Startseite » Steuerungstechnik/IPC/SPS »

Siemens-Chef entwirft Lösungsraum für das IoT

Dr. Jan Mrosik im Interview
Siemens-Chef entwirft Lösungsraum für das IoT

Anzeige
Der digitale Zwilling spielt sowohl im Produkt- als auch im Produktionsengineering eine entscheidende Rolle, wie Dr. Jan Mrosik, CEO der Division Digital Factory der Siemens AG, im Gespräch mit elektro AUTOMATION erläutert. Zudem werde Mindsphere als Betriebssystem für das Internet of Things (IoT) immer wichtiger, weil sich auf diese Weise Daten der realen Welt erfassen ließen.

Interview: Michael Corban und Johannes Gillar, elektro AUTOMATION

elektro AUTOMATION: Dr. Mrosik, welche Anforderungen haben Ihre Kunden aus der fertigenden Industrie im Zusammenhang mit der digitalen Transformation?
Mrosik: Die Digitalisierung verändert alles – letztendlich auch die Geschäftsmodelle und dementsprechend die Bedarfe. Die wichtigsten Kundenanforderungen sind daher Geschwindigkeit, Flexibilität, Qualität, Effizienz und schließlich Security. Die Forderung nach einer höheren Geschwindigkeit liegt darin begründet, dass Unternehmen ihre Produkte immer schneller in den Markt bringen müssen. Nehmen Sie beispielsweise die Automobilindustrie: die Modellzyklen werden immer kürzer, während gleichzeitig Produktvielfalt und -palette zunehmen. Dementsprechend haben sie heute viele verschiedene Fahrzeugtypen in allen möglichen Varianten im Markt und je schneller ein Hersteller unterwegs ist, desto höher ist sein Marktanteil und desto besser ist er positioniert. Geschwindigkeit trägt also am Ende zum Wachstum bei.
elektro AUTOMATION: Und wie erhalte ich Flexibilität?
Mrosik: Es gibt immer mehr Produkte, die genau einmal gefertigt werden. Wir sprechen da von der Losgröße Eins. Auch hier kann man beispielhaft den Automotive-Bereich nennen. Ein modernes Oberklasse-Fahrzeug wird heute in mehr als einer Million Konfigurationen angeboten. Das heißt, Kunden haben unendlich viele Möglichkeiten, dieses Fahrzeug in den entsprechenden Tools zu konfigurieren und zu bestellen. Die Wahrscheinlichkeit, dass genau der gleiche Wagen noch ein zweites Mal innerhalb kurzer Zeit gebaut wird, ist sehr gering. Das Thema Losgröße Eins führt damit zwingend zur dritten wichtigen Kundenanforderung, nämlich der Qualität. Geschwindigkeit und Flexibilität dürfen natürlich nicht auf Kosten der Qualität gehen. Auch wenn Kunden die Autos in einer Million unterschiedlicher Konfigurationen bestellen können, darf keine von diesen Varianten Qualitätsmängel aufweisen. Es darf nichts knarzen, klappern oder quietschen.
elektro AUTOMATION: Wie lässt sich das umsetzen?
Mrosik: Indem die Unternehmen ihre Effizienz steigern, damit sie zum Beispiel Assets, Bestände oder Fertigungsanlagen optimal nutzen können, gleichzeitig aber auch sicherstellen, dass der Energieverbrauch und die Kosten gering gehalten werden. Zum Schluss kommen wir damit noch zum Thema Industrial Security. Sicherheit ist eine der wesentlichsten Anforderungen. Die Digitalisierung führt dazu, dass Fertigungsanlagen verwundbarer werden. Umso mehr brauchen die Unternehmen angemessene Sicherheitsmaßnahmen. Mit ‚Defense in Depth‘ bietet Siemens ein vielschichtiges Konzept, das Anlagen sowohl rundum als auch in die Tiefe schützt. Das Konzept basiert auf Anlagensicherheit, Netzwerksicherheit und Systemintegrität nach den Empfehlungen der IEC 62443. Als erstes Unternehmen hat Siemens dafür eine TÜV SÜD-Zertifizierung für den sicheren Entwicklungsprozess von Siemens-Produkten an sieben Standorten in Deutschland erhalten. Die damit beschriebenen fünf Anforderungen der Kunden lassen sich in einer zeitgemäßen Fertigung und einem dementsprechenden Design- und Produktionsprozess nur dann realisieren, wenn man konsequent das Unternehmen digitalisiert.
elektro AUTOMATION: Und wie setzt Siemens diese Anforderungen lösungstechnisch um?
Mrosik: Unsere Antwort ist die Digital Enterprise Suite – ein umfassendes Portfolio an integrierter Software und Automatisierungssystemen für die diskrete Industrie. Sie umfasst den gesamten Lebenszyklus des Produkts sowie der Produktion – also Produktdesign, Produktionsplanung, Produktionsengineering, Produktion und Services. Die Basis dafür bildet Teamcenter, unsere kollaborative Softwareplattform für Product Data Management und zentraler Datenbackbone. Diese Plattform vereint die Bestandteile des Product Lifecycle Managements (PLM), Manufacturing Execution System/Manufacturing Operations Management (MES/MOM) und Totally Integrated Automation (TIA). Mit Mindsphere – dem cloudbasierten, offenen Betriebssystem für das Internet der Dinge – bietet Siemens zudem eine Plattform für Lifecycle und Data Analytics. Neben der Digital Enterprise Suite hat Siemens ein umfassendes Portfolio an industrieller Kommunikation, Sicherheitslösungen und industriellen Services. Diese vier Elemente erlauben es produzierenden Unternehmen, ihre Geschäftsprozesse durchgängig zu integrieren und zu digitalisieren – inklusive ihrer Zulieferer.
elektro AUTOMATION: Welche Rolle spielt der digitale Zwilling, gibt es schon konkrete Beispiele?
Mrosik: Nehmen wir als Beispiel für einen digitalen Zwilling und die Digitalisierung über die komplette Wertschöpfungskette hinweg unseren Nanobox-Industrie-PC. Mithilfe unseres digitalen Zwillings wird der PC zunächst designt. Im nächsten Schritt können wir etwa die mechanischen Eigenschaften, Vibrationseffekte, elektromagnetische Felder oder Wärmeabfuhr in Hochtemperarturbereichen simulieren und prüfen. Erfüllt das Design die Anforderungen nicht, geht man einfach einen Schritt zurück, nimmt Änderungen vor und simuliert erneut. Das ist der Zyklus, der in sehr hoher Anzahl laufen kann, um dann letztendlich zum richtigen Design, zum richtigen Resultat zu kommen. Liegt der digitale Zwilling des Produkts vor, designen und simulieren wir im nächsten Schritt die Produktionslinie und klären unter anderem, ob die nötige Produktionskapazität vorhanden ist, um den PC in der geforderten Stückzahl zu fertigen. In der Produktionssimulation kann ich dann die Entstehung der Nanobox digital abbilden und sowohl einen Roboter- als auch einen menschlichen Arbeitsplatz simulieren. Das hilft dabei, Detailfragen zu klären – ob etwa eine Schraube richtig angebracht ist oder wie lange ein bestimmter Arbeitsschritt dauert. Das kann ich für den individuellen Arbeitsplatz simulieren, für Fertigungsumgebungen oder für ganze Fabriken.
Im nächsten Schritt wird ein PLC-Code generiert, der sich in die Steuerung, zum Beispiel unsere Simatic S7-1500, laden lässt. Eine mühselige Programmierung ist dafür nicht mehr nötig, die notwendigen Parameter lassen sich heute mithilfe des TIA Portals projektieren – und künftig automatisieren. Und wir gehen noch einen Schritt weiter. Früher hat man den PLC-Code auf einer realen Maschine getestet und geschaut, ob das Fertigungsprogramm funktioniert – das hat Monate gedauert und es bestand auch noch das Risiko eines Fehlverhaltens in der Anlage. Das ändern wir, indem wir auch einen digitalen Zwilling der Simatic bereitstellen. Der Vorteil: Die Steuerung läuft ebenfalls als digitaler Zwilling und spielt den PLC-Code auf der virtuellen Maschine ab – und testet dabei das Zusammenspiel mit dem digitalen Zwilling der Fertigung. Somit lasse ich in der virtuellen Welt den digitalen Zwilling der Steuerung mit dem digitalen Zwilling der Fertigung interagieren. Damit kann man verifizieren, ob der Code auf der Simatic das richtige tut, ihn zudem debuggen und verbessern. Das nennen wir Virtual Commissioning, also virtuelle Inbetriebnahme.
Natürlich haben wir das nicht nur in unserer eigenen Fertigung laufen, sondern auch schon zahlreiche Kunden bei der durchgängigen Digitalisierung ihrer gesamten Wertschöpfungskette unterstützt – zum Beispiel Maserati. Das Ergebnis waren bis zu 40 Prozent kürzere Entwicklungszeiten oder eine deutliche Steigerung der Fertigungszahlen ohne Qualitätsabstriche. Und dies wie bereits erwähnt in einer Branche, bei der jedes Produkt nahezu ein Einzelstück ist – gefertigt nach den individuellen Wünschen des Autokäufers.
elektro AUTOMATION: Nach und nach entstehen so enorme Datenmengen. Wie lassen sich diese effizient auswerten?
Mrosik: Das stellen wir mit unserem cloudbasierten, offenen IoT-Betriebssystem Mindsphere sicher. Es erlaubt Herstellern und Nutzern ganz neue Einblicke in ihre Assets, Systeme, Anlagen und Produkte. In dieser Lösung sehen wir ein Alleinstellungsmerkmal, denn Siemens bietet als einziges Unternehmen das komplette Betriebssystem an: von der einfachen und schnellen Konnektivität, der Plattform als Dienstleistung – der Platform as a Service (PaaS) – bis hin zu Apps und digitalen Services. Damit können Kunden schnell und einfach Daten aus ihren Assets beziehen, im globalen Betriebssystem verfügbar machen und diese mittels Applikationen und Analytiktools effizient aus- und verwerten. Unser Vorteil ist, dass in die Entwicklung von Mindsphere seit Beginn auch unser ganzes Wissen aus allen Branchen von Siemens einfließt.
elektro AUTOMATION: Sie sehen Mindsphere also in der Tat als Betriebssystem?
Mrosik: Exakt – und es besteht aus drei Komponenten. Die erste Komponente der Lösung ist Mind Connect. Damit bieten wir einen schnellen und sicheren Anschluss jeder Art von Assets an Mindsphere an. Neben Siemens-Produkten lassen sich selbstverständlich auch die Lösungen anderer Anbieter anschließen. Die zweite Komponente ist Mindsphere selbst. Es bietet beispielsweise offene Schnittstellen für die Entwicklung kundenspezifischer Apps oder Apps von Siemens, die sogenannten Mind Apps. Diese sind die dritte Komponente: Hier werden die Daten mithilfe entsprechender Applikationen analysiert. Sie bieten den Kunden schier grenzenlose Möglichkeiten, Daten aus ihren Assets wertschöpfend einzusetzen. Um dies zu ermöglichen, verfügt Mindsphere über APIs, auf denen jeder seine Applikationen programmieren kann. Ein weiterer Vorteil ist die Nutzung von Mindsphere auf verschiedenen Cloud-Infrastrukturen – wir wollen damit ein offenes Ökosystem schaffen, zu dem jeder beitragen beziehungsweise über das jeder seine eigenen Dienstleistungen und Applikationen anbieten kann.
elektro AUTOMATION: Benötiget man dann überhaupt noch ein System für das Product Lifecycle Management (PLM)?
Mrosik: Ja – beides ist von Bedeutung. Wir haben auf der einen Seite die PLM-Systeme und auf der anderen Mindsphere. Was beinhaltet nun ein PLM-System? Natürlich den digitalen Zwilling, also etwa ein Modell von einem Auto und verbunden damit die modellbasierte Analytik. Mindsphere sammelt dagegen Daten aus der realen Welt – und liefert damit ergänzend zu dem analytischen Modell im PLM ein statistisches Modell. Anders formuliert, PLM beinhaltet die virtuelle Welt, Mindsphere die reale Welt. Der Clou ist nun, dass sich das statistische und das modellbasierte Abbild des Produktes abgleichen lassen. Damit können Sie mehrere Dinge tun – das Modell überprüfen und wiederum verbessern. Das ist übrigens unser Alleinstellungsmerkmal, denn wir haben den digitalen Zwilling in unserer PLM-Software und wir haben das Mindsphere-Betriebssystem – also virtuelle und reale Welt in unserem Portfolio. Mindsphere wird PLM-Systeme also nicht ablösen, sondern erweitern.
Anzeige
Festo: Digitalisierung

Smartenance

Die Digitalstrategie von Festo im Überblick

Schlagzeilen
Video

So war das mit den Messen vor dem Auftauchen des Coronavirus: Blicken Sie mit uns zurück auf die SPS in Nürnberg...

Aktuelle Ausgabe
Titelbild elektro AUTOMATION 5
Ausgabe
5.2020
LESEN
ABO
Newsletter

Jetzt unseren Newsletter abonnieren

Webinare & Webcasts

Technisches Wissen aus erster Hand

Automation Award

Automation Award
Sie wollen sich für die Teilnahme am Automation Award bewerben…

Videos

Hier finden Sie alle aktuellen Videos

Whitepaper

Hier finden Sie aktuelle Whitepaper

Anzeige
Anzeige

Industrie.de Infoservice
Vielen Dank für Ihre Bestellung!
Sie erhalten in Kürze eine Bestätigung per E-Mail.
Von Ihnen ausgesucht:
Weitere Informationen gewünscht?
Einfach neue Dokumente auswählen
und zuletzt Adresse eingeben.
Wie funktioniert der Industrie.de Infoservice?
Zur Hilfeseite »
Ihre Adresse:














Die Konradin Verlag Robert Kohlhammer GmbH erhebt, verarbeitet und nutzt die Daten, die der Nutzer bei der Registrierung zum Industrie.de Infoservice freiwillig zur Verfügung stellt, zum Zwecke der Erfüllung dieses Nutzungsverhältnisses. Der Nutzer erhält damit Zugang zu den Dokumenten des Industrie.de Infoservice.
AGB
datenschutz-online@konradin.de