Industrie 4.0 in der Automobilproduktion: Ein Praxisbuch (German Edition)

In diesem Fachbuch werden praktische Industrie 4.0-Beispiele deutscher OEMs und Zulieferer im Automobilsektor inkl. einer Übersicht der aktuell vorhandenen Lösungen und Standards gegeben. Die in diesem Umfeld verwendeten Technologien werden anschaulich erläutert. Mittels Reifegrad- und Migrationsmodell wird die Umsetzbarkeit von Industrie 4.0. auf Basis eines Zukunfts-Szenarios beschrieben. „Quick Wins“, die schnell umgesetzt hohen Nutzen aufweisen, sowie ein Überblick über digitale Geschäftsprozesse, runden das Buch ab. Vorwort 6 Inhaltsverzeichnis 8 1 Einführung 12 1.1 Motivation für Industrie 4.0 12 1.2 Historie 15 Literatur 16 2 Standortbestimmung 17 2.1 Definition 17 2.1.1 Elemente von Industrie 4.0 21 2.1.2 Lean Management 22 2.1.3 Digitale Fabrik 24 2.2 Technologiebereiche und Zukunftsfelder 24 2.3 Abgrenzung 26 2.4 Chancen und Risiken 26 2.5 Aktuelle Hindernisse 28 Literatur 30 3 Fachliche Grundlagen 32 3.1 Definition und Abgrenzung 32 3.2 Produktionsplanung 34 3.3 Kundenauftragsprozess 37 3.4 Sales und Aftersales 40 3.5 Supportprozesse und strategische Prozesse 41 4 Technologien 42 4.1 3D-Drucker 42 4.1.1 Beschreibung 43 4.1.2 Einsatzgebiete und Beispiele 46 4.2 Cyber-Physical System 47 4.2.1 Beschreibung 48 4.2.2 Machine-to-Machine 50 4.2.3 Selbststeuernde Transporteinheiten 50 4.2.4 Cyber Physical Production Systems 52 4.2.5 Einsatzgebiete und Beispiele 54 4.3 Sensitive Roboter 59 4.3.1 Beschreibung 59 4.3.2 Einsatzgebiete und Beispiele 61 4.4 Big Data- und In-Memory-Technologie 63 4.4.1 Beschreibung 64 4.4.2 Einsatzgebiete und Beispiele 67 4.5 Cloud Computing 69 4.5.1 Beschreibung 69 4.5.2 Einsatzgebiete und Beispiele 72 4.6 IT-Security 74 4.6.1 Beschreibung 75 4.6.2 Einsatzgebiete und Beispiele 77 4.7 Real Time Enterprise und mobile Lösungen 79 4.7.1 Beschreibung 79 4.7.2 Einsatzgebiete und Beispiele 80 4.8 Vertikale Integration 81 4.8.1 Beschreibung 82 4.8.2 Einsatzgebiete und Beispiele 85 4.9 Horizontale Integration 85 4.9.1 Beschreibung 85 4.9.2 Einsatzgebiete und Beispiele 86 4.10 Assistenzsysteme in der Produktion und Logistik 87 4.10.1 Beschreibung 87 4.10.2 Einsatzgebiete und Beispiele 89 4.11 Embedded Software 92 4.11.1 Beschreibung 92 4.11.2 Einsatzgebiete und Beispiele 92 4.12 Digitale Fabrik 93 4.12.1 Beschreibung 94 4.12.2 Einsatzgebiete und Beispiele 96 Literatur 98 5 Standards 103 5.1 Gremien und Verbände 104 5.2 Unternehmens- und Produktionssteuerungsebene 105 5.2.1 Logistik-Optimierung mittels RFID 105 5.2.2 Referenzarchitektur 106 5.2.3 Datenaustausch mittel eCl@ss 109 5.2.4 Adaptive Steuerung 111 5.3 Automatisierungsebene 111 5.3.1 OPC UA 112 5.3.2 M2M 113 5.3.3 Proprietäre Standards 115 5.4 Engineering 115 5.4.1 AutomationML 116 5.4.2 CAD 3D-Darstellungsformate 118 5.5 3D Druck 120 5.6 IT-Security 120 5.7 Cloud Computing 121 Literatur 123 6 Umsetzungen der Automobilhersteller und Zulieferer 125 6.1 Automobilhersteller 126 6.1.1 Audi 126 6.1.2 BMW 138 6.1.3 Daimler 150 6.1.4 John Deere 165 6.1.5 MAN 168 6.1.6 VW 170 6.2 Zulieferer 175 6.2.1 Bosch 176 6.2.2 Continental 178 6.2.3 SEW EURODRIVE 179 6.2.4 WITTENSTEIN 183 Literatur 185 7 Lösungsanbieter 191 7.1 Lösungen von Industrieunternehmen 191 7.1.1 Bosch 192 7.1.2 Siemens 198 7.1.3 WITTENSTEIN 210 7.1.4 KUKA 214 7.1.5 Festo 218 7.1.6 SEW EURODRIVE 222 7.1.7 Weitere Hersteller 225 7.2 Lösungen von Softwareherstellern 225 7.2.1 Microsoft 226 7.2.2 HP 230 7.2.3 IBM 236 7.2.4 SAP 241 7.3 Weitere Softwarehersteller 248 8 Digitale Geschäftsprozesse 253 8.1 Definition und Abgrenzung 254 8.2 Managementprozesse 255 8.3 Geschäftsmodelle 256 8.3.1 Automobilhersteller 260 8.3.2 Zulieferer 262 8.4 Entwicklung 262 8.5 Kundenauftragsprozess 264 Literatur 265 9 Produktion der Zukunft 267 9.1 Überblick 267 9.2 Produktionssystem 269 9.3 Presswerk 273 9.4 Rohbau 273 9.5 Lackiererei 274 9.6 Fahrzeugendmontage 275 9.7 Managementprozesse 276 Literatur 277 10 Reifegrad und Migrationsmodell 278 10.1 Voraussetzungen 279 10.2 Ausgangssituation 279 10.3 Reifegradmodell 280 10.3.1 PEP und Produktionsplanung 282 10.3.2 Kundenauftragsprozess 284 10.3.3 Management 4.0 285 10.3.4 Reifegradermittlung 286 10.3.5 Roadmap aufstellen 287 10.4 Migrationsmodell 288 10.4.1 Konkrete Use Cases 288 10.4.2 Konkretes Vorgehen und Umsetzungsstrategie 289 11 Der Faktor Mensch 291 11.1 Veränderung in der Arbeitswelt 292 11.2 Mensch-Maschinen-Interaktion 295 11.3 Handlungsfelder 297 Literatur 298 12 Fazit und Ausblick 299 12.1 Zusammenfassung 299 12.2 Blick in die Zukunft 300 Literatur 302 In diesem Fachbuch werden praktische Industrie 4.0 Beispiele deutscher OEMs und Zulieferer im Automobilsektor inkl. einer Übersicht der aktuell vorhandenen Lösungen und Standards gegeben. Die in diesem Umfeld verwendeten Technologien werden anschaulich erläutert. Mittels Reifegrad- und Migrationsmodell wird die Umsetzbarkeit von Industrie 4.0. auf Basis eines Zukunfts-Szenarios beschrieben. „Quick Wins", die schnell umgesetzt hohen Nutzen aufweisen, sowie ein Überblick über digitale Geschäftsprozesse, runden das Buch ab. Der Inhalt - Standortbestimmung - Grundlagen/Prozesse - Technologien - Standards - Beispiele der Hersteller - Produkthersteller - Digitale Geschäftsprozesse - Produktion der Zukunft - Migrations- und Reifegradmodell - Der Faktor Mensch - Fazit und Ausblick Die Zielgruppen IT-Spezialisten und CIOs bei OEMs und Zulieferern IT-Spezialisten und Vertreter der jeweiligen Fachbereiche aus dem Planungs- und Produktionsbereich Projektleiter und Berater bei Beratungsunternehmen und IT-Dienstleistern Der Autor Dr. Walter Huber arbeitet seit über 20 Jahren als Berater in der Automobilindustrie, sowohl national als auch international und bekleidete hierbei verschiedenste Managementpositionen bei führenden IT-Beratungsunternehmen. Die Arbeitsschwerpunkte lagen sowohl im technischen als auch im fachlichen Umfeld. In den letzten Jahren lag einer der Schwerpunkte seiner Tätigkeit dabei, Kunden ganzheitlich bei der Einführung von Industrie 4.0 Themen zu beraten Front Matter....Pages I-X Einführung....Pages 1-5 Standortbestimmung....Pages 7-21 Fachliche Grundlagen....Pages 23-32 Technologien....Pages 33-93 Standards....Pages 95-116 Umsetzungen der Automobilhersteller und Zulieferer....Pages 117-181 Lösungsanbieter....Pages 182-244 Digitale Geschäftsprozesse....Pages 245-258 Produktion der Zukunft....Pages 259-269 Reifegrad und Migrationsmodell....Pages 271-283 Der Faktor Mensch....Pages 285-292 Fazit und Ausblick....Pages 293-297