Digitale Transformation in der Prozessindustrie

Herausforderungen und erste Lösungsansätze

Autor/innen

  • Leon Urbas Technische Universität Dresden

DOI:

https://doi.org/10.17560/atp.v59i12.1919

Schlagworte:

Digitalisierung, Digitale Transformation, Prozessindustrie, Schnittstellen, Architekturen, Integriertes Engineering

Abstract

Der Beitrag diskutiert digitale Transformationsprozesse in der Prozessindustrie.
Nach einer Begriffserklärung von Industrie 4.0 und cyber-physischen Systemen
(CPS) werden die daraus erwachsenden Herausforderungen an die Schnittstellen,
Architekturen und Engineeringprozesse der Prozessautomation diskutiert und
erste Lösungsansätze vorgestellt. An Beispielen wird abschließend das Potenzial
der Digitalisierung erläutert, Entwicklungsprozesse zu beschleunigen und
Ressourceneffizienz zu steigern.

Literaturhinweise

Lier, S., Paul, S., Ferdinand, D., & Grünewald, M. (2016). Modulare Verfahrenstechnik: Apparateentwicklung für wandlungsfähige Produktionssysteme. Chemie Ingenieur Technik, 88(10), 1444-1454.

Otten, W (2016). Industrie 4.0 und Digitalisierung. Welche Potenziale ergeben sich für die chemische Industrie?. atp edition 58(01-02), 28–32.

Geisberger, E., & Broy, M. (Hrsg.).(2012). Integrierte Forschungsagenda Cyber-Physical Systems. Retrieved from: http://www.acatech.de/fileadmin/user_upload/Baumstruktur_nach_Website/Acatech/root/de/Publikationen/Projektberichte/acatech_STUDIE_agendaCPS_Web_20120312_superfinal.pdf

Bundesministerium für Bildung und Forschung (n.d.). Digitale Wirtschaft und Gesellschaft – Industrie 4.0. Retrieved from: https://www.bmbf.de/de/zukunftsprojekt-industrie-4-0-848.html

Kagermann, H., Helbig, J., Hellinger, A., Stumpf, V., & Wahlster, W. (2013). Umsetzungsempfehlungen für das Zukunftsprojekt Industrie 4.0: Deutschlands Zukunft als Produktionsstandort sichern; Abschlussbericht des Arbeitskreises Industrie 4.0. Forschungsunion. Retrieved from: http://www.plattform-i40.de/sites/default/files/Bericht_Industrie%204.0_0.pdf.

Pötter, T., Vogel-Heuser, B., Pantförder, D., Früh, K. E., Maier, U, & Schaudel, D. (Hrsg.). (2014). Handbuch der Prozessautomation, 5. Auflage (p. 44–56). München: DIV Deutscher Industrieverlag.

Tauchnitz, T. (2017). Schnittstellen ermöglichen Datenintegration in der Prozessindustrie. In Handbuch Industrie 4.0 Bd. 2 (pp. 335-348). Springer Berlin Heidelberg.

Liggesmeyer, P. (2017). Alles 4.0! Oder manchmal doch 3.5?. Informatik-Spektrum, 40(2), 210-215.

Schmitz, S. (2016). So setzen Sie Industrie 4.0 um! Der Industrie-4.0-Maturity-lndex der acatech. In: UdZ Praxis 18(2), 32–35.

Tauchnitz, T. (2013). Integriertes Engieering – wann, wenn nicht jetzt! atp edition 55(01-02), 46–53.

Fay, A., Schleipen, & M., Mühlhause, M. (2009). Wie kann man den Engineering-Prozess systematisch verbessern? atp edition 51(01-02), 80–85.

NE 139, Informationsschnittstellen in der Prozessautomatisierung – Betriebliche Eigenschaften. Namur Empfehlung

Graube, M., Pfeffer, J., Ziegler, J., & Urbas, L. (2011, September). Linked Data as integrating technology for industrial data. In Network-Based Information Systems (NBiS), 2011 14th International Conference on (pp. 162-167). IEEE.

Fay, A., Scholz, A., Hildebrandt, C., Schröder, T., Diedrich, C., Dubovy, M., Wiegand, R., Eck, C., & Heidel, R. (2017). Semantische Inhalte für Industrie 4.0. atp edition, 59(07-08), 34-43. doi:10.17560/atp.v59i07-08.1890

Drath, R., & Koziolek, H. (2015). Industrie 4.0. Im Spannungsfeld zwischen dem Machbaren und Sinnvollen. atp edition 57(01-02), 28–35.

Krauss, M., Pötter, T., Iatrou, C., Urbas, L., & Klettner, C. (2016). 100 % Wireless on Top. atp edition 58(6), 50–65.

Klettner, C., Tauchnitz, T., Epple, U., Nothdurft, L., Diedrich, C., Schröder, T., Großmann, D., Banerjee, S., Krauß, M., Iatrou, C., & Urbas, L. (2017). Namur Open Architecture. atp edition, 59(01-02), 20-37. doi:10.17560/atp.v59i01-02.620

Drath, R., & Miegel, V. (2009). AutomationML verbindet Werkzeuge der Anlagenplanung. atp edition 51(7), 34–39.

Schüller, A., Scholz, A., Tauchnitz, T., Drath, R., & Scherwietes, T. (2015). Speed-Standardisierung am Beispiel der PLT-Stelle. atp edition, 57(01-02), 36-46. doi:10.17560/atp.v57i01-02.472

Schlereth, M., Lauder, M., Rose, S., & Schürr, A. (2010). Concurrent Model Driven Automation Engineering. atp edition 52 (2010) H. 11, S. 64–69.

Spiegelberger, B., Bonetmüller, M., Stetter, R., & Kausler, B. (2012). Reifezeugnis für mechatronische Entwicklungsprozesse. atp edition 54(10), 28–35.

Oppelt, M., Wolf, G., Barth, M., & Urbas, L. (2015). Simulation im Lebenszyklus einer Prozessanlage. atp edition 57(9), 46–59.

Schmitz, S., Schluetter, M., & Epple, U. (2009, September). Automation of Automation—Definition, components and challenges. In Emerging Technologies & Factory Automation, 2009. ETFA 2009. IEEE Conference on (pp. 1-7). IEEE.

Christiansen, L., Hoernicke, M., & Fay, A. (2014). Modellgestütztes Engineering. atp edition 56(3), 18–27.

Holm, T. (2016). Aufwandsbewertung im Engineering modularer Prozessanlagen (Doctoral Dissertation). Retrieved from: https://d-nb.info/1120594421/34

Graube, M., Gitzel, R., Stöcker, C., Urbas, L., Wassilew, S., Beck, M., & Krauss, M. (2016). Informationspartnerschaften für datenintensive Dienstleistungen. atp edition 58(6), 38–49.

Drath, R., Barth, M., & Fay, A. (2012). Offenheitsmetrik für Engineering-Werkzeuge. atp edition 54(9), 46–55.

IEC 62769-5:2015, Field Device Integration (FDI) - Part 5: FDI Information Model

Großmann, D., & Seintsch, S. (2016). FDI und OPC UA. atp edition, 58(01-02), 34-39. doi:10.17560/atp.v58i01-02.549

IEC 61804 3:2015, Function Blocks (FB) for process control and Electronic Device Description Language (EDDL) – Part 3: EDDL syntax and semantics

John, D., Danzer, B., Riedl, M., & Zipper, H. (2013). Selbsterklärende Geräte. atp edition 55(10), 56–61.

Obst, M., Hahn, A., & Urbas, L. (2014). Package-Unit-Integration in der Prozessindustrie. atp edition, 56(01-02), 56-65. doi:10.17560/atp.v56i01-02.283

Hämmerle, H., Strahilov, A., Drath, R.: AutomationML im Praxiseinsatz. atp edition 58 (2016) H. 5, S. 52–64.

Epple, U., Drumm, O., & Remmel, M. (2011). Modellbasiertes Format für RI-Informationen. atp edition 53(01-02), 62–71.

NE 150, Standardisierte NAMUR-Schnittstelle zum Austausch von Engineering-Daten zwischen CAE-System und PCS-Engineering-Werkzeugen

ZVEI - Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie e.V (2015). Modulbasierte Produktion in der Prozessindustrie – Auswirkungen auf die Automation im Umfeld von Industrie 4.0. Empfehlungen des AK Modulare Automation zur NE 148 der Namur. Retrieved from: https://www.zvei.org/fileadmin/user_upload/Presse_und_Medien/Publikationen/2015/maerz/White_Paper__Module-Based_Production_in_the_Process_Industry_-_Effects_on_Automation_in_the__Industrie_4.0__Environment/ZVEI-White-Paper-Modulare-Automation.pdf

Bernshausen, J., Haller, A., Holm, T., Hoernicke, M., Obst, M., & Ladiges, J. (2016). Namur Modul Type Package – Definition. atp edition, 58(01-02), 72-81. doi:10.17560/atp.v58i01-02.554

Holm, T., Obst, M., Ladiges, J.; Urbas, L., Fay, A., Albers, T., & Hempen, U.: NAMUR Module Type Package – Implementierung – Anwendung des NAMUR-MTP für Prozessanlagen. atp edition 58(01-02), 82–90.

VDI/VDE/NAMUR 2658 Blatt 1:2017-06 – Entwurf, Automatisierungstechnisches Engineering modularer Anlagen in der Prozessindustrie - Allgemeines Konzept und Schnittstellen

IEC 62541:2015, OPC Unified Architecture

Mahnke, W., Gössling, A., Graube, M., & Urbas, L. (2011, September). Information modeling for middleware in automation. In Emerging Technologies & Factory Automation (ETFA), 2011 IEEE 16th Conference on (pp. 1-7). IEEE.

Iatrou, C. P., & Urbas, L. (2016, May). Opc ua hardware offloading engine as dedicated peripheral ip core. In Factory Communication Systems (WFCS), 2016 IEEE World Conference on (pp. 1-4). IEEE.

Folmer, J., Kirchen, I., Trunzer, E., Vogel-Heuser, B., Pötter, T., Graube, M., Heinze, S., Urbas, L., Atzmüller, M., & Arnu, D. (2017). Big und Smart Data. atp edition, 59(01-02), 58-69. doi:10.17560/atp.v59i01-02.623

Großmann, D., Bregulla, M., Banerjee, S., Schulz, D., & Braun, R. (2014, September). OPC UA server aggregation—The foundation for an internet of portals. In Emerging Technology and Factory Automation (ETFA), 2014 IEEE (pp. 1-6). IEEE.

Diedrich, C., & Riedl, M. (2017). Integration von Automatisierungsgeräten in Industrie-4.0-Komponenten. In Handbuch Industrie 4.0 Bd. 2 (pp. 279-292). Springer Berlin Heidelberg.

NE 131, NAMUR-Standardgerät – Anforderung an Feldgeräte für die Standardanwendungen

The Open Group .(2017). Future Airborne Capability Environment. Documents & Tools. Retrieved from: http://www.opengroup.org/face/information

Miller, P. (2016). Say Goodbye to the Status Quo for Automation. Retrieved from: http://hannovermesse.events/wp-content/uploads/2016/03/Say-Goodbye-to-the-Status-Quo-for-Automation.pdf

NE 148, Anforderungen an die Automatisierungstechnik durch die Modularisierung verfahrenstechnischer Anlagen

Lorentz, M., Rüsmann, M., Strack, R., Lueth, K. L., & Bolle, M. (2015). Man and machine in Industry 4.0: how will technology transform the industrial workforce through 2025?. The Boston Consulting Group. https://www. bcgperspectives. com/content/articles/technology-business-transformationengineered-products-infrastructure-man-machine-industry-4.

Venkatasubramanian, V., Rengaswamy, R., Yin, K., & Kavuri, S. N. (2003). A review of process fault detection and diagnosis: Part I: Quantitative model-based methods. Computers & chemical engineering, 27(3), 293-311.

Marz, N., & Warren, J. (2015). Big Data: Principles and best practices of scalable realtime data systems. Manning Publications Co..

Hollender, M., Graven, T., Partini, J., & Schäring, P. (2017) Process Operation 4.0. atp edition 59(5), 52–58.

Schegner, L., Hesnel, S., Wehrstedt, J. C., Rosen, R., & Urbas, L. (2017). Architekturentwurf für simulationsbasierte Assistenzsysteme in prozesstechnischen Anlagen. In: Tagungsband Automation 2017. Düsseldorf: VDI Verlag

Pfeffer, J., Graube, M., Reipschlaeger, P., Arndt, S., Urbas, L., Dachselt, R., & Stelzer, R. (2015, September). Towards collaborative plant control using a distributed information and interaction space. In Emerging Technologies & Factory Automation (ETFA), 2015 IEEE 20th Conference on (pp. 1-4). IEEE.

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie. (2017). Plattform Industrie 4.0. Retrieved from: http://www.plattform-i40.de/I40/Navigation/DE/Home/home.html

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie. (2017). Plattform Industrie 4.0 und das Industrial Internet Consortium vereinbaren Kooperation. Retrieved from: https://www.plattform-i40.de/I40/Redaktion/DE/Pressemitteilungen/2016/2016-03-02-kooperation-iic.html

Früh, K.F., Schaudel, D., Urbas, L., & Tauchnitz, T. (Hrsg.). (2017). Handbuch der Prozessautomatisierung (6th ed.). München: DIV Deutscher Industrieverlag

Downloads

Veröffentlicht

19.12.2017

Am häufigsten gelesenen Artikel dieser/dieses Autor/in

<< < 1 2 3 4 5 6 > >>