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Johann Hofmann, Dipl.-Ing. (FH)

Johann Hofmann, Dipl.-Ing. (FH)

Ihr Redner zum Thema INDUSTRIE 4.0 und
die Auswirkungen der Digitalisierung auf den Menschen

"Authentischer Praktiker mit Unterhaltungswert und Fachkompetenz"

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Vortrag 03

Zukunft Industrie 4.0 - Aus Sicht eines Anwenders

Worauf kommt es jetzt an?

Nach der ursprünglichen Aufgabe 2011 Fördergelder zu verteilen, hat der Begriff INDUSTRIE 4.0 jetzt die Aufgabe die DIGITALE TRANSFORMATION zu standardisieren und zu normen, ohne die Innovationsfähigkeit der Maschinenhersteller zu beinträchtigen.

Hintergrund:
Ein allgemein in der Fertigung mit NC-Maschinen vorzufindendes Problem war es, bzw. ist es immer noch, dass die unterschiedlichen, an einem Fertigungsprozess beteiligten Aggregate (NC-Maschinen, Werkzeugeinstellgeräte, Lagersysteme, etc.) proprietäre Datenformate verwenden und eine aggregatübergreifende Bereitstellung der Prozessdaten regelmäßig sehr schwierig ist. Die Vernetzung eines historisch gewachsenen Maschinenparks ist ein #Gefrickel und gleicht einem Häuserkampf, der pro Maschine gewonnen werden muss. Zusätzlich entstehen durch diesen babylonischen Sprachwirrwarr in einem beliebig gemischten Maschinenpark unerklärliche Seiteneffekte, die am Ort der Softwarenentwicklung nicht reproduzierbar sind!

Vision:
Als einfaches Erfolgsbeispiel kann die Druckerinstallation dienen. Unter Windows XP, oder früher, war eine Druckerinstallation immer ein ähnliches #Gefrickel. Zu Zeiten von Windows 10 konfiguriert sich ein neu angesteckter Drucker vollkommen selbst. („Plug and Play“).
Mit „Plug & Produce“ soll dieses Prinzip in die Fabrikhallen übertragen werden, denn dadurch ließen sich CNC-Maschinen und Fertigungsanlagen ebenso einfach in Betrieb nehmen, weil sie sich quasi ebenso selbstständig konfigurieren würden.

Umsetzung:
Damit die Vision „Plug & Produce“ Wirklichkeit werden kann, muss es gelingen, dass alle Hersteller von vernetzungsfähigen Produkten (Assets) sich zumindestens auf folgende 2 Punkte einigen:

1. OPC UA WIRD ALS INTEGRATIONS-FRAMEWORK ZUM STANDARD.
Unter dieser Prämisse entstehen zeitnah einheitliche OPC UA Parametersätze (Companion Specifications), die die jeweiligen fachspezifischen Rahmenbedingungen abdecken. Bislang fehlt in der diskreten Fertigung jedoch noch das einheitliche Vokabular dieser „Weltsprache der Produktion“. Andere Branchen sind da bereits deutlich weiter.

2. DIE VERWALTUNGSSCHALE WIRD ALS ZENTRALER INTEGRATIONS-STECKER ZUM STANDARD und pro Asset mit ausgeliefert.
Bislang fehlt jedoch die Bereitschaft der Hersteller.

Wenn nun durch 1) und 2) das Einsammeln von Rohdaten in einem beliebig gemischten Brownfield stabil gelingt,
dann müssen im Schritt 3) die Rohdaten mit KI bewertet und zur Prozesssteuerung weiterverarbeitet werden.
Dazu müssen sich die MES zu MOM Systemen weiterentwickeln. Siehe Begriffsdefinition incl. Link zu MOM:

Begriffsdefinitionen:

OPC UA steht für „Open Platform Communications Unified Architecture“ und beinhaltet eine Sammlung von Spezifikationen, die die Kommunikation im Umfeld der Industrieautomation standarisiert. Ein neuartiger und vielversprechender deutscher OPC UA Lösungsansatz zur Maschinenvernetzung ist „umati“.
• Assets sind vernetzungsfähige Dinge
• Verwaltungsschale ist die digitale Repräsentation eines physischen Assets
I4.0-Komponenten sind Assets mit Verwaltungsschale
MOM ist die Abkürzung für Manufacturing Operations Management und ist die Erweiterung eines MES in Richtung IoT (Internet of Things)

Der Dreh- und Angelpunkt für „Plug & Produce“ ist die Verwaltungsschale. Sie enthält alle relevanten Informationen über das Asset einschließlich seiner zu nutzenden Funktionen und deren Aufruf über die I4.0-Kommunikation. Sie ist in einen Header und einen Body untergliedert. Der Body kann mehrere Teilmodelle beinhalten. Die Teilmodelle bestehen aus einem streng einheitlichen Formatbereich und aus einem variablen, Asset spezifischen, Formatbereich.

Beispiele für Teilmodelle der VWS:

- Digitales Typenschild
- Digitale Betriebsanleitung
- Digitale Lebenslaufakte
- MES-Anbindung

Ein Asset wird erst durch eine „Unique Identification Number“ in seiner Verwaltungsschale einzigartig und damit zu einer Entität. Durch die oben beschriebenen Rahmenbedingungen können sich MES zu MOM Systemen, sprich kognitiven Assistenzsystemen, weiterentwickeln und „Plug & Produce“ nutzen. Dabei geht es u.a. auch darum von “Execution” zu "Produktionsoptimierung durch Regelung" zu kommen.

Aktuell besteht dabei folgendes Henne-Ei-Problem:

• Die Maschinenhersteller ignorieren die Verwaltungsschale, weil es noch keine MOM Systeme gibt, die damit arbeiten
• Die Softwarehersteller ignorieren die Verwaltungsschale, weil es noch keine Maschinen gibt, die eine mitbringen

Meine Erwartungshaltung an die INDUSTRIE 4.0 Plattform ist es, dass es ihr gelingt ein Regelwerk (Data Governance) für die Digitalisierung zu erstellen, an das sich alle Asset Hersteller halten, ansonsten ist für mich der Begriff INDUSTRIE 4.0 für die diskrete Fertigung gescheitert! Dann digitalisieren wir eben weiter wie bisher mit dem üblichen Gefrickel. Wir nennen das dann aber bitte nicht mehr INDUSTRIE 4.0 sondern Gefrickel 4.0! Wir träumen dann auch nicht mehr von „Plug & Produce“ sondern leben weiterhin mit „Plug & Pray“.


Johann Hofmann arbeitet in der ZVEI-Arbeitsgruppe MES „Manufacturing Execution Systems“ im Fachverband Automation mit. Es wurde folgendes Positionspapier erarbeitet und auf der Hannovermesse 2017 vorgestellt:

MES – Voraussetzung für das digitale Betriebs- und Produktionsmanagement - Aufgabenstellungen und künftige Anforderungen

  ZVEI webicon pdf download
Hannovermesse 2017, Vorstellung des Positionspapiers

Aktuell erarbeitet Johann Hofmann mit der ZVEI-Arbeitsgruppe das Thema:
Verwaltungsschalen und Teilmodelle für I4.0-MOM

ZVEI SPS IPC Drives 01

Im November 2018 wurde auf der „SPS IPC Drives“ das Zwischenergebnis vorgestellt.

Das finale Ergebnis soll 2021 vorgestellt werden.

In diesem Sinne ist auch folgende Normungsroadmap ein wichtiger Schritt:
https://www.sci40.com/sci-4-0/normungsroadmap/


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Kundenstimmen

Deutsches Rednerlexikon

„Johann Hofmann wurde mit seiner Innovation zu einem der Architekten und Wegbereiter der 4. industriellen Revolution.“

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Bayerischer Rundfunk
„Johann Hofmann gilt als einer der führenden Experten für Industrie 4.0“

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MainDays Potsdam

"Ihr Vortrag belegte dabei den Spitzenplatz und wurde mit „sehr gut“ (Note: 1,2!) bewertet;"

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Clusterforum Lohr am Main

"Wir freuen uns Ihnen mitteilen zu können, dass Sie quasi als „Klassenbester“ unter den 10 Referenten bewertet wurden. Vielen Dank"

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Digital Manufacturing and Automation, OSRAM

„Die erfrischende und mitreißende Art und Weise, wie Herr Hofmann „komplexe“ Themen wie Digitalisierung präsentiert, lassen den Zuhörer an seinen Lippen kleben“

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IHK für München und Oberbayern

"Herr Hofmann konnte sein Publikum mit seinem hervorragenden Vortrag und seiner unterhaltsamen Präsentation nicht nur gewinnen, sondern auch noch begeistern."

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SV Veranstaltungen

"Sie haben mit Ihrem Beitrag einen Teil des Erfolges dieser hochrangigen Veranstaltung ausgemacht, was die Auswertung der Fragebögen unterstreicht."

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mav und Automationspraxis

"Sie haben es sowohl inhaltlich als auch rhetorisch hervorragend geschafft unsere 250 Teilnehmer für dieses spannende Thema zu begeistern."

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Kompetenzzentrum Mittelstand GmbH

"... wichtige Impulse für unsere Studie „Industrie 4.0 und CPS – Bedarfe und Lösungen aus Sicht des Mittelstands“ gegeben."

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SICK Sensor Intelligence

"Ihr Beitrag war zweifellos das Highlight unseres Sales-Meetings."

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Management Forum Starnberg

"Insgesamt belegte Ihr Vortrag dabei mit 1,25 den Spitzenplatz!"

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Grundig|Akademie

"Nochmals vielen Dank für Ihren unterhaltsamen, eloquenten Vortrag mit viele Charme und Esprit."

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Volksbank Mittelhessen

"Wir gratulieren Ihnen zu dieser tollen Leistung und freuen uns auf ein Wiedersehen."

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Sparkassenakademie Bayern

„Das war ein für jedermann verständlicher Vortrag über Industrie 4.0 – super!“

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Johann Hofmann INDUSTRIE 4.0 Experte, Keynote Speaker, Praktiker aus Leidenschaft hat 4,61 von 5 Sternen 63 Bewertungen auf ProvenExpert.com