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Projekt Smart Factory @ stürmsfs

Die Produktionsstandorte des Schweizer Stahlhändlers stürmsfs ag aus Goldach am Bodensee (CH) repräsentieren sehr gut die Beschaffenheit einer innovativen europäischen Fertigung. Maschinen und Anlagen unterschiedlichster Hersteller, mit unterschiedlichsten Steuerungssystemen - sowohl alt als auch neu - arbeiten sich in mehreren Schichten koordiniert zu. Auch das Bewusstsein, dass sich die fertigende Industrie durch die Digitalisierung radikal wandeln wird und der Schritt in Richtung Smart Factory jetzt unternommen werden muss, wenn man weiter die Speerspitze bilden will, eint das Management der Fa. stürmsfs ag mit dem vieler Europäischer Mittelständler.

Aber genau diese heterogene Maschinen-Landschaft ist es auch, die die Vernetzung für viele Unternehmen zu so einer Herausforderung macht.

Diejenigen die den akuten Digitalisierungs-Bedarf erkannt haben, schlagen meist den Weg der maßgeschneidert, proprietären Smart Factory vom Systemintegrator ein, welche für das jeweilige Unternehmen passgenau projektiert und implementiert wird. Das Ziel wird zwar oftmals erreicht - nur stellt sich die Frage zu welchen Kosten und wie steht es um die Offenheit zu anderen Ökosystemen. Kurzum - ist es nun das richtige Pferd auf das ich bei dieser strategischen Entscheidung gesetzt habe?

Genau in diesem Punkt unterscheidet sich das Projekt Smart Factory @ stürmsfs des Industry Business Network 4.0 - dort entsteht zusammen mit rund 30 innovativen Maschinenherstellern & Software-Partnern ein Paradebeispiel eines offenen, herstellerübergreifenden Industrie 4.0 Ökosystems. Ein Netzwerk, dass frei für die Integration aller Maschinenhersteller, Softwareunternehmen, Plattformen und Infrastrukturen ist. Auf neuester open source Technologie aufbauend bietet es als robuste, skalierbare Plattform alle Grundlagen für neue digitale Geschäftsmodelle und für die einfache Implementierung von Zukunftstechnologien wie 5G, KI, Machine Learning und Blockchain für M2M Transaktionen. Also eine offene, performante Vernetzungslösung, mit der sich jede Anlage vernetzen lässt.

Zielsetzung

Ziel des Projekts ist es die Produktion der Firma stürmsfs ag in eine intelligente Smart Factory zu transformieren, in der alle Maschinen & Anlagen (Assets) Produktionsstandort-übergreifend vernetzt sind und auf standardisierter Basis miteinander kommunizieren können.

Neben der grundlegenden Betriebsdatenerfassung und Visualisierung der Informationen wird die gewonnene Datenbasis die Möglichkeit bieten zielgerichtet Softwareapplikationen sowie bestehende Software-Infrastrukturen wie ERP, MES, E-Commerce standardisiert darauf aufzusetzen. Gleichzeitig streben die Projektteilnehmer an, ihre Produkte & Komponenten für Industrie 4.0 aufzurüsten, pragmatisch und kooperativ neue Use Cases zu entwickeln, diese entsprechend in Geschäftsmodellen zu transformieren, um die Ergebnisse im Nachgang reproduzierbar in Ihr Produktportfolio zu übernehmen.

Fortlaufend soll dieses einzigartige Digitalisierungs-Projekt und damit auch die Innovationskraft der einzelnen Projektteilnehmer medial wirksam promoted werden.

“Als innovatives Unternehmen im Bereich Metallbearbeitung haben Termintreue, Qualität und Kundenzufriedenheit oberste Prio. Durch die intelligente Vernetzung unserer Produktionen erwarten wir uns neben völliger Transparenz noch einen zusätzlichen Boost dieser drei Qualitätsmerkmale. Zudem bin ich überzeugt, dass wir uns damit die nötige Plattform aufbauen, um unseren Kunden neue digitale Services rund um den Stahlzuschnitt bieten zu können.”

Marcel Meier - Business Development & Mitglied der Geschäftsleitung stürmsfs AG

Unsere Vorgehensweise

Um die Ziele im Rahmen der Roadmap zu erreichen ist das Projekt in zwei parallele Aktions-Stränge geteilt - zum einen die Vorbereitung der Anlagen durch die Maschinenhersteller in Hinblick auf Semantik und Interoperabilität. Neben der hardwareseitigen Vorbereitung von Maschinen und Anlagen bietet die zugrunde liegende Vernetzungslösung softwareseitig nämlich ein benutzerfreundliches Semantik Management System, mit dem sich standardisiert und völlig herstellerübergreifend wirkliche Interoperabilität schaffen lässt.

Parallel zu der Hardware arbeitet das Software Development Team bereits am Aufbau des ersten lauffähigen Systems. Dieses soll gegen Ende 2019 als erste Pre-Alpha bei stürmsfs ausgespielt werden und bereits das erste digitale Abbild der stürmsfs Smart Factory darstellen.

Weitere Features anhand der Roadmap werden fortlaufend und iterativ in das Projekt integriert. Als einen weiteren wichtigen Meilenstein sehen wir die schnellstmögliche Veröffentlichung von SDKs und APIs um Softwareentwicklern sowie Maschinenherstellern gleich von Anfang an die Möglichkeit zu geben das Ökosystem mit Applikationen, digitalen Services und schlussendlich mit Leben zu füllen. Ziel dabei ist natürlich, Entwickeltes standardisiert und reproduzierbar in die Produktportfolios der Projektteilnehmer zu überführen.

Finden Sie diesen Ansatz spannend und würden gerne mitmachen?

Melden Sie sich unter info@industry-business-network.com

Die Open Source Technologie hinter der Vernetzung

IndustryFusion ist eine Initiative des Industry Business Network 4.0 e.V. - dessen Ziel es ist eine vollwertige Industrie 4.0 Vernetzungslösung bereitzustellen, mit der sich jedes Asset in jeder Fertigung vernetzen und managen lässt.

Indem es Assets auf semantischer Ebene miteinander verbindet, schafft IndustryFusion wirkliche herstellerübergreifende Interoperabilität - unabhängig von deren Kommunikationsprotokollen. Die Deployment-Möglichkeiten sind bewusst flexibel gehalten, wodurch IndustryFusion auf einem Edge-Server, einer beliebigen Cloud oder in einem hybriden Umfeld betrieben werden kann. Neben dem flexiblen Deployment bedient IndustryFusion auch höchste industrielle Maßstäbe an IT-Sicherheit & Robustheit.

Für Fab Betreiber

Verbindet und verwaltet eine beliebige Zahl von Assets unterschiedlichster Hersteller
Verbindet Assets auf der Shopfloor-Ebene auch mit bestehender IT-Infrastruktur (ERP, MES, CRM)
Bietet eine sichere und robuste Smart Factory Plattform um aus gewonnenen Daten wertvolle Einblick und Umsatz zu generieren

Für Maschinenhersteller

Verwaltet und maintained die gesamte Flotte von Assets im Feld
Verbindet Assets im Feld auch mit bereits bestehender IT-Infrastruktur (ERP, MES, CRM)
Bietet eine sichere und robuste Smart Product Plattform für den Aufbau neuer digitaler Geschäftsmodelle für nahezu jedes industrielle Asset

Allgemein

Erzeugt echte herstellerübergreifende Interoperabilität zwischen Assets
IndustryFusion ist beliebig skalierbar und bietet höchste Flexibilität beim Deployment
IndustryFusion eignet sich sowohl für Greenfield als auch Brownfield Anwendungen
Maßgeschneiderte IT-Sicherheit nach den Vorgaben von Industrie 4.0

Die 3 IndustryFusion Software-Stacks

Asset-Ebene

Sammelt die Daten direkt vom Asset. Die Asset-Ebene beinhaltet alle Komponenten und Services die sich auf der Maschinenebene abspielen (Daten-Vorverarbeiten, semantische Übersetzung, Kommunikation an den Factory Stack, Heartbeat Check).

Factory-Ebene

Bildet den zentralen Hub, der die Daten und Informationen aller vernetzten Assets der Fertigung kumuliert. Der Factory Stack beinhaltet alle Fab-seitigen Komponenten und Services (Datenverarbeitung- und Speicherung, Reporting, Events, Nachrichten, APIs sowie Schnittstellen zu Clouds und Plattformen)

Cloud Plattform

Verwaltet flexibel die Distribution von Teilen der Smart Factory zwischen Edge und Cloud. Der Cloud Plattform Stack erlaubt es mehrere Produktionsstandorte miteinander zu vernetzen, cloudbasierte Applikationen zu hosten, Verbindung zu beliebigen Industrie 4.0 Ökosystemen aufzubauen, um ihr Angebot zu nutzen (Marktplatz, App Stores, industrielle Dienstleistungen, usw.). Dazu bietet der Cloud Plattform Stack einige unterstützende Services wie bspw. den Semantic Manager um schnell und unkompliziert Asset-Kommunikationstreiber zu erstellen.

“Die Aufgabe der smarten Vernetzung des Mittelstands ist eine Herausforderung von solcher Komplexität, dass sie sich nicht mehr durch einen proprietären monopolistischen Ansatz realisieren lässt - wenn wir diesen Schritt erfolgreich bewältigen wollen, schaffen wir das nur durch gezielte Kooperationen und Vernetzung zwischen Herstellern, Ökosystemen und Anwendern.”

Dr.-Ing. Konstantin Kernschmidt - Projektleiter Industry Business Network 4.0

Die Demokratisierung von Industrie 4.0

IndustryFusion ist die erste herstellerübergreifende Open-Source Vernetzungslösung für Smart Factories, die eine interoperable Verknüpfung von Maschine, Fabrik und Cloud-Plattform schafft. Die Einfachheit der Implementierung ist zentraler Bestandteil der Lösung und befähigt somit besonders KMUs die Vorteile eines breiten Industrie 4.0-Ökosystems zu nutzen.

Also machen Sie jetzt mit und nutzen Sie IndustryFusion auch für Ihre Digitalisierungsstrategie!

Entwicklungs-Roadmap

Industry Fusion Entwicklungs-Roadmap

Deployment einer ersten Pre-Alpha von IndustryFusion mit digitalem Abbild der Produktion und grundlegenden Features.
Visualisierung von Betriebsdaten
1. Anlageneffizienz nach SEMI E10 (OEE)
2. Wartungsdaten
3. Energiedaten
Bereitstellung von APIs und SDKs
Implementierung von Safety & Security Features
Implementierung eines eventbasierten Benachrichtigungssystems
Datenanalyse und Reporting kumulierter Daten
Integration erster Ökosystem Applikationen & Services
Deployment einer industrietauglichen Betaversion
Integration of future technologies like:
1. Blockchain für M2M transaction
2. 5G Funkstandard für die drahtlose Verbindung von Assets
3. KI für bspw. Machine Learning Anwendungen & komplexe Datenanalysen

Wichtige Meilensteine

Pre-Alpha & Digitales Abbild der Fertigung (Q4 - 2019)
Präsentation Zwischenstand auf Community Event (Q4 - 2019)
Präsentation Zwischenstand auf HMI 2020 (Q2 - 2020)
Projektabschluss & Präsentation auf EuroBLECH 2020 (Q4 - 2020)

“Wir leben in einer Zeit, in der nahezu alle Herausforderungen technologisch lösbar sind. Auf einer Seite haben wir den Europäischen Maschinen & Anlagenbau, der mit seinen High-Tech Produkten weltweit Standards setzt und auf der anderen Seite die Welt der IT, die uns eine Vielzahl an hochperformanter, Feld-erprobter Open Source Software-Frameworks bereitstellt. Lasst uns jetzt beide Welten zusammenbringen und den Weg in die digitale Zukunft des Mittelstands ebnen.”

Matt Mikulina - Team IndustryFusion

Zusammenfassung

Nach dem konzeptionellen Part starten wir nun offiziell in die zweite Phase - die pragmatische Umsetzung einer interoperablen, offenen Smart Factory in reeller Fertigungsumgebung. Was als erster Prototyp prototypisch erarbeitet und auf der Messe EuroBLECH 2018 vorgestellt wurde, wird nun im Rahmen des Smart Factory @ stürmsfs ag Projekts an laufenden Anlagen und reellen Use Cases in den Produktivbetrieb des innovativen Schweizer Unternehmens implementiert. Auf Basis von neuester Open Source Technologie schaffen wir ein offenes und herstellerunabhängiges Industrie 4.0 Ökosystem, welches künftig eine wirklich pragmatisch umsetzbare, kosteneffiziente Lösung für die Vernetzung des Europäischen Mittelstands bilden kann.

Lassen Sie uns also gemeinsam loslegen, in der Praxis weiterentwickeln und die Ergebnisse in unsere Serienprodukte übernehmen. Lassen Sie uns jetzt gemeinsam in die digitale Zukunft des Mittelstands starten!

Für weitere Infos & Möglichkeiten der Teilnahme an weiteren Entwicklungsprojekten kontaktieren Sie uns gerne unter:

info@industry-business-network.com

Und gerne begrüßen wir Sie auch als neues Mitglied des Industry Business Network 4.0.

Igor Mikulina

Vorstandsvorsitzender Industry Business Network 4.0 und Geschäftsführer MicroStep Europa

Prof. Dr.-Ing. Johannes Schilp

Mitglied des Vorstands, Industry Business Network 4.0. Leiter Lehrstuhl Produktionsinformatik, Universität Augsburg. Hauptabteilungsleiter Verarbeitungstechnik, Fraunhofer IGCV