte eine
Datenbank für hybride Modelle, die Simulationen der Magnetfeldumgebung
der Venus erlaubt. Einige davon wurden mithilfe des IM-
PEx-Portals und seiner Tools weiter verarbeitet. So wurde ein Simulationslauf
entlang der Trajektorie des Venus Express Orbiters interpoliert,
um die Messdaten mit der Modellierung zu vergleichen.
Letztlich konnten beide Datensätze – die Messungen und die Simulation
– direkt am Orbit von Venus Express visualisiert werden. Ein
ähnlicher Vergleich wurde auch mit von Messenger gemessenen
Magnetfelddaten des Merkur durchgeführt.
„Die Möglichkeit, komplexe Simulationen mit Messungen direkt vor
Ort in einem einzigen Analysewerkzeug zu kombinieren, ist eine der
größten Errungenschaften von IMPEx“, betont Vincent Génot,
hauptverantwortlicher Wissenschaftler des IMPEx-Projekts von
CNRS/IRAP. „Bald wird das System auch Vergleiche von Messdaten
der Rosetta-Mission mit Simulationen der Umgebung des Kometen
erlauben.“ Das werde einen großen Beitrag dazu leisten, die Bausteine
des jungen Sonnensystems besser zu verstehen. „Das IM-
PEx-System wird die Forschung auf dem Gebiet der Plasma- und
Magnetfeldumgebungen erleichtern und weiter verbreiten, und
zwar nicht nur von ‚Tschury‘, Venus und Merkur, sondern auch von
weiteren Objekten im Sonnensystem. Von Mars zum Beispiel, von
Jupiter, Saturn und schließlich auch der Erde selbst.“
Das erfolgreiche Konsortium, das neben dem IWF und FMI auch aus
den französischen Partnern CNRS/IRAP und CNRS/LATMOS sowie
dem russischen Partner SINP-MSU besteht, ruht sich indes aber keinesfalls
auf den wissenschaftlichen Lorbeeren aus, sondern
schmiedet bereits Pläne, IMPEx in die Wolken zu heben. „Wir würden
die Idee von IMPEx sehr gerne durch Cloud-Ressourcen und
Big-Data-Dienstleistungen weiterentwickeln beziehungsweise
komplettieren“, erläutert Tarek Al-Ubaidi, Projektmanager und technischer
Experte. „Vor allem die Durchführung von Modellrechnungen
in der Cloud wäre für die wissenschaftliche Gemeinde von großem
Vorteil. Wir würden das Konzept gerne mit einer noch flexibleren
Architektur, umfassendem Zugriff auf Archive für Messdaten
und ausgefeilte Technologien zur Datenverarbeitung und Analyse
kombinieren. Wir haben diesbezüglich bereits mehrere Projektvorschläge
unterbreitet und hoffen, dass wir die Möglichkeit erhalten,
diese umzusetzen – Daumen drücken!“
co
Text: PR&D – Public Relations für Forschung & Bildung, Wien
The FP7-Project IMPEx (Integrated Medium for Planetary Exploration) is supported by
the European Union Grant agreement number 262863.
deve lo p 3 systems engineering 02 2015 35

TOOLS
TITELSTORY
Mechanik und Elektronik wachsen zusammen
Ganzheitliches
Engineering als Ziel
Mit dem SolutionCenter bietet Bachmann electronic eine Software-Komplettlösung
für Automatisierer, die aktuell alle Aspekte des Engineering-Prozesses von der Konfiguration
über die Programmierung, den Test und die Inbetriebnahme bis hin zur
Visua lisierung und Wartung abdeckt. Um aber die Herausforderungen der Zukunft
zu bewältigen, wird das Unternehmen seine Tools weiterentwickeln. Die Idee dabei
ist, die vielen IT-spezifischen Funktionalitäten, die heute bereits intern genutzt
werden, auch den Maschinen-Konstrukteuren zur Verfügung zu stellen. Mit dem
Ziel einer ganzheitlichen Software für den mechatronischen Ansatz hat man im
Unter nehmen weit in die Zukunft gedacht.
36 develop 3 systems engineering 02 2015

TITELSTORY
TOOLS
Georg Scharf ist bei Bachmann electronic in Feldkirch/A Produktmanager
Engineering/Programming & Runtime. Er sammelte
jahrelange Erfahrung als technischer Leiter eines Anlagenbauunternehmens.
Auf der Basis dieser Erfahrungen aus Maschinenbau
und Engineering hat er viele Ideen gesammelt, die er in die
Software-Entwicklungen bei Bachmann electronic einbringt.
Die Zukunft gehört dem mechatronischen Ansatz
Dabei ist er sich sicher, dass der Maschinenbau, „so wie wir ihn heute
kennen, in Zukunft anders sein wird“. Der Aufbau einfacher Anlagen-Steuerungen
mittels IOs, Sensoren und Antrieben wird zwar
weiterhin erforderlich sein, gleichzeitig aber an Bedeutung verlieren.
Die Zukunft gehört vielmehr dem mechatronischen Ansatz sowie
mechatronisch definierter Komponenten, bestehend aus einer Kombination
der verschiedenen Engineering-Disziplinen. Solche Einheiten
lassen sich dann zu einer kompletten Anlage kombinieren. An einem
Beispiel aus seinem Erfahrungsbereich verdeutlicht er das: Eine
Presse stellt die Anlage bzw. die übergeordnete Einheit dar, der
Vorschub ist eine untergeordnete Einheit und die Beölung der zu
pressenden Bleche eine Funktion innerhalb des Vorschubs. Bevor
die Bleche beölt werden können, müssen sie entstapelt werden.
Diese Entstapel-Einheit stellt eine mechatronische Einheit dar; also
eine Kombination aus Mechanik, Elektrotechnik und Elektronik. Viele
Hersteller im klassischen Maschinenbau sind dazu übergegangen,
ihre Anlagen aus solchen mechatronischen Einheiten zu bilden.
Erforderlich ist dazu jedoch, die Grenzen zwischen den klassischen
Engineering-Disziplinen Mechanik-Konstruktion, Fluidtechnik,
Automatisierung und Softwareentwicklung aufzulösen und einen
ganzheitlichen Ansatz zu verfolgen.
Deshalb besteht laut Georg Scharf ein wesentlicher Schritt darin, die
bestehenden Anlagen in mechatronische Einheiten und Untereinheiten
zu gliedern, um so auch zusätzliche Funktionalitäten externer
Komponenten einbinden zu können. „Für solche Aufgaben werden
wir bei Bachmann unser Engineering permanent weiterentwickeln.“
Als aktuelle Software-Komplettlösung deckt das SolutionCenter alle
Aspekte des Engineering-Prozesses ab – Konfiguration, Programmierung,
Regelung, Bewegung, Kommunikation, Sicherheit, webbasierte
Visualisierung sowie Test und Inbetriebnahme. Diese Softwareumgebung
basiert auf Eclipse, die ein modulares Plug-In-Konzept
zur Verfügung stellt. Die Tools sind optimal auf die Geräte und
Systeme des Herstellers abgestimmt, sie bieten jedoch auch umfangreiche
Möglichkeiten bei der Einbindung benutzerspezifischer
Funktionalitäten und sind so die Basis für weitere Entwicklungen.
Echtzeit-Betriebssystem als Basis
Mit dem SolutionCenter wird auch die Steuerung M1 programmiert.
Deren Softwarestruktur basiert nach Auskunft des Produktmanagers
auf VxWorks. Darüber befindet sich M-Sys als weiterer Layer,
der einen Datenaustausch-Mechanismus (SVI/SMI) zur Verfügung
stellt, der wiederum auf einem RPC-Protokoll basiert. Über SVI werden
Variablen zwischen Software-Modulen ausgetauscht. Die
Schnittstelle stellt ebenfalls die Möglichkeit zur Verfügung, Funktio-
Bilder: Bachmann electronic
Industrie 4.0 ist weniger eine technische
Herausforderung, „die eigentlichen
Anforderungen liegen darin, das
Engineering zu beherrschen“
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TOOLS
TITELSTORY
Das SolutionCenter bietet
intelligente Softwaretools
für die Automatisierung
nen im Kontext eines anderen SW-Modules auszuführen. Aus solchen
Modulen setzten sich dann die Steuerungslösungen zusammen.
Ein Softwaremodul kann wiederum aus beliebig vielen Tasks
bestehen, wobei jeder dieser Tasks in jeder beliebigen Sprache programmiert
werden kann. Bachmann stellt standardmäßig Entwicklungsumgebungen
für die Programmiersprachen C, C++, IEC61131
und MatLab-Simulink zur Verfügung.
Georg Scharf erläutert die Vorteile: „Jedes dieser Softwaremodule
ist für sich eigenständig und hat eine Konfigurationsschnittstelle,
über die es in der Gesamtlösung konfiguriert werden kann. Damit ist
der Maschinenbauer in der Lage, auch komplexe Systeme zusammenzustellen.
Er kann sich solche Software-Module in den verschiedenen
Abteilungen des Unternehmens schreiben lassen und muss
auch gar nicht wissen, wie die Funktionalität dieser SW-Module umgesetzt
wurde; er muss sie lediglich konfigurieren können und die
Definitionen der Schnittstellen kennen.“
Integrierte Software-Module
Das SolutionCenter stellt beispielsweise ein Oszilloskop zur Verfügung,
das komplett als Softwaremodul realisiert wurde und das
der Anwender jederzeit in seine Lösung einbinden kann. Mit ihm lassen
sich Variablen aufzeichnen, um sie auf diesem Oszilloskop-Modul
anzeigen zu können. Diese Daten lassen sich ohne Aufwand zurücklesen
und mit eigenen Tools weiterverarbeiten. Wird eine solche
Funktion mehrmals benötigt, muss das Software-Modul lediglich
entsprechend oft gestartet werden. Die Zahl parallel gestarteter
Tasks/Software-Module ist nur von der Leistung der CPU abhängig.
Ein weiterer Schritt beruht laut Scharf darauf, die etablierten IT-Technologien
noch stärker zu nutzen. Das SolutionCenter basiert auf der
Open-Source-Entwicklungsumgebung Eclipse, die in der IT- sowie
in der Embedded-Welt weit verbreitet ist. „Mit dieser Entwicklungsumgebung
können wir bei Bachmann alle Möglichkeiten nutzen, die
die IT-Welt bietet“. Mit dem gewählten Plug-In-Konzept lassen sich
alle IT-Technologien einbinden und problemlos nutzen. „Wird eine
Software-Komponente benötigt, kann diese leicht vom Eclipse-Market-Place
geladen und eingebunden werden.“ Ein Beispiel für den
Einsatz solcher IT-Technologien ist XText. Damit ist es möglich, eine
anwendungsspezifische Sprache zu erstellen, damit in der für die
Domäne spezifischen Art und Weise programmiert werden kann. So
sind Entwickler in der Lage, eine Sprache zu entwickeln, mit der die
Funktionen einzelner Maschinen-Komponenten detailliert beschrieben
und der erforderliche Code für die Steuerungsprogrammierung
erzeugt werden kann.
Ob der Maschinenkonstrukteur letztendlich in der Lage ist, diese
komplexe, IT-lastige Thematik zu beherrschen, bezweifelt der Softwareexperte:
„Wir unterstützen unsere Kunden deshalb aktiv bei der
Nutzung dieser Technologien. Aus diesen Erfahrungen heraus opti-
IT-gestütztes Engineering
INFO
Ziel ist es, den Modul-Begriff im Engineering-Kontext so zu erweitern,
dass er auf alle Gewerke übertragen werden kann und
ein ganzheitliches modul- und modell-basierendes Engineering
ermöglicht. Für die erstellten Module müssen Schnittstellen und
Funktionalitäten definiert werden; der Ersteller eines Modules
kennt die Grenzen der Parameter und Funktionalitäten.
Eigenschaften von Komponenten
Komponenten müssen unabhängig voneinander entwickelt
werden können
Funktionalität muss skalierbar und konfigurierbar sein
Wiederverwendbarkeit/Mehrfachaufrufe
Einfache Kommunikation zwischen den Komponenten
SW-Komponenten-/SW-Modul-Konzept
Bachmann stellt eine Plattform zur Verfügung, auf der SW-
Module über eine einheitliche Schnittstelle miteinander
kommunizieren können
SW-Komponenten
Komponenten sind getestete und kompilierte SW-Module
Diese Module können im Nachhinein konfiguriert werden
Die SW-Module können anschließend verschaltet werden
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TITELSTORY
TOOLS
SCHNITTSTELLEN
KONTAKT
INFO
Ingenieure definieren
die
Schnittstellen,
über die ganz
einfach kommuniziert
werden kann
Bachmann electronic GmbH
Kreuzäckerweg 33
6800 Feldkirch/A
Tel.: +43 55 22 / 34 97-0
info@bachmann.info
www.bachmann.info
Mit den zunehmend größer werdenden Anlagen und der
Einführung von neuen Technologien wächst auch die
Komplexität der Betriebsführungsprogramme. Das Paradigma
des globalisierten Zeitalters lautet: „Mit besseren
Lösungen schneller am Markt sein.“
mieren wir unsere Tools weiter.“ Schon heute nutzen Kunden die
Möglichkeit, die Steuerung über Standard-Schnittstellen wie FTP zu
starten. Dabei wird die Maschinenkonfiguration im ERP erstellt oder
hinterlegt. Vom ERP wird dann ein Skript aufgerufen, das die entsprechenden
Dateien auf die Steuerung kopiert. Die Erstellung der
Steuerungs-Software kann auf diese Weise automatisiert werden.
Den konventionellen Workflow ändern
Noch immer ist es weit verbreitet, für eine neue Anlage zuerst die
Teile zu beschaffen, sie dann zusammenzubauen und erst dann die
Software zu schreiben. „Das ist leider Realität“, klagt der Produktmanager:
„dem Softwareentwickler kommt dann meist die Aufgabe
zu, verlorene Zeit aufzuholen.“
Da jedoch in der Praxis kaum eine Anlage komplett neu entwickelt
wird, kommen in der Regel bestehende Bibliothekselemente zum
Einsatz. Diese werden dann zu einem gesamten Programm zusammengestellt
und als ein Softwaremodul auf die Steuerung kopiert.
Jede Änderung an diesem Programm hat zur Folge, dass das gesamte
Programm neu erstellt werden muss. Wird eine Anlage dagegen
aus getesteten und kompilierten Softwaremodulen zusammengestellt,
kann schon in der Projektierungsphase auf zuverlässige
Funktionen zugegriffen werden. Der notwendige Test-Aufwand beschränkt
sich bei diesen Software-Modulen auf den elektrischen
Test. Somit ist nur noch der fehlende Anteil der Software zu programmieren.
Die Tests können sich nun auf den neuen Teil der Funktionalität
und die Gesamtfunktion beschränken. Zuvor haben Software-Programmierer
und Ingenieure die erforderlichen IT- sowie die
elektrischen und mechanischen Schnittstellen definiert. Anschließend
kann einfach über diese Schnittstellen kommuniziert werden.
Das ganzheitliche Engineering auch komplexer Anlagen wird so wesentlich
vereinfacht.
Industrie 4.0
Steht der Begriff Industrie 4.0 im Raum, schlagen Techniker-Herzen
höher. Doch sind die Ideen wirklich so einfach in die Praxis umzusetzen?
Konzepte und Ideen sind zu komplex, meint Georg Scharf,
als dass sie ein Konstrukteur in vollem Umfang überblicken könnte.
„Die Entwicklung zu Industrie 4.0 wird kaum aufzuhalten sein,
vom Beherrschen der Komplexität und der Leistungsfähigkeit des
Engineerings wird der Erfolg von Industrie 4.0 abhängen. Dazu
müssen alle Beteiligten schon heute beginnen, die damit verbundenen
Konzepte und Technologien in die Welt zu bringen“, so der Produktmanager:
„Nur mit wachsendem Know-how werden wir in der
Lage sein, die komplexe Thematik zu beherrschen.“ Industrie 4.0 ist
weniger eine technische Herausforderung, „die eigentlichen Anforderungen
liegen darin, das Engineering zu beherrschen“.
Die Konstruktionsabteilungen verändern
Tools für die Entwicklung mechatronischer Komponenten sind das
erklärte Ziel des Unternehmens. Georg Scharf erwartet, dass der
Prozess noch viel Zeit in Anspruch nehmen wird: „Der nächste
Schritt besteht darin, das Engineering weiter zu fassen, aus der
Steuerungs-Ecke heraus zu führen hin zum ganzheitlichen, mechatronischen
Ansatz. Ziel dabei ist, die Konstruktionsabteilungen
für die Mechanik, E-Technik und die Software zu verändern und ein
Tool zu schaffen, das den ganzheitlichen Ansatz unterstützt.“ Mithilfe
des Application Lifecycle Managements sowie entsprechender
Schnittstellen wird es möglich sein, auch mechanische Dimensionen
von Schaltschränken zu berücksichtigen und das benötigte
Kabel zu definieren, sodass die Lösung einwandfrei funktioniert.
Mit der Idee eines ganzheitlichen Engineerings hat man bei Bachmann
electronic weit in die Zukunft gedacht. Bei der Entwicklung
einer solchen Lösung erfolgt eine enge Zusammenarbeit mit Partnern
aus dem Maschinenbau. Oft sind es kleinere Unternehmen,
die früh erkannt haben, dass es in der Automatisierung so nicht
weitergehen kann. Während größere Unternehmen realistische
Chancen sehen, sowohl Produktion als Organisation weiter zu optimieren.
Der Produktmanager blickt zurück: „Das in die Zukunft
gerichtete Denken hat sich bei Bachmann electronic schon in der
Vergangenheit bewährt, etwa bei der Einführung des Konzepts der
Software-Module vor 15 Jahren, oder bei den einzelnen Komponenten
des Steuerungssystems, die schon früh mit Ethernet
ausgestattet wurden.“
Andreas Gees, Stellvertretender Chefredakteur
develop 3 systems engineering
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TOOLS
PLM
Die Miramar-3D-Benutzeroberfläche
erlaubt den einheitlichen Zugriff auf verteilt
vorliegende Informationen
Bilder: Fraunhofer IAO/Intel
Offene Plattform zur Unterstützung des Produktlebenszyklusmanagements
PLM speziell für KMU
Während des Lebenszyklus eines Produkts von der ersten Idee bis zur Wiederverwertung fallen
Daten und Informationen von vielen Beteiligten in verschiedenen Systemen an. Doch gerade kleine
und mittelständische Unternehmen können die resultierende Komplexität kaum beherrschen und
lassen daher Wettbewerbsvorteile ungenutzt.
Zur Unterstützung aller Beteiligten im Laufe des Produktlebenszyklus
existiert eine Vielzahl an IT-Systemen. Allerdings können
vorhandene Daten und Informationen oft nur mit hohem Mehraufwand
gewinnbringend genutzt werden. In der Initiative amePLM
(advanced platform for manufacturing engineering and PLM) wird
daher eine Lösung für kleinere produzierende Unternehmen erarbeitet.
Sie besteht aus Referenzprozessen, einem Referenzdatenmodell
sowie einer offenen Plattform zur Unterstützung der an der
Produkt- und Produktionsentstehung Beteiligten. Die Referenzprozesse
dienen als Ausgangspunkt und Orientierungshilfe zur Realisierung
robuster firmenspezifischer Prozesse und entsprechender
Workflows. Das Referenzdatenmodell ist in Form einer Ontologie
definiert, so dass die Anpassung des allgemeinen Modells an firmenspezifische
Gegebenheiten durch Spezialisierung der Elemente
des Datenmodells einfach möglich ist. Das ontologiebasierte Datenmodell
resultiert zunächst in einem gemeinsamen Vokabular für die
notwendige kurze Konfigurationsphase und bildet dann eine einheitliche
Sprache im Sinne einer Datenschnittstelle des offenen und
möglicherweise verteilten Unterstützungssystems.
Die Architektur der offenen Plattform erlaubt es den Anwendern,
weiter ihre gewohnten Systeme zu nutzen oder neue Module einzusetzen
und bei Bedarf auf die neuen Funktionalitäten der
amePLM-Lösung zuzugreifen. Durch diesen Ansatz wird einerseits
vermieden, das Rad neu zu erfinden und andererseits bleiben den
Nutzern unnötige Investitionen und Schulungen erspart. Neben Modulen
zur Unterstützung von Engineering-Aktivitäten wie Simulation
und Optimierung bietet die amePLM-Lösung insbesondere eine
grafische Benutzerschnittstelle für den einheitlichen Zugriff auf verteilt
vorliegende Informationen aus verschiedenen Quellen (siehe
Bild). Beispielhaft ist eine 3D-Oberfläche dargestellt, die allerdings
problemlos gegen eine klassische 2D-Benutzerschnittstelle ausgetauscht
werden kann. Über Workflow-Komponenten werden Anwender
darüber hinaus durch die unternehmensspezifischen Prozesse
geführt, so dass klar definierte Vorgehensweisen und Meilensteinkriterien
eingehalten und dokumentiert werden können.
Praxisbeispiele zeigen konkreten Nutzen
Die Möglichkeiten, die sich dem Anwender der Plattform bieten, sollen
anhand zweier unterschiedlicher Beispiele aus der Industrie verdeutlicht
werden.
Ein Pilotanwender der amePLM-Lösung ist Anbieter von Montagedienstleistungen
für Telekommunikations- und Elektroniksysteme
wie RF-Filtereinheiten und Kabelbäume. Eine besondere
Herausforderung ist es, die Daten der verschiedenen Produkte
und Produktvarianten zu handhaben. Werden Produkte, Einzelteile
oder Konfigurationen geändert, ist es notwendig, die aus den
Änderungen resultierenden Auswirkungen auf die Produktion zu
identifizieren und die Arbeiter in der Montage über die Änderungen
zu informieren. Änderungen werden üblicherweise mit einem
neuen Auftrag des Kunden übermittelt, wobei aber auch später
Folgeaufträge für bereits gefertigte Produkte erfolgen können. Die
amePLM-Plattform unterstützt die Anwender hier dabei, herauszufinden,
welche Aufträge gleiche oder geänderte Produkte betreffen.
Vom Kunden wird das Produkt spezifiziert und gleichzeitig
das Auftragslos angefordert. Dies ist der erste Schritt, bei dem die
Lösung die Anwender im Unternehmen unterstützt, indem das In-
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PLM
TOOLS
Das Konzept von amePLM
Erfahrungsaustausch
für Entwickler
INFO
Bild: Fraunhofer IAO
Das Faunhofer IAO ist Veranstalter
des am 18. und
19. Juni 2015 stattfindenden
dritten Stuttgarter
Symposiums für Produkt -
enwicklung (SSP 2015).
Details dazu erhalten Sie
über den QR-Code und
die Meldung auf S. 14 in
dieser Ausgabe.
www.iao.fraunhofer.de/vk235.html
Übersicht über den Aufbau der advanced platform for manufacturing engineering and
PLM (amePLM), die insbesondere KMU den Einsatz und damit den Einstieg in das
Product Lifecycle Management erleichtern soll
formationsmanagement auf der Grundlage des Referenzdatenmodells
‚intelligenter‘ gestaltet wird. Der nächste Schritt ist die
Prüfung, ob alle notwendigen Teile, Komponenten und Unterbaugruppen
auf Lager sind. Hierfür wird kommerzielle Software eingesetzt,
die durch eine lose Kopplung als weiteres Modul angedockt
ist, ohne vollständig integriert zu sein. Das Workflow-Modul
der Plattform unterstützt den Prozessablauf durch eine automatische
Bestandsabfrage und Bestellung fehlender Teile. Da die interne
Montageplanung mittels der Simulations- und Optimierungsmodule
der amePLM-Plattform beschleunigt und verbessert
wird, kann das Pilotunternehmen sogar neue Kunden gewinnen.
Im Rahmen der Produktionsplanung und -steuerung können
vom Produktionsleiter alle notwendigen Dateien direkt aufgerufen
werden, so dass er nicht mehr manuell auf Netzlaufwerken
nach relevanten Informationen suchen muss.
Ein weiteres Pilotunternehmen ist ein Ingenieurdienstleister, der
insbesondere in den Bereichen Produktentwicklung und Produktionsplanung
aktiv ist. Haupteinsatzgebiet der Lösung ist in diesem
Fall die Unterstützung von Planung und Aufbau eines neuen
Motorenwerks eines Kunden des Dienstleisters. Komplexität und
notwendige Zeit, ein solches Projekt auszuführen, sind als sehr
hoch einzustufen. Der Fokus der Anwendung liegt deshalb in der
Unterstützung der Akquise sowie der Konzept- beziehungsweise
Grobplanungsphase. Um die Zeitspanne zur Angebotsabgabe
deutlich zu verringern, muss der verantwortliche Ingenieur Zugriff
auf alle wesentlichen, im Unternehmen zur Verfügung stehenden
Informationen über frühere Projekte für den potenziellen Kunden
haben. Hierbei ist es auch nützlich zu wissen, ob ähnliche Projekte
oder Akquisen schon bei anderen Kunden durchgeführt wurden.
Relevante Daten und Informationen im Unternehmen können
über die Benutzerschnittstelle ermittelt werden. Unterstützt
durch das Workflow-Modul ist die amePLM-Lösung dann in der
Lage, auf Grundlage des Referenzdatenmodells und der gespeicherten
Metadaten des Linked-Data-Ansatzes nach weiteren potenziell
relevanten Informationen zu suchen und diese zeitgleich
nebeneinander zu visualisieren. Eine weitere Funktionalität der
amePLM-Lösung ist die Unterstützung von Gruppenentscheidungen
durch ein GDSS-Modul (Group Decision Support System),
mit dem die oftmals umständlichen und zeitintensiven Entscheidungsprozesse
zwischen den beteiligten Firmen deutlich schneller
und effizienter durchgeführt werden können.
Im letzten Jahrzehnt machten mittelständische Unternehmen häufig
schlechte Erfahrungen mit IT-Systemen aus dem Kontext PLM
oder auch der Digitalen Fabrik. Die meisten verarbeitenden Kleinunternehmen
nutzen die entsprechenden Systeme kaum oder gar
nicht. Eine häufig anzutreffende Meinung ist, dass diese Systeme zu
komplex, zu unpraktisch und zu teuer sind und dass damit die Nachteile
des Systemeinsatzes die entsprechenden Vorteile überwiegen.
Der Einsatz offener, ontologiebasierter Unterstützungssysteme wie
der amePLM-Lösung mit ihren Referenzdatenmodellen, Anwendungsmodulen
und der grafischen Benutzerschnittstelle bietet hier
gute Erfolgsaussichten für kleine und mittelständische produzierende
Unternehmen sowie Ingenieurdienstleister. Erfahrungen mit den
Pilotunternehmen zeigen, dass unter Verwendung der entwickelten
Lösung Zeiten, Aufwände und Kosten für Projekte in verschiedensten
Bereichen des Produktlebenszyklus wesentlich reduziert werden
können – und dies bei einfacher, intuitiver Bedienung und nie -
drigen Investitions- und Schulungskosten.
co
www.ameplm.eu
Die Autoren:
Joachim Lentes ist Abteilungsleiter ‚Competence Team Digital Engineering‘
am Fraunhofer IAO in Stuttgart, Nikolas Zimmermann ist
Mitarbeiter am IAT der Universität Stuttgart und Holger Eckstein ist
Mitarbeiter am Fraunhofer IAO in Stuttgart
Hinweis:
Die Initiative amePLM wird von der EU im Rahmen der FP7-Factories-of-the-Future-
Initiative gefördert.
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TOOLS
FABRIKPLANUNG / CAD
Bilder: Autodesk
Prozess- und Datenanalyse ermöglichen übergreifende Fabrikplanung
„Dem Flaschenhals in der Produktion
frühzeitig auf der Spur“
Die Factory Design Suite von Autodesk ist weit mehr als nur ein 3D-Tool zur Fertigungsplanung.
Die mächtigsten Funktionen agieren dabei im Hintergrund um sicherzustellen, dass die geplanten
Prozesse auch reibungslos funktionieren. In Zukunft soll es möglich werden, dass auch Änderungen
im digitalen Fabriklayout sofort Aufschluss über die Effektivität der Prozesskette geben. Zudem
lassen sich bestehende Anlagen oder Hallendetails millimetergenau in die 3D-Planung einbinden
– aufwändige Vermessungen können entfallen.
Man ziele verstärkt auf den Mittelstand und „unsere demokratisierten
Tools sollen von jedermann leicht bedienbar sein“,
sagt Frank Beier, Senior Technical Sales Specialist bei Autodesk zur
Planungssoftware ‚Factory Design Suite‘. Dabei handelt es sich um
ein fertig geschnürtes Bündel von Autodesk-Produkten, die sinnvoll
um kleine Tools erweitert wurden. So treffen sich hier etwa das in
der Industrie altbekannte Konstruktionswerkzeug Inventor und die
Autocad-Variante aus der Architektur-Sparte, aus der auch das Datenmanagement-Tool
NavisWorks stammt. Ein Thema war für Autodesk
dabei nicht ganz trivial: Die unterschiedlichen Metadaten, die
das jeweilige Planungsmaterial mit sich trägt – denn oft kommen die
Zeichnungen aus unterschiedlichen Quellen. In den 3D-Dateien eines
Roboters etwa hat der Industriekonstrukteur sämtliche Funk-
tionsparameter hinterlegt, der Fabrikplaner interessiert sich aber viel
mehr für die Anschlusswerte und wo diese abgegriffen werden können.
Die Suite bietet hier den Vorteil, dass überschüssige Daten ausgeblendet
werden und gleichzeitig aufgezeigt wird, wo datentechnisch
noch Defizite im verwendeten Material vorliegen.
„Oft werden Fabriken zwar gut geplant, müssen nach der Fertigstellung
aber dennoch weiter optimiert werden, weil bestimmte Dinge
erst im Betrieb auffallen“, erklärt Beier. Der erste Schritt in der Fabrikplanung
liegt daher noch vor dem Layout im Zeichenprogramm.
Das Prozessanalyse-Tool PA360 der Factory Design Suite kann gezielt
die Herstellung eines Produktes simulieren, wodurch der Flaschenhals
der Produktion gefunden werden kann. Der User richtet
dabei ein Flussdiagramm ein, wobei er festlegt, welche Prozesse in
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FABRIKPLANUNG / CAD
TOOLS
Bei der Fabrikplanung geht es über die
detailgenaue Abbildung der Fertigung
hinaus vor allem darum, Flaschenhälse in
der Produktion bereits digital zu finden –
bevor die reale Anlage aufgebaut und in
Betrieb genommen wurde
Kontakt
INFO
Autodesk GmbH
München
www.autodesk.de
Details zur Factory Design Suite:
http://t1p.de/cxeu
welcher Reihenfolge stattfinden, wie lange diese dauern und wie
schnell etwa die Halbzeuge zwischen den Schritten hin und her
wandern. Anschließend können verschiedene Szenarien durchgespielt
werden:
Was passiert beispielsweise, wenn ein Teil der Prozesskette wegen
eines Werkzeugwechsels für eine bestimmte Zeit still steht?
Wo benötige ich dann wie viel Pufferkapazität, um die Produktion
trotz partiellem Ausfall weiter am Laufen zu halten?
Und baut sich dieser Puffer später auch wieder ab?
Läuft schließlich alles rund, werden diese Daten auf das Tool 2D-Optimierung
übertragen. Dort können Maschinen und Transporteinheiten
(Bänder, Roboter etc.) so platziert werden, dass sie nach den Angaben
im Flussdiagramm funktionieren. Daten wie produzierte
Stückzahlen und Zeiten werden dann direkt auf der Zeichnung angezeigt.
„Momentan funktioniert dieser Schritt nur in eine Richtung,
wir können also den vorher angelegten Prozess auf die Zeichnung
legen. Wir arbeiten aber derzeit auch an einer Lösung für die entgegengesetzte
Richtung, dass also Änderungen an der Zeichnung
auch Auswirkungen auf das Flussdiagramm haben“, fährt Beier fort.
„Dann könnte man beispielsweise in der 2D-Ansicht eine Maschine
anders platzieren und sofort sehen, wie sich das auf die Effektivität
der Fertigung auswirkt. Ebenso könnte man eine bestehende Produktion
im 2D-Layout nachstellen und anschließend ins PA360
übertragen und dort sehr einfach verbessern.“ Da diese Vorgänge
aber äußerst komplex sind, wird eine hundertprozentige Optimierung
schwer möglich sein. „Wir wollen den Mittelstand derzeit erst
einmal dazu bewegen, neue Anlagen überhaupt in einem sauberen
Layout zu planen“, erläutert Beier. „Denn schon das kann häufig die
Effizienz steigern, da viele Anlagen nur nach dem Platzangebot,
nicht aber nach Sinnhaftigkeit gebaut werden.“
‚Altdaten‘-Gewinnung erleichtert Integration
Der Hochbau kann durch Autocad Architecture ebenfalls im Systemrahmen
der Factory Design Suite geplant werden. Der für die
Maschinenplanung verantwortliche Layouter sieht später nur das
für ihn nötige Gerippe. Häufig werden Produktionsanlagen aber
nicht auf der grünen Wiese von Grund auf neu gebaut, sondern zwischen
andere Abschnitte der Fertigung eingeschoben oder eine bestehende
Anlage wird nur erweitert. Der Layouter kann dabei die bestehende
Struktur nur schwer in die 3D-Planung miteinbeziehen.
„Bisher mussten bestehende Hallen und Anlagen dafür aufwändig
vermessen werden – und wenn die Daten dann im System waren,
hat man gemerkt, dass man doch etwas vergessen hat“, berichtet
Beier. Was nicht so schlimm ist, wenn die Örtlichkeit um die Ecke
liegt. Doch selbst im Mittelstand entsteht eine neue Produktion oft
auf der anderen Seite des Planeten, während die Planung hierzulande
stattfindet. Oder der Maschinenbauer plant eine Anlage für einen
OEM, von dem er aber kein vollständiges, aktuelles Abbild der bestehenden
Struktur erhält, da die Fertigung seit dem letzten Zeichnungsstand
mehrfach undokumentiert umgebaut wurde. „Oft bekommt
der Anlagenbauer dann ein plattgedrücktes DWG der Halle
und kann sich so zwar an das Stützenraster halten, weiterer Kontext
fehlt aber oft. Wo sich Klimatisierung, Zu- oder Abwasserleitungen
befinden und welche Kapazitäten diese bieten, muss dann mühsam
nachgepflegt werden“, so Beier.
Die Lösung bieten Punktewolken. Ein Lasersystem wird in der Halle
aufgestellt und erfasst alles in seinem Blickfeld. Jede Fläche und
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TOOLS
FABRIKPLANUNG / CAD
Flaschenhälse in der Produktion
lassen sich gezielt mit dem
Prozessanalyse-Tool PA360 der
Factory Design Suite finden
(rechts)
Verschiedene Tools verbindet die Factory Design Suite zu einer
Planungsumgebung. Der Vorteil: Die unterschiedlichen Metadaten,
die das jeweilige Planungsmaterial mit sich trägt, lassen
sich rollenspezifisch filtern und Defizite werden erkannt
Kante wird durch hunderte automatisch erfasste Punkte exakt definiert.
Ist die bestehende Struktur komplexer, muss das Lasersystem
für mehrere Messungen versetzt werden, bis ein komplettes Bild
entstanden ist. Wird dabei nicht exakt gearbeitet, steigt schnell die
Messtoleranz. „Rein technisch würden die Systeme aber auf 200 m
Entfernung nur um etwa 2 bis 3 mm abweichen“, betont Beier. Jede
Maschine und ihre Infrastruktur wie Zuleitungen und Materialzuführungen
werden so automatisch im Detail erfasst, ebenso allgemeine
Hallenteile wie Säulen, Brandschutz oder die schon vorhandene
Klimatisierung. Die Laser seien dabei so schwach, dass man
sie ohne Augenschutz passieren könne, die Erfassung kann daher
sogar im laufenden Betrieb erfolgen.
Ein perfektes Abbild entsteht so aber noch nicht, daher müssen die
Punktwolken durch das Tool ReCap von Schatten bereinigt werden,
die zum Beispiel entstehen, wenn ein Gabelstapler durch die Messung
fährt. Zudem können Teile entfernt werden, die für die Planung
keine Rolle spielen oder nur zufällig im Bild waren, etwa eine über
die Mittagspause abgestellte Gitterbox. Ist alles bereinigt, kann Re-
Cap die Punktwolken an die Mock-up-Software NavisWorks weiterreichen,
die sich um sämtliche 3D-Anliegen der Suite kümmert. Hier
kann der Layouter nun einfach eine 3D-Ansicht seiner Anlage aufrufen
und die Punktewolke sowie den 3D-Gebäudeplan aus Autocad
Architecture darüber legen. So kann er kontrollieren, ob sein Layout
mit den bestehenden Strukturen kollidiert oder ob in den neuen
Hochbauplänen noch etwas angepasst werden muss.
Darüber hinaus können die Punktewolken auch als Grundlage für
neue 3D-Modelle genutzt werden. So können in Inventor neue Modelle
von bestehenden Maschinen oder in Autocad Architecture
schon bestehende Gebäude sehr einfach und genau angelegt werden.
Die entsprechenden Metadaten können dann ebenfalls für die
komplette Fabrik dokumentiert werden, sprich die Abwärme der
Maschine oder deren Wasser- und Strombedarf ebenso wie die
Durchflussmengen von Wasserleitungen oder Traglasten. So kann
schnell überprüft werden, ob alles Nötige vorhanden ist und ob
eventuell etwas angepasst werden muss.
Dokumentation des Ist-Zustandes fällt leicht
Zukünftig soll diese Technik auch als Dokumentationstool nutzbar
sein: „Oft wird ja in einer Halle für sechs Monate produziert, dann
kommt ein neues Produkt hinzu und es wird entsprechend umgebaut“,
sagt Beier. Durch eine schnell erstellte Punktewolke kann nun
jeder neue Stand der Produktionsanlage dokumentiert werden. Zudem
könne man so überprüfen, ob der Vertragspunkt ‚gebaut wie
geplant‘ auch eingehalten wurde: Nach Fertigstellung wird die
Punktewolke mit dem 3D-Plan abgeglichen. So können etwaige Abweichungen
schnell identifiziert und beurteilt werden.
Da die 3D-Daten innerhalb der Factory Design Suite kompatibel sind
bezüglich ihrer Metadaten, können die entsprechenden Programme
diese nicht nur anzeigen, sondern auch aktiv nutzen: „Autocad Architecture
berechnet aus Abwärme- und Heizanlagendaten etwa, an
welchen Orten der Arbeiter zuerst zu frieren beginnt. Dort kann man
dann einfach besser isolieren. Und an Orten, die schlecht mit Frischluft
versorgt werden können, platziert man dann am besten nur Robotor“,
so Beier abschließend. Das wäre allerdings eine Planung, die
in jedem Aspekt vom Idealfall ausgeht, sprich für jede Fragestellung
– wo ist der effektivste Ort für die Maschine, wo sind alle Anschlüsse
vorhanden, wo ist es am angenehmsten für den Arbeiter usw. –
eine ideale Antwort parat hat, die gleichzeitig nicht mit einem anderen
Punkt kollidiert. In der Realität müssen hier in allen Bereichen
Kompromisse gefunden werden. Die umfassende Planung in einer
einzigen Softwareumgebung samt allen Metadaten hat in Bezug auf
diese Kompromisse entscheidenden Vorteile: Je mehr über ein System
bekannt ist, desto besser kann bereits in der Planung auf Details
eingegangen werden, die zugunsten anderer, eventuell unveränderbarer
Parameter angepasst werden müssen. So sind etwaige Auswirkungen
auf andere Teile des Gesamtsystems besser ersichtlich.
Der Autor:
Tobias Meyer ist freier Journalist in Zirndorf
44 develop 3 systems engineering 02 2015

Automatisierer-
Community
03 / 2015
Welche Rolle spielen
Manufacturing Execution
Systems in der Industrie 4.0?
TRENDS Seite 16
Kostenvorteile durch
AS-Interface-Einsatz ohne
spezielles 30-V-Netzteil
PRAXIS Seite 30
„Wir wollen
Programmcode und
Daten komplett trennen.“
Ruedi Gloor,
Geschäftsführer,
Inasoft
MEINUNG Seite 24
Böblingen lädt zum
Automatisierungstreff
SONDERTEIL Seite 22
• elektro AUTOMATION
• AutomatisiererNews
• www.wirautomatisierer.de
• Automation Award
• ENGINEERING CAMPUS
• Wissen (Webinare, Whitepaper, Videos)
Mobile HMIs profitieren von
integriertem Sicherheitskonzept
TITELSTORY Seite 50
ENGINEERING
CAMPUS
PERSPEKTIVEN DER
PRODUKTENTWICKLUNG
Information und Interaktion – das sind die wesentlichen
Komponenten einer funktionierenden Community.
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Autokarosserien können aus mehreren
hundert einzelnen Bauteilen bestehen.
Dazu gehören konstruktive Metallteile,
die die Karosserie versteifen und die
zum Fixieren von Halterungen, Befestigungen
und Verschalungen genutzt
werden. Schweißmaschinen wie die
Flex Fast verschweißen dazu Bolzen
und Muttern mit den Metallteilen. Bei
dem hier angewendeten Buckelschweißverfahren
wird der Strom auf
erhabene Stellen an der zu verfügenden
Seite der Befestigungselemente
fokussiert. Hier schmilzt das Material.
Ein gleichzeitig über die Elektrode aufgebrachter
hoher mechanischer Druck
führt zu der gewünschten festen
Verbindung
Bilder: Siemens

STEUERUNGSTECHNIK / ENGINEERING
ANWENDUNGEN
Für den europäischen Markt optimierter Schweißautomat kommt weltweit gut an
Produkt und Produktion parallel im Fokus
Bei der Ausweitung seines Absatzmarktes setzt das kanadische Unternehmen Centerline auf
Siemens als globalen Automatisierungspartner. Mit einer für den europäischen Markt erzielten
Steigerung von Geschwindigkeit und Qualität konnten zudem Kunden in Europa, Brasilien und
Nordamerika überzeugt werden. Da die Maschinen parallel zum Produktdesign der zu verschweißenden
Bauteile entwickelt werden, kann die Fertigungstechnik gemeinsam optimieret und
damit die Time-to-Market beschleunigt werden.
Centerline mit Hauptsitz im kanadischen Windsor beliefert führende
OEMs sowie Tier-1- und -2-Zulieferer der Automobilindustrie
mit Schweißmaschinen. Um in enger zeitlicher und fachlicher
Abstimmung kundenspezifische Fertigungseinrichtungen entwickeln
und produzieren zu können, verfügt das Unternehmen über
ein weltweites Netz an Niederlassungen. So adaptiert die Centerline
Seubert GmbH in Breidenbach Entwicklungen aus Kanada für den
europäischen Markt. Die besondere Herausforderung und Kompetenz
besteht darin, die Maschinen parallel zum Produktdesign der
zu verschweißenden Bauteile zu entwickeln und dem Kunden frühzeitig
für Tests zur Verfügung zu stellen. Der Vorteil: Auf diese Weise
lassen sich Produktdesign und Fertigungstechnik gemeinsam
optimieren und eine kurze Time-to-Market erreichen.
Ein Beispiel sind die neuen ‚Flex-Fast-Schweißmaschinen‘, mit denen
sich etwa Bolzen und Muttern mit Metallteilen, die die Karosserie
versteifen, verschweißen lassen, um das Fixieren von Halterungen,
Befestigungen und Verschalungen zu erleichtern. Die verschweißten
Bauteile benötigen beim Verschrauben keinen Gegenhalt
und können deshalb auch an schwer zugänglichen Stellen angebracht
sein. Aufgrund der hohen mechanischen Anforderungen
erfordert dies allerdings einen absolut zuverlässigen Schweiß -
vorgang.
„Unsere Mitarbeiter hatten
bisher mit Simatic keine
Er fahrung, dennoch war das
TIA Portal als Engineeringumgebung
für sie selbst -
erklärend.“
Neue Steuerung erleichtert Inbetriebnahme
Larry F. Koscielski hat die Entwicklung der Flex Fast in Kanada geleitet.
Für den dortigen Markt war heimische Steuerungstechnik vorgegeben.
Aktuell wird die Flex Fast nun in Breidenbach für den Einsatz
in einem spanischen Automobilwerk umgerüstet. Für Europa
hat der Automobilbauer eine Simatic-SPS von Siemens als Steuerung
gelistet. Gemeinsam mit dem Kunden fiel die Entscheidung für
die neue Simatic S7-1500 mit Simatic Comfort Panels als Bedieneinheit.
Koscielski hat dabei beeindruckt, wie problemlos die kanadischen
Projekteure zusammen mit ihren deutschen Kollegen das
vorhandene Programm im Engineering-Framework TIA Portal auf
Centerline-Seubert-Geschäftsführer Udo Schulz (links) und Larry F. Koscielski,
der die Entwicklung des Schweißautomaten in Kanada geleitet hat, sind davon
beeindruckt, wie problemlos die kanadischen Projekteure zusammen mit ihren
deutschen Kollegen das vorhandene Programm im Engineering-Framework TIA
Portal auf die neue Steuerung übertragen konnten
die neue Steuerung übertragen konnten – ohne vorbereitende Schulung.
„Unsere Mitarbeiter hatten bisher mit Simatic keine Erfahrung,
dennoch war das TIA Portal als Engineeringumgebung für sie selbsterklärend“,
sind sich Centerline-Seubert-Geschäftsführer Udo
Schulz und Larry Koscielski einig. „Durch den geringen Engineeringaufwand
fühlen wir uns in der Entscheidung bestätigt, schon jetzt
auf die neue SPS Simatic S7-1500 umzusteigen.“
Bei dem TIA Portal überzeuge die Durchgängigkeit von Step 7 und
WinCC, so die Erfahrung der Kanadier. „Die symbolischen Bezeichnungen
erleichtern die Nachvollziehbarkeit, die strukturierte Ablage
erhöht die Übersichtlichkeit und die Inbetriebnahme wird durch die
effizienten Diagnosefunktionen vereinfacht.“ So helfe die Querverweisliste
beim Verfolgen der Variablenverwendung, die Netzwerktopologie
decke Verdrahtungsfehler auf und ermögliche damit die
schnelle Behebung.
deve lo p 3 systems engineering 02 2015 47

ANWENDUNGEN
STEUERUNGSTECHNIK / ENGINEERING
Vorteile des TIA Portals
PLUS
Das Engineering mit TIA Portal überzeugte die Mitarbeiter von
Centerline von Anfang an. In der Netzwerksicht ist die gesamte
Anlagenkonfiguration übersichtlich dargestellt
Hohe Engineeringeffizienz: Alle nach IEC 61131-3 genormten
Programmiersprachen, die im Engineering-Framework TIA Portal
zur Verfügung stehen, sind in Funktionalität und Performance
identisch. Für Nutzer aus Kanada und den USA besonders
wichtig: Auch für KOP (Kontaktplan) gibt es diesbezüglich
keinerlei Einschränkungen.
Erhöhte Verfügbarkeit: Effiziente Diagnose hilft, Fehler
schnell zu finden und zu beheben. Damit steigt die Verfügbarkeit
der Anlage. Mit Hilfe der Querverweisliste lässt sich beispielsweise
das Programm ganz gezielt nach einzelnen Operanden
durchsuchen. Die Darstellung der Netztopologie macht
fehlerhafte Steckverbindungen oder nicht aktive Kommunikationsverbindungen
sichtbar.
Gesteigerte Performance: TIA Portal unterstützt die durchgängige
und schnelle Kommunikation über Profinet. Zusammen
mit der hohen Verarbeitungsgeschwindigkeit der Steuerungen
aus der Reihe Simatic S7-1500 ergibt sich bei Centerline
eine um 25 % gesteigerte Anlagengeschwindigkeit.
Intelligente Sensorik für hohe Prozessqualität
Die neuen Flex-Fast-Schweißmaschinen für Befestigungselemente
können für unterschiedlich geformte Bauteile genutzt werden. Die
zum Teil komplexen Bauteilträger mit mehreren feststehenden Elektroden
werden dazu auf einem in x-Richtung verfahrbaren Tisch fixiert.
Die obere Gegenelektrode übernimmt die Positionierung in
y-Richtung und fährt die jeweiligen Schweißpositionen an. Die Flexibilität
beeindruckt. Mit einer Flex Fast, bei der zwei Bauteilträger nebeneinander
angeordnet sind, können verschiedene Befestigungselemente
auf bis zu 20 unterschiedliche Bauteile aufgeschweißt
werden, ohne dass umgerüstet werden muss.
Die Bestückung der Schweißmaschinen erfolgt je nach Anwendung
von Hand oder über Roboter. Eine Vielzahl von optischen und magnetischen
Sensoren überwacht, dass Bauteil und Befestigungselemente
zusammenpassen und exakt positioniert sind, bevor der
Schweißvorgang ausgelöst wird. Die Bauteiltypen haben ID-Nummern,
die vom Hersteller mit den CAD-Daten übergeben werden.
Der ID-Nummer sind entsprechende Schweißparameter wie der
Kontakt
Siemens AG
Nürnberg
Tel. +49 (0)911/895-0
contact@siemens.com
www.siemens.de/s7-1500
www.siemens.de/hmi
Details zum TIA Portal:
www.siemens.de/tia-portal
INFO
aufzubringende Druck und der benötigte Strom zugeordnet. Das
Einhalten der vorgegebenen Sollwerte wird überwacht, alle Messwerte
werden dokumentiert. „Damit erreichen wir eine lückenlose
Rückverfolgbarkeit“, betont Udo Schulz.
Die Steuerung kommuniziert mit den Antrieben für den Tisch und
den Elektrodenarm über Profinet. Auch die Signale der über IO-Link
angeschlossenen intelligenten Sensoren werden über einen Switch
in die Profinet-Kommunikation eingebunden. Entsprechende
Schnittstellen sind in alle S7-1500-Controller integriert. Zusatzinvestitionen
entstehen dafür nicht. „Die Kommunikation über Profinet
hat uns deutliche Geschwindigkeitsvorteile von immerhin rund 25
Prozent gebracht“, berichtet Larry Koscielski. „Mit der hohen Verarbeitungsgeschwindigkeit
und Regelgüte der Steuerung haben wir
gleichzeitig die Prozessqualität steigern können.“
Einsatz von Siemens-Komponenten auch in Kanada
Aufgrund der positiven Erfahrungen mit der Steuerung S7-1500,
dem Engineering-Framework TIA Portal und der Kommunikation
über Profinet konnte Koscielski zudem bei einem kanadischen Kunden
bereits guten Gewissens eine Sondervereinbarung unterschreiben,
um die dort bisher nicht gelisteten Siemens-Komponenten einzusetzen.
„Die weite Verbreitung und große Akzeptanz der Steuerungsfamilie
Simatic hilft uns, weitere Märkte zu erschließen.“ Dazu
komme die weltweite Unterstützung. „So arbeiten wir gemeinsam
beispielsweise auch in Nordamerika und Brasilien an optimalen Lösungen
für unsere Kunden“, so der Entwicklungsleiter abschließend.
co
Die Autorin:
Annette Horneber ist Technische Redakteurin in der Business Unit
Factory Automation der Division Digital Factory der Siemens AG in
Nürnberg
48 develop 3 systems engineering 02 2015

STEUERUNGSTECHNIK / ENGINEERING
ANWENDUNGEN
Die Zukunft der Robotik im Rahmen der Industrie 4.0
Ganzheitliche Lösungen im Fokus
Robotiklösungen sollen sich mit Hilfe des Automatisierungsportfolios der Mitsubishi-Electric-e-F@ctory
Alliance-Partner in Zeiten zunehmend individueller Fertigungsgrößen und kürzerer Produktlebenszyklen
leichter an Programmänderungen und neue Aufgabenstellungen einer intelligenten Fertigung anpassen
lassen.
Bilder: Mitsubishi Electric Europe
Jan-Philipp Liersch sieht mit den e-F@ctory-Alliance-Partnern zusammen die
Chance, eine zukunftsfähige, ganzheitliche Lösung im Sinne der Industrie 4.0
zu realisieren
Bausteine der Industrie 4.0
Über ein einheitliches Schnittstellenkonzept ließen sich Robotik,
Sensorik, Steuerungs- und Antriebstechnik effizient verbinden
und in ein intelligentes Automatisierungsumfeld der
e-F@ctory-Alliance-Partner zu einer zukunftsfähigen, ganzheitlichen
Lösung im Sinne der Industrie 4.0 integrieren, sagt Jan-Philipp
Liersch, Produktmanager Automatisierungssysteme – Roboter
bei der Mitsubishi Electric Europe B.V., mit Blick auf die Zukunft
der Robotik im Rahmen von Industrie 4.0. Eine solche Lösung erfülle
die hohen Anforderungen an Flexibilität und Nachverfolgbarkeit
und erlaube eine Anbindung an vor- oder nachgelagerte Systeme
sowie weitere Produktionsschritte.
Vor dem Hintergrund immer kürzerer Produktlebenszyklen ist das
für den Anwender entscheidend, da etwa Roboter viele Jahre im
Einsatz sind – und damit über die Lebenszyklen der zu fertigenden
Produkte hinaus. Hinzu kommt: „Roboter könnten bis zu 70 Prozent
der Produktionsaufgaben in einem Werk übernehmen und damit
in kleinsten Mengen bis Losgröße Eins automatisiert und wirtschaftlich
produzieren“, so Liersch weiter. „Diese Fähigkeit wird
künftig maßgeblich sein in der Gestaltung der Produktion.“ Roboter
profitieren hier von ihrer hohen Flexibilität, Intelligenz und Integrationsfähigkeit.
Mensch-Roboter-Kooperation und Industrie 4.0
Eine wichtige Rolle könnte dabei die Mensch-Roboter-Kooperation
(MRK) spielen, die sich auch im Rahmen von Industrie 4.0 weiterent-
wickeln wird, da sie ebenfalls für höhere Flexibilität im Fertigungsprozess
sorgt. Mitsubishi Electric treibt diesen Prozess voran, insbesondere
im Bereich der Sicherheits- und Steuerungstechnik sowie
der intelligenten Robotertechnik. „Unsere Roboter setzen immer
wieder mit hoher Geschwindigkeit und Präzision Zeichen, allerdings
können diese Leistungen im Rahmen der MRK noch nicht
komplett umgesetzt werden“, erläutert Liersch. „Vor allem die Erkennung
von Personen noch vor einer Berührung wird die Leistungsfähigkeit
solcher Systeme aber steigern.“
Sicher ist, dass Industrie 4.0 durch durchgängige Vernetzung und
Kommunikation Einzug hält. „Gemeinsam mit unseren Partnern
begleiten wir Kunden auf dem Weg zu einer maßgeschneiderten
Lösung“, so Liersch abschließend. Durch eine enge Zusammenarbeit
ermögliche das Netzwerk die Umsetzung der Grundlagen
der Industrie 4.0. Zur e-F@ctory Alliance zählen übrigens Auvesy
mit einer Lösung für das Software- und Projektdatenmanagement,
Cognex und Datalogic mit intelligenten Vision-Systemen oder Visual
Components mit einer Software zur 3D-Prozesssimulation.
co
de3a.mitsubishielectric.com
www.e-factory-alliance.com
Nach Unterlagen von Mitsubishi Electric Europe
deve lo p 3 systems engineering 02 2015 49

ANWENDUNGEN
MECHATRONISCHE KOMPONENTEN
Bilder: SKF
SKF Insight basiert auf drahtlosen, intelligenten Minisensoren, die
direkt in die Lager integriert werden können. Im Windenergiebereich
könnte ein darauf basierendes Zustandsmanagement weltweit mehrere
tausend Windenergieanlagen auf einen Schlag zuverlässiger machen
Innovatives Lagerzustandsmanagement: Pilotprojekte für Schienenfahrzeuge und Windenergieanlagen
Industrie 4.0 fängt
im netzwerkfähigen Lager an
SKF testet in mehreren Branchen eine innovative Lösung für das Lagerzustandsmanagement:
SKF Insight basiert auf drahtlosen, intelligenten Minisensoren. Diese können direkt in die Lager integriert
werden, laufen ohne eigene Stromversorgung, sind netzwerkfähig und versenden ihre Messdaten
via Internet bzw. Cloud. Die neue Lösung wird momentan in Windenergieanlagen und Schienenfahrzeugen
erprobt. Die Auswertung der Zustandsdaten erlaubt eine adaptive Instandhaltung.
„Revolutionäre, intelligente Lagertechnologien werden die Entwicklung
intelligenter Maschinen begleiten“, erklärt Filippo Zingariello,
SKF Director of Global Strategic Development. Was aber ist eine intelligente
Maschine? Diese Frage lässt sich nicht so einfach beantworten.
„Das McGraw-Hill Dictionary of Scientific and Technical
Terms bietet folgende Definition: Eine Maschine, die Sensoren zur
Überwachung der Umgebung und Anpassung ihrer Aktionen verwendet,
um trotz Unbestimmtheiten spezifische Aufgaben auszuführen“,
fährt Zingariello fort. Als Beispiele nenne das Lexikon
Industrieroboter mit Sensoren und selbststeuernde Fahrzeuge, die
sich nicht an Fahrbahnmarkierungen orientieren müssen.
Im Maschinenbau betrachten Experten eine intelligente Maschine
als ein mechanisches System, das sich selbst steuern kann. Es hat
die Fähigkeit zur präzisen Selbstdiagnose und kann seinen Zustand
schnell an einen Bediener kommunizieren, der bei Problemen sofort
eingreifen kann. Dabei kann es sich um einen Pkw oder um eine
komplexe Produktionsanlage handeln.
Herausforderung: Störungen proaktiv erkennen
„Das soll nicht heißen, dass eine intelligente Maschine wartungsfrei
sein muss – was eine futuristische Wunschvorstellung wäre –, sondern
dass sie ihre eigene Intelligenz nutzt, um mögliche Probleme zu
erkennen und die Instandhaltungsintervalle und Instandhaltungsarbeiten
zu optimieren“, führt Zingariello aus. Die Herausforderung
bestehe darin, Störungen im Rahmen einer geplanten Zustandsüberwachung
proaktiv zu erkennen und präventiv Gegenmaßnahmen
zu ergreifen, anstatt bis zum Maschinenausfall zu warten, der
eine zeit- und kostenintensive Reparatur nach sich zieht. Intelligente
Maschinen sind auf mehrere kritische Faktoren angewiesen. „Der
mit Abstand wichtigste Faktor sind Informationen: ohne Daten keine
Intelligenz und keine Diagnose“, sagt Zingariello. Die Erfassung,
Verarbeitung und Auswertung von Daten erfordere wiederum Sensoren
sowie Hardware für deren Aufbereitung und Übertragung.
SKF Insight macht aus einem einfachen Lager ein Diagnosezentrum.
Möglich wird dies durch einen kleinen Funksensor, der die
Prozessdaten in Echtzeit sendet. Dadurch erweitern sich die Möglichkeiten
der Zustandsüberwachung erheblich. Die 2013 vorgestellte
Technologie benötigte drei Jahre intensiver Forschung. Die
Experten mussten die Sensoren verkleinern, die lagerinterne Strom-
50 develop 3 systems engineering 02 2015

MECHATRONISCHE KOMPONENTEN
ANWENDUNGEN
Kontakt
INFO
Ein mit SKF-Insight-Zustandsüberwachungstechnologie
ausgerüstetes
Pendelrollenlager
SKF GmbH
Industrial Market, Regional Sales & Service
97421 Schweinfurt
Bernd Heintz
Condition Monitoring Engineer
Tel.: +49 9721 56-3808
bernd.heintz@skf.com
www.skf.de
Mehr zur Lagerzustands -
management-Lösung SKF Insight
zeigt dieses Video
SKF Insight wird in Windenergieanlagen
und Schienenfahrzeugen
erprobt
Filippo Zingariello, Director of
Global Strategic Development:
„Intelligente Lagertechnologien
werden die Entwicklung intelligenter
Maschinen begleiten.“
erzeugung zuverlässiger machen und die Sensoren und Elektronik
wirksam gegen alle externen Einflüsse kapseln.
Spürt ungewöhnliche Betriebsbedingungen auf
Während die herkömmliche Zustandsüberwachung auf die Erkennung
sich bereits entwickelnder Lagerschäden abzielt, spürt SKF Insight
ungewöhnliche Betriebsbedingungen auf, die zu Schäden führen
können. Dadurch bleibt dem Anwender meist noch ausreichend
Zeit, um tatsächliche Schäden zu verhindern. Ronnie Spolidoro, Manager
für Geschäftsentwicklung bei SKF, erklärt die Vorteile: „Unsere
Lösung geht über die aktuelle Sensorlagertechnologie hinaus. Sie
integriert unterschiedliche Sensoren, setzt intelligente Funktechnik
ein und bringt ihre eigene Stromversorgung mit. Die Lager senden
ihre Daten in die SKF-Cloud und der Kunde hat Zugriff auf die Diagnose-
und Supportleistungen. So wird ein umfassendes Lagerzustandsmanagement
möglich.“
SKF Insight überwacht Schwingungen, Temperaturen, Schmierbedingungen,
Belastungen und weitere Parameter. Bei ungewöhnlichen
Bedingungen, die zu Lagerschäden führen könnten, wird der
Anwender benachrichtigt. Die Zustandsdaten lassen sich mittels
SKF @ptitude von Diagnosezentren abrufen und auswerten. Werksbetreiber,
Maschinenhersteller, SKF-Experten und andere befugte
Personen haben über das Internet Zugriff auf die Informationen –
auch vom Smartphone oder Tablet aus.
Diese Lösung für das Lagerzustandsmanagement ist ein innovativer
Ansatz, dessen Entwicklung noch nicht abgeschlossen ist. Mit SKF
Insight lässt sich ermitteln, wie die tatsächlichen Betriebsbedingungen
den Lagerzustand beeinflussen und welche Korrekturmaßnah-
men erforderlich sind. Dies vermeidet Schäden und verlängert die
Lebensdauer des Lagers.
Windenergieanlagen zuverlässiger machen
Einer der vielversprechendsten Anwendungsbereiche von SKF
Insight sind Windenergieanlagen, bei denen naturgemäß erhebliche
Instandhaltungskosten anfallen. Unter Umständen kann der Austausch
des beschädigten Hauptlagers einer Windenergieanlage so
teuer sein, dass sich der Anlagenbetrieb nicht mehr amortisiert. SKF
Insight kann die Belastungen und Schmierbedingungen überwachen,
sodass ausreichend Zeit bleibt, um potenzielle Schäden zu
beseitigen. Das Unternehmen arbeitet bereits mit einem Anwender
aus der Windenergiebranche an der Entwicklung eines solchen Systems.
Dieses kann auch nachträglich eingebaut werden. Es könnte
weltweit mehrere tausend Windenergieanlagen auf einen Schlag
zuverlässiger machen.
Eine ähnliche Lösung entwickelt SKF auch für Schienenfahrzeuge.
Radlager sind sicherheitskritische Komponenten und werden daher
meist in festen Abständen ausgetauscht – unabhängig von ihrem
tatsächlichen Zustand. SKF Insight bietet eine kostengünstige Möglichkeit
zur Erfassung von Zustandsüberwachungsdaten und erlaubt
so eine Bestimmung der Lagerlebensdauer und der Austauschintervalle
anhand der tatsächlichen Betriebsbedingungen.
bec
Achema, Halle 11.0, Stand A13
Der Autor: Dietmar Seidel, Leiter Technische Fachpresse
Deutschland, SKF, Schweinfurt
deve lo p 3 systems engineering 02 2015 51

ANWENDUNGEN
MECHATRONISCHE KOMPONENTEN
Sensorik 4.0 muss ein
möglichst hochaufgelöstes
Bild der Produktionsrealität
liefern
Bilder: Pepperl+Fuchs
Sensorik 4.0 erfordert eine leistungsfähige Kommunikation
Für Ideen ohne Grenzen
Das Konzept der Industrie 4.0 baut auf weitgehend selbständige, dezentrale Einheiten. Die Autonomie
der Produktionsmodule beruht wiederum auf deren Fähigkeit, Gegebenheiten genau zu erfassen
und – daraus abgeleitet – Entscheidungen zu treffen. Das geht nur mit intelligenten, kommunikationsfähigen
Sensoren, die ein möglichst hochaufgelöstes Bild der Produktionsrealität liefern
können; in Echtzeit und über jeden verfügbaren Kommunikationskanal.
Ein Leben ohne digitale Vernetzung ist heute kaum mehr denkbar.
Längst hat der Megatrend alle Lebens- und Arbeitsbereiche
erfasst. In der Automatisierungstechnik liefern intelligente Sensoren,
Aktoren und Feldgeräte bereits grundlegende Daten. Nun
braucht es neue Übertragungstechnologien, um die Autonomie und
Automatisierung von Anlagen und Fabriken weiter voranzutreiben.
Dass solche Sensorik 4.0 greifbar nah ist oder schon im Alltag funktioniert,
wird an vielen Projekten von Pepperl+Fuchs deutlich. Der
Mannheimer Sensorikspezialist zeigt an Beispielen, welche potenziellen
Anwendungen für Messgeräte eine größere Autonomie im
Feld ermöglichen.
Infrastruktur 4.0 bei der Müllentsorgung
Innerhalb eines Projekts im Bereich Smart-City bestand die Aufgabe
darin, die Müllentsorgung zu optimieren. Dazu wurde jeder Müllcontainer
mit einem Sensor ausgestattet, der über eine Mobilfunkverbindung
an den Server des Entsorgungsunternehmens meldet,
wenn er zu über 80 % gefüllt ist. Die webbasierte Software visualisiert
die Füllstände der Abfallbehälter mithilfe eines Ampelsystems.
Müllfahrzeuge fahren nur noch die Abfallbehälter an, die tatsächlich
geleert werden müssen, was Zeit, Geld und Kraftstoff spart und die
Dipl.-Ing. Benedikt Rauscher ist Entwicklungsgruppenleiter IVC
im Geschäftsbereich Fabrikautomation bei Pepperl+Fuchs
Abgas- und Lärmbelastung der Anwohner reduziert. Den Praxistest
hat das vom Limburger Unternehmen Moba Mobile Automation AG
entwickelte System als Teil des Smart-City-Projekts in Barcelona bereits
bestanden. An der Einführung in weiteren Städten wird gearbeitet.
Da hier absolute Zuverlässigkeit gefordert ist, hat man sich
für Ultraschall-Füllstandssensoren von Pepperl+Fuchs entschieden.
Die Geräte sind mit einer SlM-Karte ausgestattet, sodass der Sensor
Füllstands- und Sensordaten in regelmäßigen Abständen senden
kann. Dank des geringen Stromverbrauchs hält die Batterie bis zu
zehn Jahre. Das ist ein gutes Beispiel für einen intelligenten Sensor,
der ein differenziertes Abbild der Realität in Echtzeit liefert.
Quantensprung in der Informationstiefe
Hochwertige Sensoren liefern schon heute genaue Informationen
aus der Produktion, allerdings meistens mit einem spezialisierten
Fokus und in nur einer oder zwei Dimensionen. Das genügt für herkömmliche,
gleichbleibende Anwendungen, aber nicht unbedingt
für autonome Produktionsmodule. So ist zum Beispiel eine Robotereinheit,
die ein Werkstück selbsttätig erkennen, greifen und bearbeiten
soll, auf differenzierte dreidimensionale Daten angewiesen. Diese
müssen zum großen Teil aber erst von Sensoren aus der Realität
abgeleitet werden – mit zunehmenden Anforderungen an die Auflösung.
Kombiniert man nun mehrere Sensoren unterschiedlicher
Bauart und fügt ihre Signale zu einem Gesamtbild zusammen, lässt
sich ein Quantensprung in der Informationstiefe erreichen.
Wie das funktioniert, macht das Unternehmen am Beispiel des
52 develop 3 systems engineering 02 2015

MECHATRONISCHE KOMPONENTEN
ANWENDUNGEN
KONTAKT
INFO
Pepperl+Fuchs GmbH
Lilienthalstraße 200
68307 Mannheim
Deutschland
Tel: +49-621 776-1111
info@de.pepperl-fuchs.com
www.pepperl-fuchs.de
Das WirelessHART-Discrete I/O
kommuniziert mit einem Gateway
und dieses z.B. mit einem PC
Ein 2D-Laserscanner detektiert
Vorhandensein und Konturen
eines Objekts
Interview mit
Dr. Peter Adolphs zum
Thema Industrie 4.0:
Informationen zum
Eigensicheren Ethernet:
MultiScan 3D deutlich. Ein sich drehendes Objekt wird von drei optoelektronischen
Sensoren erfasst und seine Oberfläche vermessen.
Ein 2D-Laserscanner detektiert mithilfe des Laufzeitverfahrens
PRT (Pulse Range Technology) Vorhandensein und Konturen des
Objekts mit einer Auflösung im Millimeter-Bereich. Er könnte in einer
Produktionsumgebung außerdem die Ankunft des Werkstücks
erkennen, seine Positionierung steuern und den Folgeprozess auslösen.
Ein Laser-Lichtschnitt-Sensor ermittelt daraufhin die Tiefeninformationen
mit einer Genauigkeit von 0,1 mm. Schließlich liefert
ein Weißlicht-Interferometer Aufnahmen von Strukturen und Oberflächen
mit einer Genauigkeit von 1 μm. Mit den so gewonnenen
Daten lassen sich hochpräzise Bearbeitungsprozesse steuern oder
eine minutiöse Qualitätskontrolle durchführen. Zusammen liefern
die drei Sensoren ein dreidimensionales, tiefenscharfes Bild als
Grundlage für beliebig komplexe Bearbeitungsschritte. Der Nutzen
besteht hier in der Kombination der gewonnenen Sensordaten.
In einem weiteren Projekt wurden nicht die Objekte rotiert, sondern
zwei Triangulationssensoren. Diese bestimmen die Positionen bewegter
Objekte unterschiedlicher Größe zuverlässig und genau, sodass
diese beispielsweise von einem Roboter gegriffen werden
könnten. Beide Beispiele arbeiten mit bewährten Sensoren. Im
nächsten Schritt kommt es darauf an, diese Daten über standardisierte
Schnittstellen zur Verfügung zu stellen.
Neue Brücken für die Daten
Gemeinsam mit anderen Unternehmen hat Pepperl+Fuchs in einer
Studie gezeigt, dass Ethernet in der Prozessautomation, unter Berücksichtigung
deren besonderen Anforderungen wie Verwendung
von Zweileiter-Kabel, Leitungslängen bis 1200 m, parallele Übertragung
von Daten und Energie sowie Explosionsschutz, bis in die
Feldebene geführt werden kann. Mit einem entsprechend definierten
Physical-Layer könnte es dort die Feldbusse ersetzen und bei
enorm gesteigerter Bandbreite eine durchgängige Kommunikation
ermöglichen. Das wurde anhand einer Zusammenschaltung von
Geräten verschiedener Hersteller in einer prototypischen Implementierung
zeigen. In dieser Applikation ist der Zugriff auf Daten von
Switches und Feldgeräten über einen Webserver sowie das Auslesen
und Verwenden der in den Feldgeräten gespeicherten FDI-
Packages durch die Software PACTware möglich. Das Ethernet erlaubt
darüber hinaus einen durchgängigen Zugriff auf Infrastruktur
und Geräte auch von außerhalb des Automatisierungsnetzwerks.
Selbst einfache Geräte wie Temperatursensoren können kosteneffizient
mit den entsprechenden Schnittstellen ausgestattet werden.
Damit ist eine umfassende Vernetzung aller am Prozess beteiligten
Komponenten und Funktionseinheiten möglich.
Drahtlos über WirelessHART
Wie das auch drahtlos funktionieren kann, einschließlich einer Aktor-Steuerung,
zeigt eine Design-Studie zum Einsatz von Wireless-
HART. In der Prozessautomation ist WirelessHART weit verbreitet –
dabei handelt es sich um eine intelligente und robuste Übertragungstechnologie,
bei der alle angeschlossenen Geräte als Sender
und Empfänger agieren. Mit dieser Technologie sind ausgedehnte
und weitläufige Netzwerke einfach durch die maschenförmige Netzwerkstruktur
zu realisieren. Mit dem WirelessHART-Discrete I/O hat
Pepperl+Fuchs ein Gerät entwickelt, dass diskrete I/Os über WirelessHART
zur Verfügung stellt und mit einer integrierten Batterie
sich selbst und angeschlossene Sensoren oder Aktoren mit Energie
versorgt. Das Gerät kommt beispielsweise in einem Projekt zum Einsatz,
bei dem der Füllstand eines Tanks drahtlos von zwei Grenzsignalgebern
überwacht wird. Das WirelessHART-Discrete I/O gibt
nicht nur die Fülldaten weiter, sondern steuert sowohl die fürs Befüllen
zuständige Pumpe als auch das Low-Power-Piezoventil für die
Entnahme. Das WirelessHART-Discrete I/O kommuniziert mit dem
WirelessHART-Gateway und dieses wiederum mit einem PC. Mittels
Tablet oder Smartphone kann komfortabel auf das Gerät und die Regelung
zugegriffen werden.
Während dieses WirelessHART-Discrete I/O bisher nur als Prototyp
existiert, hat sich SmartBridge bereits zum fertigen Produkt gemausert.
Es besteht aus einem Adapter für IO-Link-Sensoren und der
SmartBridge-App für handelsübliche Mobilgeräte wie Tablets oder
Smartphones. Der Adapter übernimmt Daten und Parameter aus
dem Sensor und stellt sie dem Mobilgerät über Bluetooth zur Verfügung.
Die App visualisiert die Daten und ermöglicht den Zugriff auf
die Parameter.
ge
deve lo p 3 systems engineering 02 2015 53

ANWENDUNGEN
AUS DEM
Anlässlich des Automatisierungstreffs 2015 in Böblingen besuchten rund 100 Teilnehmer im März die
Workshops ‚MES in der Praxis‘
Bilder: MES D.A.CH
Verband liefert Know-how mit ‚MES in der Praxis‘ und ‚MES im Fokus‘
MES als fundamentaler Bestandteil
von Industrie-4.0-Lösungen
Der MES D.A.CH Verband wächst nicht nur hinsichtlich seiner Mitgliederzahl – inzwischen sind es
67 –, auch die Anzahl der Aktivitäten nimmt beständig zu. Damit wird eines der Hauptanliegen des
Verbandes, MES als Lösungsoption für Effizienzsteigerungen in der Produktion zu etablieren, zielführend
weiterverfolgt. Erkennbar ist zudem zunehmend die Rolle, die MES innerhalb der Umsetzung
von Industrie-4.0-Konzepten spielen.
Manufacturing Execution Systems (MES) unterstützen die fertigende
Industrie nachhaltig bei der Erhöhung der Effizienz.
Der MES D.A.CH Verband hat es sich zur Aufgabe gemacht, die Vorteile,
die durch den Einsatz von MES entstehen, einem breiten Fachpublikum
bekannt zu machen. Eine wichtige Voraussetzung dafür
ist, dass die im MES-Umfeld verwendete Terminologie einheitlich
gebraucht und verstanden wird. Daher hat der Verband Ende letzten
Jahres das weltweite erste, deutschsprachige MES-Lexikon beim
VDE Verlag in einer hohen Auflage von 30.000 Exemplaren herausgeben.
Es handelt sich um eine sorgfältig geprüfte MES-orientierte
Begriffssammlung mit Bezug zu MES und den benötigten Grundlagen
der Betriebswirtschaft, insbesondere des Produktionsmanagements
und der Fertigungs- und Logistikorganisation.
Im Rahmen der Kongressveranstaltung Automatisierungstreff 2015
veranstaltete zudem der Verband Ende März in Böblingen wieder die
Anwender-Workshops ‚MES in der Praxis‘ statt. Rund 100 Anwender
und Experten nutzten diese Veranstaltungen, um sich über Einsatzmöglichkeiten
von MES zur Effizienzsteigerung in der fertigenden
Industrie zu informieren. Da bereits der kurz zuvor stattgefundene
Anwenderkongress ‚MES im Fokus‘ (siehe dazu develop 3 systems
engineering 1/15, S. 61) überdurchschnittlich gut frequentiert
Der Autor:
Ronald Heinze ist dritter Vorstand des MES D.A.CH Verband e.V.
war, zeigt die hohe Teilnehmerzahl deutlich, dass weiterhin ein hoher
Informationsbedarf zum Thema MES besteht. Die Themen der
Workshops spannten einen Bogen zwischen der wachsenden Bedeutung
von MES für Industrie 4.0 und Anwendungen, in denen
MES nachweislich die Effizienz in der Fertigung erhöht haben. Vor
allem der unmittelbare Bezug zur Praxis ist eines der herausragenden
Merkmale dieser Anwender-Workshops.
Mit MES Prozesse vereinfachen
In den Referaten der Workshops wurden unterschiedliche MES-Lösungen
führender Anbieter wie Cosmino, CSM, IBS, Industrie Informatik,
CeramTec, Membrain, MHP, MPDV, Nuveon, Opdenhoff, Proxia
und Syncos mit hohem Praxisbezug sowie auch realisierte MES-
Anwendungen vorgestellt. „Der Einsatz von Manufacturing Execution
Systems in der Fertigung dient dem Ziel, die Kapazitäten in der
Fertigung zu erhöhen, indem bisher unbekannte Potentiale aufgedeckt
und genutzt sowie Prozesse vereinfacht werden“, betonte
Frank Egersdörfer, Mitgründer und Vorstandsvorsitzender der Cosmino
AG: „Das MES wird damit zum Treiber für einen kontinuierlichen
Verbesserungsprozess, dem sich heute kein Unternehmen
mehr verschließen kann.“ Angelo Bindi von der Continental-Division
Chassis & Safety präsentierte eine MES-Anwendung in der Auto-Zulieferindustrie
am Beispiel der Endmontage von Bremssystemen.
Und Andreas Dürr von der Membrain GmbH berichtete über eine
leistungsstarke Shopfloor-Integration mit SAP als führendem System.
„Die Implementierung von BDE-Lösungen sowie die Integration
der physikalischen Komponenten gestalten sich in der Praxis äu-
54 develop 3 systems engineering 02 2015

AUS DEM
ANWENDUNGEN
Auch auf der Hannover Messe 2015 konnten sich die Besucher innerhalb
der Leitmesse Digital Factory zum Thema MES informieren
Das vom Verband herausgegebene
deutschsprachige MES-Lexikon enthält
eine sorgfältig geprüfte MES-orientierte
Begriffssammlung mit Bezug
zu MES und den benötigten Grundlagen
der Betriebswirtschaft
ßerst komplex und kostenintensiv, da häufig generische SAP-
Schnittstellen nicht vorhanden sind“, so Dürr. Er zeigte eine Lösung
für dieses Problem auf.
MES im Kontext zu Industrie 4.0
Bereits im Einführungsreferat des ersten Workshop-Tages berichtete
Dr. Olaf Sauer vom Fraunhofer IOSB über MES auf dem Weg zu
Industrie 4.0. „Die Aufgaben in der Produktion werden zunehmend
komplex: Aufgrund permanenter Änderungen passen Unternehmen
ihre Produktionssysteme laufend an Produkt- und Prozessinnovationen
an“, erläuterte Sauer. „Für zukünftige Anforderungen werden
MES deswegen fundamentale Bestandteile moderner Industrie
4.0-Lösungen.“ Das zeigte sich auch daran, dass ein Schwerpunkt
vieler Vorträge auf der Rolle lag, die MES im Kontext zu Industrie 4.0
spielen.
So lautete etwa das Vortragsthema von Prof. Markus Glück von der
Hochschule Augsburg ‚Mensch-Maschine-Interaktion in der Produktion
2020 – mit flexibler Automation, MES und intelligenten Produktionssystemen
auf dem Weg in die Industrie 4.0.‘ Stefan Debelt
und Ludwig Kreuzeder von der Industrie Informatik GmbH & Co. KG
stellten vor, wie MES-Lösungen den Produktionsmitarbeiter auf
dem Weg zu Industrie 4.0 schon heute unterstützen. ‚Industrie 4.0 –
gestern, heute, morgen‘ lautete dann der Titel des Vortrags von
Christian Erlinger von der Proxia AG, bevor sich Thomas Lantermann
von Mitsubishi Electric mit der Frage und den Antworten zur vertikalen
Integration von MES im Zusammenhang mit der Industrie-
4.0-Thematik beschäftigte. Christoph Sauer, Mitbegründer und Geschäftsführer
der Nuveon GmbH, stellte ein Integrationsframework
für alle Applikationen im Automatisierungsnetzwerk vor: ‚inFuse
dient als Betriebssystem für die Fabrik 4.0‘. „Für die neuen Trends in
Richtung Industrie 4.0 und IoT ist eine MES-Plattform als Cloud-Service
der erste Schritt in die richtige Richtung“, betonte anschließend
Robert Schürch, CEO der CSM Systems AG.
In mehreren Vorträgen spielte zudem die Anbindung der MES- an
die Produktionsebene eine wichtige Rolle. So stellte zum Beispiel
Stefan Hoppe, Global Vice President der OPC Foundation, neue Entwicklungen
rund um das industrielle Kommunikationsprotokoll OPC
UA vor: ‚OPC UA entwickelt sich zum weltweiten Internet-of-Things-
Standard‘. Eine Erkenntnis dahinter lautet: Das erhöhte Datenaufkommen
für Nachverfolgbarkeit, Qualitätssicherung, vorbeugende
Wartung und Energiemanagement, welches aufgrund der Anforderungen
von Industrie 4.0 entstehen wird, lässt sich nur noch durch
strukturierte und konsistente Daten über alle Programme in allen
Ebenen erreichen. Als zweiter Vorstand des MES D.A.CH Verbands
stellte deshalb Angelo Bindi auch die UMCM-Schnittstelle vor, die –
einfach verständlich und einfach anwendbar – für die Verbindung
von MES- und Maschinenwelt sorgt. Bei der sich jeweils anschließenden
intensiven Diskussion der Teilnehmer mit den Referenten
konnten dann viele Fragen geklärt werden. Die Resonanz der Teilnehmer
war äußerst positiv. Ausdrücklich wurde eine Fortsetzung
der Workshop-Reihe ‚MES in der Praxis‘ gewünscht.
Übrigens: Bereits zum vierten Mal nutzte der MES D.A.CH Verband
die Hannover Messe, um sich Interessenten in Halle 7 innerhalb der
Leitmesse Digital Factory zu präsentieren. In diesem Jahr war das
Besucherinteresse besonders hoch und erfreute ebenfalls die sechs
Mitaussteller CSM, IBH softec, Symestic, Syncos, TXT e-solutions
und znt Zentrum für Neue Technologien. Genutzt wurde die Messe,
um zu zeigen, dass MES ein essentieller Bestandteil von Industrie
4.0 sind – passend zum Motto der Messe: ‚Integrated Industry – Join
the Network.‘
co
Kontakt
MES D.A.CH Verband e.V.
Geschäftsstelle
Ilsfeld-Auenstein
Tel. +49 7062/6760213
info@mes-dach.de
www.mes-dach.de
INFO
deve lo p 3 systems engineering 02 2015 55

ANWENDUNGEN LEITTECHNIK / INDUSTRIE 4.0
Smart Factory für die Produktion von Spezialschmierstoffen der Zukunft
Unterschiedliche Rezepturen
und Gebindearten jederzeit im Griff
Im Bereich der Schmierfettproduktion hat Rhenus Lub in Mönchengladbach einen wichtigen
Schritt zu Industrie 4.0 und damit der Smart Factory in der Prozesstechnik vollzogen. Schmierfette
– gerade im Bereich hochbelasteter Lager ein wichtiges Konstruktionselement – lassen sich auf
diese Weise noch besser auf die jeweiligen individuellen Kundenanforderungen abstimmen. Möglich
macht dies eine durchgängige vertikale wie horizontale Vernetzung, die zusammen mit den
Automatisierungsspezialisten von Process Automation Solution umgesetzt wurde.
56 develop 3 systems engineering 02 2015

LEITTECHNIK / INDUSTRIE 4.0
ANWENDUNGEN
Der Anwender
INFO
Rhenus Lub ist ein international operierender Systemanbieter
von Spezialschmierstoffen. Das 1882 in Mönchengladbach gegründete
Unternehmen entwickelt und produziert wassermischbare
und nichtwassermischbare Kühlschmierstoffe für die anspruchsvolle
Zerspanung, Spezialprodukte für die Umformung
sowie Spezialfette und Spezialöle. Kunden sind Unternehmen im
Maschinenbau, in der Automobil- und Automobilzulieferindustrie,
in der Wälzlager- und Lebensmittelindustrie sowie in der
Luft- und Raumfahrt. Im Jahr 2013 wurden rund 26.000 t Spezialfette
und Hochleistungskühlschmierstoffe verkauft. Als Innovationsführer
investiert das Unternehmen überdurchschnittlich in
Forschung und Entwicklung. Mehr als 20 % aller Mitarbeiter sind
in diesem Bereich beschäftigt. Rhenus Lub ist mit Tochterunternehmen
und Auslandsvertretungen in 31 Ländern weltweit
präsent.
www.rhenuslub.de
duktion vom ERP-System bis hinein in die Produktionsanlage umgesetzt;
von der Kommissionierung bis hin zur Abfüllung.
Mit der weiteren Automatisierung
seiner Fettfabrik geht Rhenus Lub den
Weg hin zur Smart Factory und damit
Industrie 4.0 in der Prozesstechnik.
Die Kunden der Hochleistungsschmierfette
profitieren von Qualität,
Liefertreue und kurzen Lieferzeiten
Bild: Rhenus Lub
Schlagworte wie Industrie 4.0 und ‚Smart Factory‘ sind heute in
aller Munde. Doch lassen sich die dahinter stehenden Konzepte
auch in der Prozessindustrie nutzen? In der Realität sind Umsetzungen
rar, zumal die Voraussetzungen – eine wirklich durchgängige
sowohl horizontale als auch vertikale Vernetzung – selten gegeben
sind. Vielerorts Praxis sind dagegen manuelle Arbeitsabläufe:
Arbeitsaufträgen in Papierform folgend wird der Prozess manuell
abgearbeitet, Ergebnisse – wie beispielsweise tatsächlich dosierte
Mengen – werden anschließend wieder ‚händisch‘ in die verwaltenden
Systeme eingegeben. Das ist umständlich, fehleranfällig, ineffizient
und erschwert Nachvollziehbarkeit und Reproduzierbarkeit.
Die Smart Factory in der Prozessindustrie existiert allerdings schon:
Der Mönchengladbacher Schmierstoffspezialist Rhenus Lub setzt
auf moderne Automatisierungstechnik und hat damit einen wichtigen
Schritt zu Industrie 4.0 vollzogen. Mit den Automatisierungsspezialisten
der Process Automation Solution GmbH (vormals M+W
Process Automation GmbH) als Partner wurden die entsprechenden
Maßnahmen zur durchgängigen digitalen Vernetzung der Fettpro-
Hoch beanspruchte Lager
erfordern angepasste Schmierstoffe
Schmierstoffe gelten in der Lebensdauerschmierung als unverzichtbares
Konstruktionselement. Sie sorgen dafür, dass hoch beanspruchte
Lager in Schienen- und Kraftfahrzeugen, Walzwerken und
im Maschinenbau über Jahre und Jahrzehnte zuverlässig funktionieren.
Allerdings steigen in diesen Anwendungsbereichen die Anforderungen
ständig; die Fertigungsprozesse für die Schmierstoffe
werden immer aufwändiger, verlangen aber gleichzeitig ein Höchstmaß
an Flexibilität, um etwa das Verhältnis zwischen Nachfrage und
Herstellung möglichst effizient in Einklang zu bringen.
Um hier auch zukünftig führend zu bleiben, setzt Rhenus Lub seinen
Kurs konsequent fort, der 2006 mit der Eröffnung der hochmodernen
Fettfabrik am Firmensitz in Mönchengladbach begann. Dazu
wurden im nächsten Schritt nun die immer komplexer werdenden
Fertigungsprozesse für Schmierfette mit neuester Prozessleittechnik
(PLS) inklusive Batchsystem zur Chargensteuerung und einem
Manufacturing Execution System (MES) automatisiert und diese mit
dem ERP-System vernetzt.
Das besondere an der Lösung ist nicht nur die komplette vertikale
Vernetzung des ERP-Systems über das MES bis hin zum PLS, sondern
auch die horizontale Vernetzung (siehe Grafik).
Dies beginnt bei der Kommissionierung, bei dem die Mitarbeiter
alle notwendigen Handzugaben vor Beginn des eigentlichen Produktionsvorgangs
abwiegen und mit Barcodeausdrucken versehen.
Der nächste Schritt ist die batchgeführte Produktion mit den entsprechenden
Verfahrensschritten, wie zum Beispiel automatischen
Dosagen und Handzugaben, die mit den Handscannern verifiziert
werden. Abschließend folgt ein Homogenisierungsschritt.
Das Abfüllen des Produktes geschieht wiederum mit extra Abfüll -
aufträgen in vielfältige Gebindeformen.
deve lo p 3 systems engineering 02 2015 57

ANWENDUNGEN LEITTECHNIK / INDUSTRIE 4.0
Die unterschiedlichen Rezepturen und vielen Gebindearten ermöglichen
bis zu 1000 verschiedene Fertigungsvarianten, die im System
abgebildet werden müssen. Da bei den Abfüll- und Homogenisierungsvorgängen
die Anlagenteile neben den festen Rohrleitungsverbindungen
auch mittels Schlauchleitungen verbunden sind,
müssen diese Wege auch über das MES und Handscanner verifiziert
werden.
Umsetzung erfordert
detaillierte Analysen und Planung
Um die Herstellung der Schmierfette in der beschriebenen Weise
abzubilden, war es zunächst notwendig, sämtliche Arbeitsabläufe
zu analysieren und die im ERP-System hinterlegten Herstellanweisungen
als normenkonforme Rezeptur zu formulieren. Neben genau
definierten Mengen an Rohstoffen und Additiven zählen dazu
insbesondere auch Prozessparameter wie
Temperatur,
Rührwerkseinstellungen,
Reaktionszeiten oder
präzise Zeitpunkte für die Zugabe von Einsatzstoffen.
Hier kamen die Spezialisten der Process Automation Solution ins
Spiel. Als Grundlage für diese Aufgabe analysierten sie zunächst
die Arbeitsprozesse, erstellten ein Umsetzungskonzept und entwickelten
auf Basis der bereits vorhandenen Hardware in der Produktionsanlage
die neue Automatisierungsstruktur. Im nächsten
In der batchgeführten Produktion werden Handzugaben mit Handscannern
verifiziert Bild: Rhenus Lub
Systemaufbau und -vernetzung
Grafik: Pyramidenmodell des Zustands nach dem Ausbau. Durch die Ver -
netzung der Systeme und die Einführung moderner Automatisierungstechnik
werden sowohl die Kommissionierung als auch die Produktions- und
Abfüllprozesse in all ihren Abläufen durchgängig automatisiert und vernetzt
Bild: Process Automation Solutions
Schritt wurden detaillierte Spezifikationen für das Prozessleitsystem
– inklusive flexibler Chargensteuerung – und für das MES erstellt,
nach denen das System umgesetzt wurde. Die MES-Funktionen
umfassen Auftrags- und Materialverwaltung ebenso wie die
Vorkommissionierung, die Verifizierung der manuellen Zugaben
der Rohstoffe in den Rührkessel, Qualitätskontrollen im Labor, Wegeverifizierung
für die Abfüllung, Protokollfunktionen und natürlich
die Schnittstelle zum ERP-System und zum Prozessleitsystem.
Das ERP-System und die Automatisierungsebene der Produktion
sind nun durch Chargensteuerung und MES miteinander verbunden
– womit die Automatisierungslücke zwischen Bürowelt mit
Auftragsannahme und der Produktionsanlage geschlossen ist. Das
gewährleistet eine durchgängige Dokumentation und zeitgenaue
Verfolgbarkeit des kompletten Fertigungsprozesses. Eine Herausforderung
bei der Installation der neuen Automatisierungslösung
war allerdings, dass der laufende Produktionsbetrieb so wenig wie
möglich beeinträchtigt werden sollte. Dazu wurde das neue System
an verschiedenen Wochenenden während der üblichen Abstellphasen
getestet. Dies, der hohe Einsatz aller Beteiligten und
ein Funktionstest der Applikation bei Process Automation Solutions
im Vorfeld trugen dazu bei, dass das System im Dezember
2014 in Betrieb genommen werden konnte.
Bedienerführung für
definierten Ablauf und Nachvollziehbarkeit
Arbeitsabläufe, die sich auch weiterhin nicht automatisieren lassen,
werden übrigens heute durch die Bedienerführung am System
unterstützt. Für die einzelnen Aufträge und die entsprechenden
Rezepturen gibt es Aufforderungen, die der Bediener chronologisch
ausführen muss. So lässt sich ein bestimmter Rohstoff erst
dann zufügen, wenn der entsprechende Arbeitsschritt ansteht und
58 develop 3 systems engineering 02 2015

LEITTECHNIK / INDUSTRIE 4.0
ANWENDUNGEN
„Schmierstoffe werden
immer aufwändiger,
verlangen aber gleich -
zeitig ein Höchstmaß
an Flexibilität, um etwa
das Ver hältnis zwischen
Nachfrage und Her -
stellung möglichst
effizient in Einklang zu
bringen.“
An den Bedienstationen des Prozessleitsystems und MES sind alle relevanten Informationen
auf einen Blick verfügbar. Elemente des sogenannten ‚High Performance
HMI‘ sorgen für ein ergonomisches, ermüdungsfreies Arbeiten – womit
Fehler bereits im Ansatz vermieden werden Bild: Rhenus Lub
per Scanner die Identifikationsnummer des entsprechenden Behälters
und des Stoffes korrekt erfasst wurde. Ist dieser Job erledigt,
wird quittiert und der nächste Ablaufschritt freigeschaltet.
An den Bedienstationen des Prozessleitsystems und MES sind alle
relevanten Informationen auf einen Blick verfügbar und in Hinblick
auf Übersichtlichkeit dargestellt. Dabei wurden viele Elemente
des sogenannten ‚High Performance HMI‘ umgesetzt. Das ermöglicht
ergonomisches, ermüdungsfreies Arbeiten und vermei-
Kontakt
Die Process Automation Solutions GmbH (vormals M+W
Process Automation) bietet innovative, individuelle und
zukunftssichere Automatisierungslösungen in der Prozessund
Fertigungsindustrie. Dabei können die Spezialisten
für Komplettlösungen aus einem Guss bereits auf über 25
Jahre Erfahrung zurückgreifen. Schwerpunkte der Tätigkeit
sind die Projektierung von Steuerungs- und Prozessleitsystemen
und deren vertikale Integration in den gesamten
Unternehmensprozess. Process Automation Solutions
ist ein Tochterunternehmen von ATS Automation und
verbindet so die Flexibilität eines Mittelständlers mit der
Leistungsfähigkeit eines großen Unternehmens.
Process Automation Solutions GmbH
Ludwigshafen
www.pa-ats.com
INFO
det Fehler. Durch die Bedienerführung ist zudem jederzeit dokumentiert,
wer welchen Arbeitsschritt wann und wo ausgeführt hat.
Die Bedienanforderungen werden im Prozessbetrieb aus den Rezepten
angestoßen und an das MES übermittelt. Der Ablauf des
Prozesses ist nur einmal im System, nämlich im Rezeptursystem,
hinterlegt. Das vereinfacht die Synchronisation des MES mit dem
Prozessleitsystem erheblich und die Prozesse bleiben weiterhin
flexibel.
Für die Schmierfettproduktion ergibt sich durch die neue Automatisierungslösung
gleich eine ganze Reihe an Verbesserungen. Die Gefahr
von Fehlchargen ist minimiert, der Anlagennutzungsgrad
steigt, weil sich die Auftragsabwicklung besser planen lässt, und die
Online-Prozessüberwachung ermöglicht eine kontinuierliche Prozessoptimierung.
Letztendlich steigt durch all dies die Kundenzufriedenheit,
denn Qualität, Liefertreue und kurze Lieferzeiten weiß
schließlich jeder zu schätzen. Rhenus Lub ist mit der hochmodernen
und intelligenten Fettproduktion in Mönchengladbach somit erfolgreich
im Industriezeitalter 4.0 angekommen und weiter in Richtung
Zukunft unterwegs.
co
Die Autoren:
Stephan Engels
ist Abteilungsleiter
bei der Process
Automation
Solutions GmbH,
Ellen-Christine
Reiff Redakteurin
im Redaktionsbüro
Stutensee
deve lo p 3 systems engineering 02 2015 59

ANWENDUNGEN
NETZWERKE / KOMMUNIKATION
Bilder: M.G. Bryan/Rockwell Automation
Asset Performance Management (APM) erlaubt effizientere Nutzung von Förderanlagen
Einblicke in Echtzeit
Zusammen mit Rockwell Automation entwickelte Ausrüster M.G. Bryan eine skalierbare Lösung
zur dezentralen Verwaltung von Fracking-Fahrzeugen. Alle relevanten Daten werden gesammelt
und mit Hilfe der Cloud-Computing-Plattform Microsoft Windows Azure gespeichert, so dass stets
ein sicherer Fernzugriff auf Echtzeitdaten möglich ist. Die kostspieligen Anlagen lassen sich auf
diese Weise deutlich effektiver nutzen – bis hin zu einem neuen Geschäftsmodell.
Großgeräte für die Öl- und Gasindustrie sind die Spezialität des
texanischen Unternehmens M.G. Bryan. Ein Wachstumstreiber
ist dabei vor allem die Erdgasförderung per Fracking, wozu das
Unternehmen entsprechendes Equipment sowohl verkauft als auch
vermietet. Fracking-Fahrzeuge, die 1 Mio. US-Dollar und mehr kosten,
kommen dabei auch in entlegenen Gebieten und unter extremen
Umgebungsbedingungen zum Einsatz. Alle 200 bis 400 Betriebsstunden
müssen zudem die Ölfilter ersetzt werden, alle 4.000
bis 7.000 Betriebsstunden ist eine Generalüberholung des Motors
erforderlich. Das Problem dabei: Der Ausfall eines Fracking-Fahrzeugs
kann pro Tag Kosten von 3.000 bis 7.000 US-Dollar verursachen
– den Produktionsausfall nicht mit eingerechnet. Da insbesondere
an abgelegenen Orten eine Mobilfunkverbindung fehlen kann,
führen die meisten Produzenten trotz der hohen Kosten ein Ersatzfahrzeug
mit, um die Produktion nicht zu gefährden.
Doch gerade die Bereitstellung von Ersatzfahrzeugen macht das
Fracking so teuer und vielen kleineren und mittelgroßen Öl- und
Gasproduzenten fehlt das Know-how bezüglich der Steuerungssysteme
sowie Wartung der Anlagen. Mit dem Ziel, die Anlagenlaufzeit
zu optimieren, entschloss sich M.G. Bryan dazu, in Zusammenarbeit
mit Rockwell Automation ein neues Steuerungs- und Informationssystem
(Asset Performance Management – kurz APM) für Fracking-
Fahrzeuge zu entwickeln. „Wir wollten eine Lösung realisieren, die
nach 1000 Lastwagen ebenso gut funktioniert wie nach den ersten
fünf“, berichtet Josh Rabaduex, Director of Engineering bei M.G.
Bryan. „Klar war uns außerdem, dass wir keine großen Hardware-Investitionen
tätigen konnten und auch keine langwierigen Systemwartungsmaßnahmen
durchführen wollten.“ Ein herkömmliches
Rechenzentren wäre damit nicht in Frage gekommen.
Das neu entwickelte System nutzt deshalb die Cloud-Computing-
Plattform Microsoft Windows Azure in Verbindung mit der Factory-
Talk Software Suite für den sicheren Fernzugriff auf Echtzeitdaten
(siehe dazu Kasten: Cloud und Sicherheit). Es führt Informationen
aus verschiedenen Datenquellen zusammen und erlaubt auf Basis
des Cloud Computings den Zugriff, ohne dass M.G. Bryan oder dessen
Kunden eigene Rechenzentren einrichten und verwalten müssen.
Kontakt
Rockwell Automation GmbH
Düsseldorf
Tel. +49 (0)211/41553-0
ragermany-info@ra.rockwell.com
www.rockwellautomation.de
Details zu FactoryTalk VantagePoint:
http://t1p.de/44nm
INFO
60 develop 3 systems engineering 02 2015

NETZWERKE / KOMMUNIKATION
ANWENDUNGEN
Mit einem neuen Steuerungs- und Informationssystem
kann Ausrüster M.G. Bryan
Daten nicht nur lokal an seinen Fahrzeugen,
sondern dank Cloud Computing
auch mobil abrufen und analysieren. Dies
erlaubt zudem den Zugriff von Spezialisten
in der Firmenzentrale
Anzeige relevanter Daten
macht Performance sichtbar
Das Steuerungssystem jedes Fahrzeugs enthält eine programmierbare
Automatisierungssteuerung des Typs Allen-Bradley Compact-
Logix. Aus diesen Steuerungen werden Einsatzdaten über eine
cloudbasierte Version der FactoryTalk-VantagePoint-Software gesammelt,
um ein umfassendes Bild der Fahrzeug- und Fuhrpark-Performance
zu liefern. Die Daten werden dabei mit Hilfe von Mobilfunkmodems
in die Cloud geschickt. In kleinste Pakete unterteilt,
lassen sie sich selbst bei mäßigem Mobilfunkempfang übertragen.
Für den Fall, dass dennoch keine Verbindung aufgebaut werden
kann, werden die Daten in einem Gateway zwischengespeichert
und gesendet, sobald sich wieder eine Verbindung herstellen lässt.
„Über mobile Geräte und per Web-Browser können wir jetzt die entsprechenden
Daten aus der Cloud ziehen, um Berichte über den Zustand
des Antriebsstrangs und der Fracking-Leistung eines jeden
Fahrzeugs zu erstellen“, fährt Rabaduex fort. Zudem erhalte man
Angaben zur Prozessleistung und zum Wartungsbedarf des ganzen
Fuhrparks. „Durch die Kombination unseres neuen Informationssystems
mit der Flexibilität und Skalierbarkeit des Cloud Computings
haben wir damit den Weg zu umfangreichen Verwaltungslösungen
geebnet – sowohl für unseren eigenen Fuhrpark als auch
Fahrzeuge, die wir verkaufen.“
Problemlösung in 10 Minuten
Betriebszeit und Produktivität profitieren von der neuen Lösung
durch den unmittelbaren – gleichwohl sicheren – Zugriff auf dezentrale
Anlagendaten. So ließ sich in einem Fall beispielsweise die Ursache
für Drehzahlschwankungen eines Motors finden. Dies kann
sehr gefährlich sein, weil schnelle Änderungen der Drehzahl direkt
den Druck in den Rohren beeinflussen, mit denen die Fracking-Flüssigkeit
in den Boden gepumpt wird. Platzt infolge der Druckänderung
ein Rohr, gefährden umherfliegende Splitterteile Mitarbeiter
und Geräte und die Produktion steht still. Es galt also, den Grund für
die Drehzahlschwankungen zu finden – keine einfache Aufgabe,
weil neben dem Verschleiß des Motors auch das Eindringen von
Fremdmaterial oder der Ausfall anderer Bauteile die Ursache sein
konnten. Mit Hilfe des Cloud-basierten Systems konnten sich aber
Mitarbeiter von M.G. Bryan umgehend einloggen und die Daten des
betreffenden Fahrzeugs überprüfen. Sie stellten einen Abfall des
Cloud-Lösungen
in anderen Branchen
Zur Hannover Messe 2015 stellte Microsoft in Verbindung mit
der Industrie-4.0-Diskussion weitere cloudbasierte Lösungen vor.
„Die vierte industrielle Revolution setzt sich global durch und ist
eine Jahrhundertchance für die deutsche Wirtschaft”, so Dr.
Klaus von Rottkay, COO und Mitglied der Geschäftsführung von
Microsoft Deutschland. Allerdings: Die Entwicklung innovativer
Produkte und Services sowie neuer Geschäftsmodelle basierend
auf IT spiele derzeit noch eine untergeordnete Rolle. „Hersteller
werden aber künftig nicht mehr allein über Produkte und Dienstleistungen
gegeneinander konkurrieren – sondern vor allem über
die Geschäftsmodelle, die sie dadurch ermöglichen.“ So investiert
beispielsweise auch der Aufzughersteller ThyssenKrupp Elevator
in die Cloud und das Internet der Dinge (Internet of Things
– IoT). Über die Microsoft-Cloud vernetzt ThyssenKrupp die Sensoren
in seinen Aufzügen und überwacht auf diese Weise sämtliche
Funktionen – und etabliert damit ein neues, präventives
Wartungssystem. Ein weiteres Beispiel liefert zudem eine Projektstudie
des Hausgeräte-Herstellers Miele zusammen mit Microsoft,
basierend auf den Microsoft-Azure-IoT-Diensten. Ziel ist
die Realisierung smarter Kochgeräte, die sich per Assistenzsystem
und Online-Rezepten so programmieren lassen, dass Mahlzeiten
perfekt gelingen. Ein wichtiger Punkt bei beiden Beispielen
ist, dass die Transformation der Geschäftsmodelle nicht unbedingt
disruptiv sein muss: Geräte in der Produktionsstätte oder
im Verkauf und bestehende Software und Services können auch
mit sinnvollen Komponenten wie Machine Learning und Cloud-
Lösungen ergänzt und damit neu erfunden werden. „Wir schaffen
das digitale Wirtschaftswunder, wenn wir Industrie 4.0 als
Digitalisierung von Produktion und Produkten verstehen“, so
Klaus von Rottkay abschließend. „Hochleistungsbranchen, Großunternehmen
und Mittelstand müssen dazu mit der ITK-Wirtschaft
zusammenarbeiten, um den Technologietransfer sicherzustellen.”
Microsoft Deutschland GmbH
Unterschleißheim
Tel. +49 (0)89/3176-0
www.microsoft.com
Details zu Windows Azure:
http://azure.microsoft.com
INFO
deve lo p 3 systems engineering 02 2015 61

ANWENDUNGEN LEITTECHNIK / INDUSTRIE 4.0
Das neue System legt nicht nur
die Basis für neue Geschäftsmodelle,
es erleichtert auch den
Support bis hin zur Durchführung
von Wartungs- und Instandhaltungsmaßnahmen
Cloud und Sicherheit
TIPP
flüssigkeitsseitigen Eingangsdrucks der Pumpe von 60 auf 6 psi
fest, was auf Pumpenkavitation hindeutete: Der Vorrat in den Tanks
des Kunden ging zur Neige. Nach Öffnen eines versehentlich geschlossenen
Schiebers war das Problem gelöst – und all das innerhalb
von etwa 10 Minuten. Rechtzeitig verhindern ließ sich auf diese
Weise nicht nur, dass Mitarbeiter zu Schaden kamen, sondern
auch, dass die Pumpe Luft ansaugte und beschädigt wurde – andernfalls
wären Ersatzteile im Wert von zirka 60.000 US-Dollar und
die 160 km lange Anreise des Kundendienstes erforderlich ge -
wesen.
Tür zu einem neuen Geschäftsmodell aufgestoßen
„Weil wir die Fahrzeugnutzung jetzt aufgeschlüsselt nach Tagen,
Stunden und Minuten verfolgen können, konnten wir unsere Mietverträge
ändern“, fasst Josh Rabaduex die Erfahrungen mit dem
neuen System zusammen. „Anstelle der branchenüblichen Monatsverträge
können wir nun ein Konzept anbieten, das die tatsächliche
Nutzungszeit in Rechnung stellt – unsere Kunden müssen also keine
Monatsverträge mehr abschließen und für Ersatzfahrzeuge, die niemals
zum Einsatz kommen, genauso viel bezahlen wie für Fahrzeuge,
die rund um die Uhr genutzt werden.“ Bezahlt wird nur für die Tage,
an denen die Fahrzeuge wirklich in Betrieb sind. Aufgestoßen
wurde damit die Tür zu einem neuen Geschäftsmodell, das Projektrisiken
und Produktionskosten verringert und die Zeitspanne reduziert,
in der sich Fracking-Fahrzeuge amortisiert haben.
Aktuelle Besitzer von Fracking-Fahrzeugen von M.G. Bryan haben
deshalb bereits mehr als 25 Nachrüstungen in Auftrag gegeben, um
ihren Fuhrpark mit dieser Lösung auszustatten. Zudem will das Unternehmen
das damit verbundene Innovationspotential noch weiter
ausschöpfen. „Wir überlegen, wie wir für unsere Kunden die Produktionsleistung
sichtbar machen können und wie sich die Daten
für vorbeugende Wartungsmaßnahmen nutzen lassen“, so Rabaduex
abschließend. „Wir können jetzt belastbare Daten vorlegen, die
zeigen, dass unsere Pumpen und andere Komponenten länger halten.“
Auch in Garantiefällen könne man sich auf Fakten stützen und
schließlich Kunden informieren, wann die Zeit für einen Luftfilterwechsel
oder eine Motorüberholung gekommen ist. „Die Möglichkeiten
sind endlos.“
co
Soll man geschäftliche Daten in eine Cloud auslagern? „Die Auffassung,
dass sich die eigenen Daten hinter einer verschlossenen
Tür befinden müssen, ist nicht immer richtig“, meint Josh
Rabaduex, Director of Engineering bei M.G. Bryan. Die Cloud
könne in vielen Fällen sogar mehr Sicherheit und Redundanz bieten,
als ein herkömmliches System. Fällt etwa in der Cloud eine
Anlagenkomponente aus, übernimmt eine andere – die Redundanz
ist hoch. „Dies hat sich für uns und unsere Kunden als eine
der stabilsten Lösungen erwiesen, denn jetzt legt ein Ausfall
nicht mehr die ganze Anlage lahm.“ Eine entscheidende Frage ist
aber darüber hinaus, welche Gefahr von Hackern oder Viren ausgeht.
„Dass die Unternehmen, die mit unseren Systemen arbeiten,
bis dato keine ernsten Sicherheitsprobleme verzeichnen, ist
unseren Sicherheitsmaßnahmen wie etwa Verschlüsselung, sicherem
Login-in, isolierten Netzwerken mit Firewalls und anderen
Maßnahmen ebenso zu verdanken wie dem Aufbau unserer
Datensammlungen“, so Rabaduex weiter. „In die Cloud geben
wir ausschließlich bestimmte Daten, die nur zusammen mit anderen
Daten – die sich jedoch nicht in der Cloud befinden – ein
Risiko für uns oder unsere Kunden darstellen würden.“
Sicherheitsbedenken sind also kein ausreichender Grund, auf
cloudbasierte Lösungen oder die Anwendung moderner Technologie
zu verzichten. Stattdessen sollten potenzielle Risiken genau
in Augenschein genommen und zusammen mit einem routinierten
Team eine gründliche Risikobewertung vorgenommen
werden, bevor es an die Implementierung neuer Technologie
geht. Rockwell Automation nimmt regelmäßig solche Risikobewertungen
vor, um bei der Identifikation potenzieller Bedrohungen
und Folgen zu helfen, und gibt Empfehlungen, wie sich
Unternehmen optimal für die Zukunft rüsten können. Sinnvoll ist
es, Sicherheit direkt von Anfang an in Konstruktionsprozesse einzubinden
und sämtliche Ebenen zu verwalten – vom Feldgerät
über die Steuerung, den Prozess, die mobilen Geräte und die Geschäftsebene
bis zur Cloud. Und damit Daten Aussagekraft haben,
wird das Validieren und die Koordination des Zugriffs auf sie
zu einem wichtigen Thema.
Der Autor:
Ashkan Ashouriha ist
Solution Architect Integrated
Architecture &
Connected Enterprise bei
Rockwell Automation
62 develop 3 systems engineering 02 2015

NETZWERKE / KOMMUNIKATION
ANWENDUNGEN
Drahtlose Sensornetzwerke für IoT-Messtechnik-Anwendungen
Sicherer Kontakt über lange Distanzen
Viele Applikationen – wie das Überwachen von ausgedehnten Produktionsanlagen, Pipelines, Baustrukturen
von Brücken, Tunneln oder großen Überlandleitungen – fordern insbesondere die Überbrückung
großer Entfernungen durch ein drahtloses Sensornetzwerk (WSN). Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit
sollen aber trotz geringem Leistungsbedarf auch über große Entfernungen sichergestellt
sein – eine der wohl herausfordernsten Netzwerktopologien.
Produktionsanlagen zu überwachen, die sich über eine große
Fläche erstrecken, ist keine einfache Aufgabe. Analog gilt das
auch für das Überwachen der Alterung von Infrastruktur wie Brücken,
Tunneln oder Überlandleitungen – anders formuliert: Anwendungen
der Messtechnik, die im Zusammenhang mit der Nutzung
des Internet of Things (IoT) diskutiert werden. All diese Applikationen
benötigen drahtlose Sensornetzwerke (Wireless Sensor Networks,
WSNs), um eine den drahtgebundenen Netzwerken vergleichbare
Leistung zu bieten. Diese WSNs müssen in der Lage sein,
eine große Anzahl von drahtlosen Sensorknoten zu skalieren und in
vielen Fällen große Distanzen zu überbrücken.
Um WSNs auf einer breiten Basis einsetzen zu können, müssen sie
sich einfach nutzen lassen und zuverlässig über viele Jahre hinweg
– häufig eine Dekade – problemlos funktionieren. Schlüsselanforderungen
an WSNs sind deshalb:
Freie Platzierung der Sensoren an beliebiger Stelle
Geringer Wartungsaufwand
Zuverlässige Kommunikation
Skalierbarkeit
Ziel muss es zudem sein, einen möglichst verlustarmen Betrieb des
drahtlosen Sensornetzwerks zu ermöglichen – ohne dafür aber auf
Zuverlässigkeit oder Netzwerkverfügbarkeit zu verzichten. Solche
KONTAKT
Linear Technology GmbH
Ismaning
Tel. +49 89/962455-0
www.linear.com
Details zu Dust Networks:
http://t1p.de/br7z
INFO
Anwendungen:
Smarte Parkplatzsysteme: Streetline
www.linear.com/docs/41387
Computer-Datenzentren, um den Energieverbrauch zu
überwachen: Vigilent
www.linear.com/docs/41384
Einsatz in Industriebetrieben: Emerson Process
www.linear.com/docs/41383
Abbildung: Pfad- und Frequenzdiversität – wenn die Kommunikation auf dem
‚grünen‘ Pfeil fehlschlägt, versucht es Knoten D erneut auf dem violetten Pfeil
auf einem anderen Kanal
zuverlässigen WSNs mit geringem Leistungsbedarf sind mit den
SmartMesh-IP-Netzwerken von Dust Networks Realität geworden,
basierend auf dem Time-Synchronized-Channel-Hopping (TSCH).
Solche TSCH-Mesh-Netzwerken haben sich beim Einsatz in einigen
der rauesten Umgebungen bewährt.
TSCH ist bereits ein grundlegender Funktionsblock von bestehenden
drahtlosen Industriestandards wie WirelessHART (IEC 62591)
und ein wichtiger Teil von neu aufkommenden, auf dem Internet-
Protokoll basierenden drahtlosen Sensornetzwerk-Standards. In einem
TSCH-Netzwerk arbeiten die Knoten im ganzen Netzwerk synchronisiert
(exakt innerhalb einiger weniger Mikrosekunden). Die
Netzwerkkommunikation ist in Zeitschlitzen organisiert und erlaubt
die Übertragung der Datenpakete mit geringem Leistungsbedarf,
paarweisem Kanal-Hopping und voller Pfad-Diversität (siehe Abbildung).
TSCH-basierte Netzwerke werden heute bereits erfolgreich
in Anwendungen eingesetzt (siehe Kasten).
co
Info:
Dies ist eine gekürzte Version eines Beitrags zum Thema drahtlose
Sensornetzwerke, für die Langversion siehe Fußnote.
Die Autoren:
Lance Doherty, Systems Engineer, Jonathan Simon, Systems Engineer
Director, Thomas Watteyne, Systems Engineer und Ross Yu,
Product Marketing Manager, alle Dust Networks Product Group,
Linear Technology Corporation
Hinweis: Details der Netzwerktechnologie und ein konkretes Fallbeispiel schildert der
Beitrag „Drahtlose Sensoren beliebig platzieren“, erschienen im Special „Komponenten
der Sensorik 2015“ von elektro AUTOMATION und KEM.
Abbildung: Dust Networks
deve lo p 3 systems engineering 02 2015 63

ANWENDUNGEN
AUS DER PRAXIS DES SYSTEMS ENGINEERINGS
Dr. David Endler, Systems Engineering Consultant
„Ein kleines Team
sollte die Grundlagen legen“
Im Rahmen der Rubrik ‚Aus der Praxis des Systems Engineerings‘ berichtete uns Dr. David
Endler von seinen Erfahrungen rund um das Systems Engineering (SE). Der gelernte Physiker
ist heute selbstständiger Berater und kann deswegen auf zahlreiche Projekte zurückblicken –
eine ideale Basis, um Komplexität in den Griff zu bekommen.
develop 3 : Dr. Endler, können Sie uns von einem Projekt berichten,
das rückblickend die Vorteile des Systems-Engineering-
Ansatzes verdeutlicht?
Endler: Interessanterweise sind es häufig kleine Dinge, die besonders
gut funktionieren. So konnte ich beispielsweise einmal in einer
Angebotsphase unterstützend tätig sein, in der es zunächst darum
ging, sich mit dem Kunden bezüglich der Anforderungen auszutauschen.
Das hört sich simpel an – doch muss man sich vor Augen führen,
dass hier die Grundlagen für den späteren Vertragsabschluss
gelegt werden. In dem konkreten Fall schlug ich eine vorausgehende
Klärung vor, für deren Umsetzung ich dann innerhalb von zweieinhalb
Jahren mehrfach für einige Tage nach China geflogen bin.
Das scheint aufwändig zu sein, jedoch ließ sich im Endeffekt damit
das Risiko deutlich senken – etwa in Höhe eines zwei- bis dreistelligen
Millionenbetrags. Ein anderes Beispiel ist der Aufbau eines
Technologiedemonstrators für eine Luftfahrtanwendung. Gezeigt
werden sollte, dass die Technologie auch unter Extrembedingungen
funktioniert – in diesem Fall bei einer schnellen Dekompression der
Kabine in einer Flughöhe von zwölf Kilometern, also ausgehend von
einem Druck entsprechend einer Höhe von 2000 Metern über Normalnull.
Das Erstaunliche daran war, dass aufgrund des Systems
Engineerings der Demonstrator bereits beim allerersten Probelauf in
einer Druckkammer beim DLR alle wesentlichen Leistungsanforderungen
erfüllte.
develop 3 : Wie würden Sie denn Systems Engineering allgemein
definieren?
Endler: Das ist schwer zu beantworten – im Rahmen einer SE-Einführung
versuchen wir derzeit, die Ziele auf nur einer Folie darzustellen.
Das ist uns bislang nicht wirklich gelungen, da für jeden Stakeholder
andere Facetten von Bedeutung sind. Allgemein lässt sich
aber sagen, dass Systems Engineering ein strukturiertes Vorgehen
für die Entwicklung nicht nur komplizierter, sondern vor allem komplexer
Systeme beschreibt. SE ist dafür da, deren nicht in allen Details
vorhersehbares Verhalten zu meistern und zu beherrschen. Bezüglich
der Anforderungen an ein Produkt schafft SE zudem Transparenz
– nicht zuletzt auch bezüglich der Risiken, wie eingangs geschildert.
develop 3 : An welcher Stelle geht Systems Engineering denn
über das reine Anforderungs-Management oder Requirements
Management hinaus?
Endler: Die Rolle des Systems Engineers hat ganz viel mit Kommunikation
zu tun. In dem erstgenannten Beispiel war ich nicht nur als
Requirements-Manager unterwegs, sondern vielmehr schon als
auch in die Tiefe blickender Ingenieur; hinzu kamen sehr stark Aufgaben
des Projektmanagements. Hier war es übrigens von Vorteil,
das Team zunächst zu verkleinern – es macht keinen Sinn, etwas zu
entwickeln, was dann durch notwendige Redesigns wieder hinfällig
wird. Sind die Anforderungen initial definiert, können alle Beteiligten
loslegen – und der Systems Engineer ist dann die Schnittstelle zwischen
den Disziplinen, um die Kommunikation sicherzustellen. Die
Rolle des Systems Engineers ändert sich also durchaus im Laufe des
Projekts.
develop 3 : Es macht also Sinn, mit wenigen Personen ein Projekt
zu starten?
Endler: In der Tat, es sollte in meinen Augen auf alle Fälle ein relativ
kleines Team sein – entscheidend ist Erfahrung. Systems Engineering
heißt ja nicht, dass jedes Projekt auch ein Erfolg wird. Wer erlebt
hat, warum ein Projekt scheitert, weiß, worauf er achten muss.
Wichtig ist in meinen Augen, dass man am Anfang die Klärung
schafft – das kann ein kleines Team besser lösen.
develop 3 : Systems Engineering ist vor allem eine Frage der
methodischen Herangehensweise. Muss aus Ihrer Sicht an
Zur Person
INFO
David Endler studierte Physik in Erlangen/Nürnberg und
Hamburg, bevor er als Consultant in ein Beratungsunternehmen
eintrat. Nach verschiedenen Positionen machte
er sich im Oktober 2010 selbstständig und arbeitet heute
als Systems Engineering Consultant. In den vergangenen
Jahren hat er viele Unternehmen bei der Entwicklung von
sicherheitskritischen Systemen in verschiedenen Industriezweigen
(Luftfahrt, Anlagenbau, Automotive, Maritime)
unterstützt. Zudem ist er Mitglied des DIN-Komitees
NA 043-01-07 AA ‚Software und System-Engineering‘.
Tel. +49 170/2963536
de@davidendler.de
www.davidendler.de
64 develop 3 systems engineering 02 2015

AUS DER PRAXIS DES SYSTEMS ENGINEERINGS
ANWENDUNGEN
„Die Rolle des Systems
Engineers hat ganz viel mit
Kommunikation zu tun.“
miteinander, mit individuellen Erfahrungen und unterschiedlichem
Hintergrund. An fehlender Kommunikation und Absprache scheitert
dann ein SE-Projekt eher als an der noch fehlenden durchgängigen
Toollandschaft.
Bild: Endler
Dr. David Endler, Systems Engineering Consultant
der Methodik weiter gearbeitet werden oder vor allem an deren
Anwendung?
Endler: Beides ist wichtig! Systems Engineering ist ja schon sehr alt
und es wurden damit bereits zahlreiche großartige Systeme entwickelt.
Dennoch ist die SE-Szene in Bewegung. Im Januar war ich
beispielsweise das erste Mal auf dem internationalen Workshop von
INCOSE und erstaunt, wie viel Bewegung da drin ist. Nicht zuletzt
wollen viele junge Leute das Thema vorantreiben. Und die SE Vision
2025 von INCOSE ist in der Tat sehr ambitioniert (Bem. d. Red.: siehe
dazu Link Fußnote und SE-Glossar Teil 1 in Ausgabe 1/2015 der
develop 3 systems engineering, S. 38f.).
develop 3 : Spielen denn bei INCOSE und GfSE auch Branchen
abseits der Luft- und Raumfahrt – etwa Maschinen- und Anlagenbau
– eine Rolle?
Endler: Ja, zuerst sogar in der GfSE – dort bin ich seit 2006 Mitglied.
Hinsichtlich der Verteilung der Industriezweige ist die Luft- und
Raumfahrt dort nicht der größte Sektor. Auch bei INCOSE hat sich in
den letzten fünf Jahren viel verändert. Hier sind etwa die Arbeitsgruppen
stark getrieben aus Bereichen wie Medizintechnik und
Schienenfahrzeuge, hinzu kommen regenerative Energien. INCOSE
geht darauf ein, denn entscheidend ist, die ‚richtige‘ Sprache zu
sprechen – auch wenn sich die Grundmethodiken nicht wesentlich
unterscheiden. Verschieden ist die Art und Weise der Anwendung.
develop 3 : Wo sehen Sie denn Handlungsbedarf bezüglich eines
erfolgreichen Einsatzes des Systems Engineerings?
Endler: Speziell in Deutschland vor allem im Bereich der Ausbildung.
Eine unserer Stärken ist dabei natürlich die Vielzahl der Ausbildungsberufe
bis hin zu den verschiedenen Studiengängen – dadurch
besitzen wir sehr gut ausgebildete Fachkräfte. Was bei uns allerdings
häufig in den Ausbildungsgängen fehlt, sind die interdiszi -
plinären Ansätze – hier ist noch Potenzial vorhanden. Allerdings: Das
ist Jammern auf hohem Niveau – es gibt ja Systems Engineers und
die beherrschen das auch sehr gut!
develop 3 : Wie wurden denn Sie selbst zum Systems Engineer?
Endler: Ich habe Physik studiert und in diesem Fach auch promoviert
– zu dieser Zeit hatte ich noch keine Berührung mit dem Systems
Engineering. Anschließend hatte ich die Chance, für ein externes
Unternehmen an einem Notsauerstoffsystem im Auftrag von
Airbus zu arbeiten, was mich dann für viereinhalb Jahre in die Entwicklung
von Flugzeugsystemen hineinzog. Das war Training on the
Job – mit allen Vor- und Nachteilen. Hier aber gewinnt man die so
wichtige Erfahrung. So erinnere ich mich, dass unser Team – damals
war ich ein junger Systemingenieur – beim ersten großen Review
angezählt wurde. Wie oft in der Praxis anzutreffen, hatte ein erfahrener
Ingenieur das System kurz entworfen – wobei allerdings ein entscheidender
Parameter übersehen wurde, was durch eine frühe Klärung
der Anforderungen verhindert worden wäre. Erfahrungen wie
diese haben mich dazu motiviert, nach strukturierteren Ansätzen zu
suchen. Und einen fand ich eben im Systems Engineering!
develop 3 : Was würden Sie denn einem jungen Maschinenbauoder
Elektrotechnikstudenten empfehlen, der ein Systems Engineer
werden will?
Endler: Sei und bleibe neugierig! Es ist durchaus ein Gewinn, sich
auch schon einmal in andere Vorlesungen zu setzen, auch solche
der Philosophie oder Germanistik. Das hilft beim Denken in größeren
Zusammenhängen, woran man natürlich Spaß haben muss.
‚Den‘ Weg zum Systems Engineer gibt es sicher nicht, aber wer sich
dafür interessiert, sollte über den Tellerrand schauen und mitbekommen,
was die Nachbardisziplinen machen.
develop 3 : Erkennen Sie eine Weiterentwicklung mit Blick auf
die zur Verfügung stehenden Tools?
Endler: Das ist eines der ganz heißen Themen. Auch in der SE Vision
2025 wird ja das Bild einer harmonisierten Toollandschaft entworfen
– bis hin zur Zusammenarbeit regional verteilter Teams –, die
es in dieser Form bislang nicht gibt. Alle großen Hersteller arbeiten
aber daran. Als Vision ist das verlockend, auch wenn ich nicht glaube,
dass sich das bei realen Problemen auf der Arbeitsebene jemals
alles zusammenführen lässt. Letztlich arbeiten hier ja Menschen
develop 3 : Dr. Endler, vielen Dank für das sehr interessante
Gespräch.
Interview: Michael Corban,
Chefredakteur develop 3 systems engineering
Hinweise:
[1] Dr. David Endler ist Mitglied der GfSE und dort seit November 2013
Director Technology and Methods
[2] Link zur Studie SE Vision 2025 (International Council on Systems
Engineering – INCOSE): http://www.incose.org/AboutSE/sevision
deve lo p 3 systems engineering 02 2015 65

INSERENTENVERZEICHNIS
IMPRESSUM
Bachmann electronic GmbH,
AT-Feldkirch-Tosters .............................................. 9
Pepperl+Fuchs GmbH, Mannheim ..................... 68
Siemens AG IA&DT CC (Industry Sector),
Nürnberg ............................................................... 2
WSCAD electronic GmbH, Bergkirchen ............... 5
WIR BERICHTEN ÜBER
Achema ............................................................... 12
Arburg ................................................................... 8
Autodesk ............................................................. 42
Auvesy ............................................................ 7, 49
Bachmann ........................................................... 36
BMWi .................................................................... 7
Centerline ............................................................ 47
Cognex ................................................................ 49
Daimler ............................................................... 10
Dassault Systemes ........................................ 19, 26
Datalogic ............................................................. 49
David Endler ........................................................ 64
Denios ................................................................... 9
Dust Networks .................................................... 63
eCl@ss .................................................................. 9
Eplan ..................................................................... 7
Fachgruppe SE ................................................... 26
Festo ................................................................... 12
Fraunhofer IAO ............................................. 14, 40
Fraunhofer IPT .............................................. 26, 27
FZI Forschungszentrum Informatik ....................... 8
GfSE ........................................................ 27, 28, 30
Heinz Nixdorf Institut .......................................... 16
IMI, KIT ............................................................... 24
IMPEx ................................................................. 34
INCOSE ......................................................... 28, 30
Institut für Innovation und Technik ....................... 7
ITM, Uni Bochum ............................................... 20
it´s OWL ............................................ 10, 16, 27, 32
Kaminski Harmann Patentanwälte ...................... 10
In Ausgabe 3/2015 lesen Sie ab 2. September:
Ideenaustausch rund um Systems Engineering
Am 22. September 2015 findet der erste ENGI-
NEERING CAMPUS in Stuttgart statt. Die Veranstaltung
bietet den Teilnehmern die Möglichkeit,
sich zu aktuellen und interessanten Themen
rund um die Produktentwicklung zu informieren.
Ein besonderer Fokus liegt dabei auf der, auch in
dieser Ausgabe der develop³ systems engineering
Konradin Mediengruppe ..................................... 10
M.G. Bryan .......................................................... 60
MathWorks ........................................................... 6
MES D.A.CH Verband ......................................... 54
Microsoft ....................................................... 60, 61
Miele ............................................................. 16, 26
Mitsubishi Electric Europe .................................. 49
Modelon .............................................................. 19
Namur ........................................................... 12, 14
Nifis ....................................................................... 9
OWL Maschinenbau ........................................... 27
OWL ViProSim .................................................... 27
Process Automation Solution ............................. 56
PTC ....................................................................... 6
Rhenus Lub ......................................................... 56
Rockwell Automation .......................................... 60
s2G.at .................................................................... 8
Siemens .............................................................. 47
Software AG .......................................................... 7
Space Research Institute (IWF)..........................
35
Symantec .............................................................. 6
TU Darmstadt ..................................................... 16
TU Kaiserslautern ................................................ 22
VDE ....................................................................... 7
VDI .................................................................. 7, 14
VDMA ................................................................. 18
Visual Components ............................................. 49
WiGeP ................................................................. 21
WSCAD electronic ................................................ 7
ZVEI .............................................................. 12, 14
viel zitierten, disziplinübergreifenden Zusammenarbeit.
Die Verbesserung von Engineering-Prozessen
sowie Additive Manufacturing bilden weitere
Schwerpunkte des Tages. Nähere Informationen
zur Veranstaltung finden Sie in dieser Ausgabe ab
Seite 10, unter www.engineering-campus.de und
dann ausführlich in Ausgabe 3/2015.
Bild: Konradin
ISSN 2363-6726
Herausgeberin: Katja Kohlhammer
Verlag: Konradin-Verlag
Robert Kohlhammer GmbH
Ernst-Mey-Straße 8, 70771 Leinfelden-Echterdingen,
Germany
Geschäftsführer: Peter Dilger
Verlagsleiter: Peter Dilger
Chefredakteur:
Dipl.-Ing. Michael Corban (co),
Phone + 49 711 7594-417
Redaktion:
Dr.-Ing. Ralf Beck (bec), Phone +49 711 7594-424;
Dipl.-Ing. Andreas Gees (ge), Phone +49 711 7594-293;
Irene Knap B.A. (ik), Phone +49 711 7594-446;
Jens-Peter Knauer (jpk), Phone +49 711 7594-407;
Bettina Tomppert (bt), Phone +49 711 7594-286
Redaktionsassistenz:
Birgit Niebel,
Phone +49 711 7594-349, Fax -1349,
E-Mail: birgit.niebel@konradin.de,
Layout: Vera Müller, Phone +49 711 7594-422
Gesamtanzeigenleiter:
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Phone +49 711 7594-472
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Auftragsmanagement:
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Erscheinungsweise:
Vier Mal jährlich
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develop 3 systems engineering wird nur an qualifizierte
Empfänger kostenlos geliefert. Mitglieder der Gesellschaft für Systems
Engineering e.V. (GfSE) und der Fachgruppe Systems Engineering
im Spitzencluster it’s OWL erhalten die Zeitschrift digital im Rahmen
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nicht für einen bestimmten Zeitraum ausdrücklich bestellt war,
läuft das Abonnement bis auf Widerruf.
Bezugszeit:
Das Abonnement kann erstmals vier Wochen zum Ende des ersten
Bezugsjahres gekündigt werden.
Nach Ablauf des ersten Jahres gilt eine Kündigungsfrist von
jeweils vier Wochen zum Quartalsende. Bei Nichterscheinen aus
tech nischen Gründen oder höherer Gewalt entsteht kein Anspruch
auf Ersatz.
Auslandsvertretungen:
Großbritannien: Jens Smith Partnership, The Court, Long Sutton,
Hook, Hamp shire RG29 1TA, Phone 01256 862589, Fax 01256 862182;
Belgien, Frankreich, Italien, Luxemburg, Schweiz: IFF media ag, Frank
Stoll, Technoparkstrasse 3, CH-8406 Winterthur, Phone +41 52 633 08 88,
Fax +41 52 633 08 99, f.stoll@iff-media.ch; Japan: Mediahouse, Kudankita
2-Chome Building, 2–3–6, Kudankita, Chiyoda-ku, Tokyo 102, Phone
03 3234–2161, Fax 03 3234–1140; USA, Kanada: D.A. Fox Advertising
Sales, Inc., Detlef Fox, 5 Penn Plaza, 19th Floor, New York, NY 10001,
Phone +1 212 8963881, Fax +1 212 6293988 detleffox@ comcast.net
Bankverbindungen:
Postbank Stuttgart,
Konto 44 689–706,
BLZ 600 100 70;
Baden-Württembergische Bank Stuttgart,
Konto 26 23 887,
BLZ 600 501 01
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© 2015 by Konradin-Verlag
Robert Kohlhammer GmbH,
Leinfelden-Echterdingen
66 develop 3 systems engineering 02 2015

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