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FA7.21 Begriffe - Industrie 4.0

Archivwelt

Gesamtheit aller Informationen in der Informationswelt, deren Gültigkeit oder Aktualität abgelaufen ist und die damit nicht mehr veränderbar sind

Anmerkung 1: Informationen, die an Gültigkeit oder Aktualität verlieren, werden in die Archivwelt übertragen

Anmerkung 2: es wird keine Aussage darüber getroffen, zu welchem Zeitpunkt Informationen von der Modellwelt oder Zustandswelt in die Archivwelt übertragen werden.

Reifegrad
Priorität
  • Todo
Kommentare
  • Sitzung am 12.5.14: Umbennenung in Archivwelt
  • Vor Webmeeting 28.4.15:
    • nicht änderbare Ablage
    • Anmerkung: es wird keine Aussage darüber getroffen, wann Informationen von der Modell- in die Archivwelt übertragen werden.
    • Enthält laut VDI Statusreport Entitäten
      • Lebenszyklusdokumentation
      • Ereignisse
      • Zustandsverläufe
      • Projektverläufe
      • Prozesse
  • stand vor Sitzung am 29.06.15
    • Nicht änderbare Ablage aller Informationen, deren Gültigkeit/Aktualität abgelaufen ist
    • Anmerkung 1: Informationen, die an Gültigkeit verlieren, werden in die Archivwelt übertragen
    • Anmerkung 2: es wird keine Aussage darüber getroffen, zu welchem Zeitpunkt Informationen von der Modell- oder Zustandswelt in die Archivwelt übertragen werden.
Kategorie
Technik Gruppen-Feedback

Augmented Operator

Der Augmented Operator kann durch seine virtuell erweiterte (augmented) Sicht die Abläufe in der realen Fabrik besser wahrnehmen und dadurch qualifizierte Entscheidungen treffen. Dazu benötigt er technische Hilfsmittel, die ihm zusätzliche Informationen in sein Sichtfeld einblenden (z.B. Datenbrille oder Displays in der Fertigung). Eine Smart Factory erfüllt diese Anforderungen in der Regel.

Reifegrad
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  • Todo
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Selbst mit meiner Erfahrung in IT, Virtual Reality und Industrie 4.0 ist mir dieser Begriff suspekt. Mir scheint, dass hier der Begriff “Augmented Reality” in der Bedeutung einer gemischten “Virtual Reality” mit drin steckt, aber zu sehr verkompliziert wurde. Ich würde alternativ “Augmented Reality” erklären und dann den Bezug zur Smart Factory herstellen.

Bezeichnung für den Beschäftigten in der Smart Factory, der die Wertschöpfungsteilprozesse (CP-Systeme) dank einer (virtuell) erweiterten Sicht auf die reale Fabrik besser wahrnehmen und steuern kann und so als Träger von Entscheidungen und Optimierungsprozessen auftritt.
Kategorie

Mensch Gruppen-Feedback

Cyber-Physical System

System, das reale (physische) Objekte und Prozesse verknüpft mit informationsverarbeitenden (virtuellen) Objekten und Prozessen über offene, teilweise globale und jederzeit miteinander verbundene Informationsnetze (Quelle:agendaCPS -> verändert)

Anmerkung: Optional nutzt ein CPS lokal oder entfernt verfügbare Dienste, verfügt über Mensch-Maschine-Schnittstellen und bietet die Möglichkeit zur dynamischen Anpassung des Systems zur Laufzeit.

Definiert durch

  • VDI GMA Fachausschuss 7.21 „Industrie 4.0“ (http://www.vdi.de/technik/fachthemen/mess-und-automatisierungstechnik/industrie-40/)
  • VDI GMA Fachausschuss 7.20 „Cyber Physical Systems“ (http://www.vdi.de/technik/fachthemen/mess-und-automatisierungstechnik/fachbereiche/anwendungsfelder-der-automation/gma-fa-720-cyber-physical-systems/)

Abgeleitet aus folgenden Quellen

  • VDI/VDE GMA Thesen und Handlungsfelder - Cyber-Physical Systems: Chancen und Nutzen aus Sicht der Automation, April 2013
  • „Integrierte Forschungsagenda Cyber-Physical Systems“, Acatech 2012; http://www.acatech.de/?id=1405
  • Hightech-Strategie der Bundesregierung „Zukunftsbild Industrie 4.0“
  • Broy 2010, Cyber-Physical Systems – Wissenschaftliche Herausforderungen bei der Entwicklung
  • Rainer Drath: Industrie 4.0 – Cyber Physical Production Systems. The next industrial revolution? Keynote at ETFA 2013, Cagliary, Italy, 2013.
  • Abschlussbericht des Arbeitskreises Industrie 4.0 vom April 2013, S. 84-7
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  1. Kommentar aus Begriffsgruppe
    1. Hier wimmelt es nur von Fachjargon: z.B. multimodal, soziotechnisch, … Zudem stimme ich auch der bereits getätigten Aussage bezüglich der falschen Übersetzung von “Physical” zu. Die genannte “Reihe von neuartigen Funktionen …” klingt mir ein wenig danach, als ob der Schreiber entweder keine Ahnung oder am Ende keine Lust mehr hatte. Diesen Satz sollten wir entweder konkretisieren oder weglassen. Prof. Dr.-Ing. Detlef Zühlke hat CPS einmal in einem Vortrag wie folgt sinngemäß definiert: Man nehme einen Sensor oder Aktor, erweitere diesen um einen Prozessor und einen Webserver - und schon hat man ein CPS. Das finde ich sowohl einfach als auch treffend.
    2. „Cyber-Physical Systems (CPS) sind gekennzeichnet durch eine Verknüpfung von realen (physischen) Objekten und Prozessen mit informationsverarbeitenden (virtuellen) Objekten und Prozessen über offene, teilweise globale und jederzeit miteinander verbundene Informationsnetze [forschungsagenda] Cyber Physical Systems basieren auf der Vernetzung von eingebetteten Systemen in der Automatisierungstechnik und Kommunikationstechnologien. „Physical“ hat in der englischen Sprache zwei Bedeutungen „physikalisch“ und „real“ . Im Sinne von Cyber-Physical Systems sollte es als „real“ oder eben als „physisch“ übersetzt werden. Mit CPS dürften durchaus auch chemische Prozesse automatisiert werden. In den alten acatech und BMBF-Unterlagen war dies zeitweise auch falsch als „physikalisch“ übersetzt worden, wurde dann aber zu „physisch“ geändert. Im Glossar wird der Begriff wieder unkorrekt als „physikalisch“ übersetzt.
    3. Es werden zahlreiche Fähigkeiten beschrieben, die in einem CPS realisiert werden könnten. Allerdings wird nicht aufgezeigt, was der Kern eines CPS ist (die Minimalfunktion).
  2. Telko 27.1.14
    1. Bestandteile
      1. Eingebettete Systeme, die Sensoren/Aktoren beinhalten (CPS muss mindestens ein eingebettetes System enthalten) [über Sensoren/Aktoren verfügen]
      2. Interne Vernetzung der Komponenten des CPS
      3. IT-Dienste? (rein virtuelle IT-Funktionalitäten, z.B. Planungsalgorithmus, externe Wetterdienste)
    2. Funktionalitäten
      1. Überwachung und Steuerung physischer Vorgänge (Datenerfassung und –speicherung) [erfasste Daten auswerten und speichern können]
      2. Fähigkeit zur Kommunikation über lokale und globale digitale Netze [mit Kommunikationseinrichtungen untereinander, sowie in globalen Netzen verbunden sind]
      3. Zugriff auf lokale und entfernt verfügbare IT-Dienste [weltweit verfügbare Daten und Dienste nutzen]
      4. Optionale Möglichkeit zur dynamischen Anpassung des Systems zur Laufzeit, z.B Veränderung der Teilnehmer
      5. Optionale Mensch-Maschine-Schnittstelle [über Mensch-Maschine-Schnittstellen verfügen]
    3. Frage/Diskussionspunkte:
      1. Wenn System nur intern vernetzt, kein CPS? doch
      2. Muss Dienst in Definition enthalten sein (I4.0 ja, CPS nein)
      3. Dynamische Anpassung (I4.0 ja, CPS nein)
  3. FA 7.20
    1. Wenn Systeme nur intern vernetzt sind, handelt es sich nicht um CPS?
      1. Diskutiert wurden in diesem Zusammenhang folgende Fragestellungen:
        1. Möchten wir mit CPS über die Entwicklung der nächsten 10 Jahre sprechen oder eine Definition für „Übermorgen“ festlegen?
        2. Welches sind die Minimalanforderungen, um ein System als CPS bezeichnen zu können?
        3. Sind CPS erst dann „Cyber“, wenn sie offen für das globale Internet sind? (Option vs. Pflicht?)
        4. Was ist der Mehrwert von CPS gegenüber „vernetzten eingebetteten“ Systemen?
      2. Anmerkung: Historisch gesehen, sind CPS eine Teilmenge des Internet of Things und des Internet of Services (nach Broy, Wahlster…).
      3. Auszug aus der Hightech-Strategie der Bundesregierung „Zukunftsbild Industrie 4.0“ (liegt auf VDI-GO: FA 7.20 CPS/ Sitzungen/Zuarbeit) (S.6): „CPS sind Netzwerke kleiner mit Sensoren und Aktoren aus¬gestatteter Computer, die als sogenannte Eingebettete Systeme in Materialien, Gegenstände, Geräte und Ma¬schinenteile eingebaut und über das Internet mitein¬ander verbunden werden. In einem derartigen Internet der Dinge verbinden sich die physische und die digitale Welt.“
      4. Konsens: „CPS sind offen, teilweise global, miteinander vernetzt“; das Wort „Internet“ soll in der Definition nicht verwendet werden
    2. Muss Dienst in Definition enthalten sein (I4.0 ja / CPS nein)?
      1. Konsens: korrekt
    3. Dynamische Anpassung (I4.0 ja / CPS nein)?
      1. Konsens: korrekt. Aus unserer Sicht muss eine dynamische Anpassung in die Definition aufgenommen werden.
    4. Minimalfunktionen eines CPS, Optionale Funktionen?
      1. s.o. (Self-x-Eigenschaften müssen zu einem noch zu definierenden Ausmaß eingehen)

  4. Alte Definition aus Begriffsgruppe: Cyber-Physical Systems adressieren die enge Verbindung eingebetteter Systeme zur Überwachung und Steuerung physischer Vorgänge mittels Sensoren und Aktuatoren über Kommunikationseinrichtungen mit den globalen digitalen Netzen (dem „Cyberspace“). Dieser Typus von Systemen ermöglicht über Wirkketten eine Verbindung zwischen Vorgängen der physischen Realität und den heute verfügbaren digitalen Netzinfrastrukturen. [Broy 2010, Cyber-Physical Systems – Wissenschaftliche Herausforderungen bei der Entwicklung]

  5. Keine sonstigen Entsprechungen in DKE, ISO oder IEC Normen

  6. Aufbauen auf Definition Sensor, Aktor, Eingebettetes System

Quelle: ETFA Keynote ABB, CPS Definition
Quelle: ETFA Keynote ABB, CPS Definition
  1. Vorschlag Begriffsgruppe vor FA-Sitzung am 13.3.14
    1. Lokal und global vernetzte eingebetteten Systeme, die über Sensoren und Aktoren mit einer physischen Umwelt überwachend und steuernd interagieren.
    2. Anmerkung: Optional nutzen CPS lokal oder entfernt verfügbare IT-Dienste, verfügen über Mensch-Maschine-Schnittstellen und bieten die Möglichkeit zur dynamischen Anpassung des Systems zur Laufzeit.
  2. FA-Sitzung 13.3.14
    1. FA 7.20-Definition laut Prof. Greiner, war nicht in Notizen enthalten: „Cyber-Physical Systems (CPS) sind gekennzeichnet durch eine Verknüpfung von realen (physischen) Objekten und Prozessen mit informationsverarbeitenden (virtuellen) Objekten und Prozessen über offene, teilweise globale und jederzeit miteinander verbundene Informationsnetze (Quelle:agendaCPS); Anmerkung: Internet nein, global ja
    2. Definition wird übernommen und so umgeschrieben, dass CPS selbst nicht mehr darin auftaucht, damit Begriff nicht mit sich selbst beschrieben wird.
    3. Anmerkung soll erhalten bleiben als “Note”/“Anmerkung”.
  3. VDI 7.20 Definition (Rückmeldung am 13.05.14): Cyber-Physical Systems (CPS) sind gekennzeichnet durch eine Verknüpfung von realen (physischen) Objekten und Prozessen mit informationsverarbeitenden (virtuellen) Objekten und Prozessen über offene, teilweise globale und jederzeit miteinander verbundene Informationsnetze
Kategorie
Technik Gruppen-Feedback

CPS-Plattform

Implementierung einer Kommunikations- und Systeminfrastruktur mit erforderlichen Management- und Produktivdiensten und definierten QoS(Quality of Service)-Eigenschaften zum effizienten Aufbau und der Integration von CPS für eine Anwendungsdomäne.

Definiert durch

  • VDI GMA Fachausschuss 7.21 „Industrie 4.0“ (http://www.vdi.de/technik/fachthemen/mess-und-automatisierungstechnik/industrie-40/)
  • VDI GMA Fachausschuss 7.20 „Cyber Physical Systems“ (http://www.vdi.de/technik/fachthemen/mess-und-automatisierungstechnik/fachbereiche/anwendungsfelder-der-automation/gma-fa-720-cyber-physical-systems/)

Abgeleitet aus folgenden Quellen

  • „Integrierte Forschungsagenda Cyber-Physical Systems“, Acatech 2012; http://www.acatech.de/?id=1405
  • Abschlussbericht des Arbeitskreises Industrie 4.0 vom April 2013, S. 84-7
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Todo
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  1. Die Aufzählung von Fachbegriffen sollte hier besser strukturiert werden. Abgrenzung M2M Plattform
  2. Telko FA 7.21 27.1.14: Plattformkonstrukt, das Hardware-, Software und Kommunikationssysteme mit grundlegenden Management und Produktivdiensten (mit geeigneter Quality of Service –QoS), die zur Gewährleistung einer Interoperabilität von Cyber-Physical Systems und ihren Anwendungen beitragen. CPS-Plattformdienste mit ihrer Grundfunktionalität für Realisierung, verlässlichen Betrieb und Evolution von Cyber-Physical Systems sind integraler Bestandteil domänenspezifischer CPS-Anwendungsplattformen. Sie sichern die domänen- und unternehmensübergreifende Gesamtfunktionalität und -qualität auf technischer Systemebene, beispielsweise durch QoS-fähige Kommunikation, Funktionalität für IT-Sicherheit oder für Selbstdiagnose, Selbstheilung und Rekonfiguration.
  3. Alte Definition Begriffsgruppe:
  1. Eine CPS-Plattform weist zahlreiche generische Funktionen auf, zum Beispiel die Abstimmung und Synchronisation heterogener Protokolle, die Einbindung von Internetdiensten und die Sicherstellung grundlegender Quality-of-Service-Garantien, die für die Anwendung erforderlich sind, etwa hinsichtlich der Interoperabilität der Infrastruktur, Datenintegrität oder Echtzeitfähigkeit. Ergänzend dazu gilt es, domänenspezifische Systemarchitekturen aufzubauen, um die einzelnen Anwendungsbereiche miteinander verbinden und in das Gesamtsystem integrieren zu können. [nach agendaCPS]
  2. Referenzarchitektur
  3. Plattformkonstrukt, das Hardware-, Software und Kommunikationssysteme mit grundlegenden standardisierten CPS-Vermittlungs-, Interoperabilitäts- und Quality-of- Service-Diensten (QoS-Diensten) für Implementierung und Management von Cyber-Physical Systems und ihren Anwendungen sowie deren Einbindung in Wertschöpfungsnetzwerke umfasst. CPS-Plattformdienste mit ihrer Grundfunktionalität für Realisierung, verlässlichen Betrieb und Evolution von Cyber-Physical Systems sind integraler Bestandteil domänenspezifischer CPS-Anwendungsplattformen. Sie sichern die domänen- und unternehmensübergreifende Gesamtfunktionalität und -qualität auf technischer Systemebene, beispielsweise durch QoS-fähige Kommunikation, Dienste für IT-Sicherheit oder für Selbstdiagnose, Selbstheilung und Rekonfiguration. Quelle: Abschlussbericht des Arbeitskreises Industrie 4.0 vom April 2013, S. 84-7
  1. Aufbauen auf CPS-Definition
  2. Rückmeldung FA 7.20: Bitte weitere Erklärung zu CPS-Plattform: Was ist das?
  3. Definition vor Sitzung des FA am 13.3.14: Umsetzung einer Spezifikation (Referenzarchitektur) entsprechender (standardisierter) Kommunikations- und Softwaresysteme mit grundlegenden Management- und Produktivdiensten (mit geeigneter Quality of Service –QoS) zum effizienten Aufbau und der Integration von CPS in der Anwendungsdomäne.
  4. FA-Sitzung 13.3.14: Prinzipiell ok, nur Wording angepasst. Plattform ist umgesetzte Spezifikation.
  1. Kann man CPS auch ohne CPS-Plattform betreiben? ja
  2. Muss Plattform auch HW beinhalten oder kann das auch nur SW sein? beides
  3. Welchen Mehrwert bringt eine CPS-Plattform mit? Speziell für Anwendungsdomäne d Welche Funktionalitäten sind mandatorisch, welche optional? siehe Definition
  4. Bis zu welchem Grad kann Plattform standardisiert werden? nicht 1 Standard für alles, aber mehrere, die vorgeschlagen werden.
  5. IOP innerhalb der Plattform muss nicht nur über Standardisierung und einheitlichen Vorschrift für HW, SW und Kommunikationssysteme hergestellt werden muss? (nicht nur 1 Standard, sondern unterschiedliche, aber Festlegungen und Schnittstellen)
  1. Vor Sitzung am 12.5.14: (Standardisierte) Kommunikations- und Systeminfrastruktur mit erforderlichen Management- und Produktivdiensten und definierten QoS(Quality of Service)-Eigenschaften zum effizienten Aufbau und der Integration von CPS in der Anwendungsdomäne.
  2. VDI 7.20 Definition (Rückmeldung am 13.05.14): Implementierung einer Kommunikations- und Systeminfrastruktur mit erforderlichen Management- und Produktivdiensten und definierten QoS(Quality of Service)-Eigenschaften zum effizienten Aufbau und der Integration von CPS-Systemen für eine Anwendungsdomäne
Kategorie
Technik
Gruppen-Feedback

Cyber-Physical Production System (CPPS)

CPS, das in der Produktion eingesetzt wird

Definiert durch

  • VDI GMA Fachausschuss 7.21 „Industrie 4.0“ (http://www.vdi.de/technik/fachthemen/mess-und-automatisierungstechnik/industrie-40/)
  • VDI GMA Fachausschuss 7.20 „Cyber Physical Systems“ (http://www.vdi.de/technik/fachthemen/mess-und-automatisierungstechnik/fachbereiche/anwendungsfelder-der-automation/gma-fa-720-cyber-physical-systems/)

Abgeleitet aus folgenden Quellen

  • Abschlussbericht des Arbeitskreises Industrie 4.0 vom April 2013, S. 84-7.
Reifegrad

Priorität

Todo
Kommentare
  1. Die Fähigkeiten eines CPS in der Produktion müssen hier deutlich einfacher erklärt werden.

  1. Anwendung von Cyber-Physical Systems in der produzierenden Industrie und somit die Befähigung zur durchgängigen Betrachtung von Produkt, Produktionsmittel und

  2. Wertschöpfungssystem unter Berücksichtigung sich ändernder und geänderter Prozesse. Synonym: Leistungssystem

  3. „Physical“ hat in der englischen Sprache zwei Bedeutungen „physikalisch“ und „real“ . Im Sinne von Cyber-Physical Systems sollte es als „real“ oder eben als „physisch“ übersetzt werden. Mit CPS dürften durchaus auch chemische Prozesse automatisiert werden. In den alten acatech und BMBF-Unterlagen war dies zeitweise auch falsch als „physikalisch“ übersetzt worden, wurde dann aber zu „physisch“ geändert. Im Glossar wird der Begriff wieder unkorrekt als „physikalisch“ übersetzt. CPPS: Hier muss auch der Mensch und die Orga mit einbezogen werden in die Definition
  4. Kommentar Begriffsgruppe Telko 27.1.: Wichtigste Punkte
    1. Anwendung von Cyber-Physical Systems in der produzierenden Industrie
    2. Komponenten einer Produktionsanlage: Produkt, Produktionsmittel und Produktionssystem
    3. Identifizierbarkeit: Jede Komponente repräsentiert (identifiziert) sich selbst oder sie wird durch eine andere Komponenten repräsentiert [I4.0]
    4. Virtuelle Repräsentanz (Existenz klar, optionales Systemmodell)
    5. Anpassbarkeit an sich ändernde und geänderte Prozesse und Rahmenbedingungen (lokale oder globale Randbedingungen)
  5. Ergänzung FA 7.21: CPPS ist ein Produktionssystem, in dem CPS eingesetzt werden.
  6. Alte Definition Begriffsgruppe:
    1. Anwendung von Cyber-Physical Systems in der produzierenden Industrie und somit die Befähigung zur durchgängigen Betrachtung von Produkt, Produktionsmittel und Wertschöpfungssystem unter Berücksichtigung sich ändernder und geänderter Prozesse. Hierbei ist nicht relevant, ob das CPPS ein Sensor, ein Aktor oder eine Kombination daraus ist. Quelle: Abschlussbericht des Arbeitskreises Industrie 4.0 vom April 2013, S. 84-7.
    2. In CPPS haben die Komponenten einer Produktionsanlage (und eventuell auch die Produkte) eine virtuelle Repräsentanz, über die Daten und Dienste zur Verfügung gestellt werden. Durch den Zugriff auf Daten und Dienste zur Laufzeit der Anlage können Entscheidungen unter Kenntnis eines detaillierten aktuellen Betriebszustands getroffen und umgesetzt werden. Es resultiert eine durchgängige Betrachtung von Produkt, Produktionsmittel und Produktionssystem mit der Möglichkeit zur dynamischen Anpassung an geänderte Prozesse und Rahmenbedingungen.
  7. Rückmeldung FA 7.20:
    1. Ergänzung: CPPS ist ein Produktionssystem, in dem CPS eingesetzt werden.
    2. Was sind zwingende und was optionale Komponenten der CPPS (Produkt, Produktionsmittel, Produktionssystem)? Konsens: Produkt, Produktionsmittel und Produktionssysteme können intelligent sein, nur bei den Produktionssystemen ist dies zwingende Voraussetzung. („intelligente Produkte“ bspw. würden sonst die Verfahrenstechnik ausschließen)
    3. Ist Systemmodell zwingend Bestandteil der CPPS? Konsens: Nur die semantische Schnittstelle muss zwingend definiert sein, das Systemmodell muss nicht Bestandteil sein.
    4. S. auch Projekt CyPROS (http://www.projekt-cypros.de/), Def. CPPS – evtl. Kommentar an Heiko Frank von Wittenstein ?
  8. Keine sonstigen Entsprechungen in DKE, ISO oder IEC Normen
  9. Aufbauen auf CPS-Definition
  10. Definition vor Sitzung am 12.05.14: Anwendung von CPS in der produzierenden Industrie.
  11. VDI 7.20 Definition (Rückmeldung am 13.05.14): CPPS ist ein Produktionssystem, in dem CPS eingesetzt werden.

  12. Definition vor Webkonferenz am 9.10.14 (Änderungen auf Basis der VDI Korrekturen): Produktionssystem, in dem CPS eingesetzt werden Kategorie : Technik, Organisation, Mensch

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Digitale Fabrik

Digital Factory Norm: “digital representation of a production system, Note 1 to entry: A Digital Factory can represent an existing or planned production system.” (Quelle: IEC62832)

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  • Digital Factory TR 62784:
    • digital factory/DF
    • generic model of a factory that represents basic elements, automation assets, their behaviour and their relationships
    • Note 1 to entry: This generic model may be applied to any actual factory. Kategorie
Gruppen-Feedback

Durchgängiges Engineering

Umfasst digitale Planungs- und Erklärungsmodelle, die eine effiziente Erstellung komplexer Modelle und die Validierung von Design-Entscheidungen ermöglichen

Quelle: Glossar:http://www.roi.de/unternehmensberatung/leistungsspektrum/schlanke-produktion/glossar-industrie-4-0.html

Vorschlag ZVEI SG2: Dr. Adolphs o.ä. zitieren

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Fachliche Funktionalität

Dienste der I4.0 Komponente, die Mehrwert zum Gegenstand schaffen

Anmerkung 1: Die fachliche Funktionalität ist Teil der Verwaltungsschale

Anmerkung 2: Die fachliche Funktionalität kann in der Funktionsschicht (functional layer) oder in der Integrationsschicht (integration layer) des RAMI 4.0 verortet werden

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  • Vorschlag ZVEI SG2: Gesamtheit von Funktionalitäten, welche der Gegenstand dem Industrie 4.0 System bereitstellt und welche nicht durch IT/ administrativen Zwecke begründet sind. Diese Funktionalitäten sind zumeist fachlicher Natur und unterstützen zumeist verschiedene Lebenszyklus-Phasen des Gegenstandes (Auswahl, Dimensionierung, Konstruktion, Programmierung, Betrieb, Wartung). // Begriffsgruppe: funktional und nicht-funktionale Eigenschaften/Fähigkeiten
  • Fachliche Funktionalität: ISO/IEC 17789:2014 anschauen, functional component = functional building block needed to engage in an activity realized by an implementation [SOURCE: ISO/IEC 17789:2014]
  • Stand vor Sitzung am 5.2.16:
    • Dienste der I4.0 Komponente, die Mehrwert zum Gegenstand schaffen
    • Anmerkung 1: Die fachliche Funktionalität ist Teil der Verwaltungsschale
    • Anmerkung 2: Die fachliche Funktionalität kann in der Funktionsschicht (functional layer) des RAMI 4.0 verortet werden
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Horizontale Integration

Integration innerhalb einer funktionalen/organisatorischen Hierarchie-Ebene über Systemgrenzen hinweg

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  • Definition vor Webmeeting am 12.10.15
    • Vorschlag ZVEI SG2: Dr. Adolphs o.ä. zitieren
  • Diskussion Webmeeting 12.10.15
    • Integration zwischen Komponenten innerhalb einer AutomatisierungseEbene
    • Industrie 4.0-Aspekt (1) Horizontale Integration über Wertschöpfungsnetzwerke
  • Definition vor Sitzung am 9.11.15
    • Integration innerhalb eines Wertschöpfungsnetzwerks über Wertschöpfungsketten hinweg
Kategorie
? Gruppen-Feedback

I4.0 konformer Dienst

Vorschlag ZVEI SG2: Dienst?

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  • Sitzung 12.5.16:
    • Was ist mit offline-Kommunikation, z.B. Datenaustausch per USB-Stick (CP-Klassifikation Kommunikationsfähigkeit = ???) –> neue Kategorie nötig –> nur Online-Kommunikation (ohne menschlichen Eingriff, ohne zusätzliche Maßnahmen)
    • Begriffe werden in den Dokumenten unscharf verwendet und Nachschärfen bei der Verwendung, Nicht I4.0 Zustand, sondern allgemein Zustand definieren
Kategorie
? Gruppen-Feedback

I4.0 konforme Kommunikationsfähigkeit

Ausprägung 4 der X-Ziffer (Kommunikationsfähigkeit) der CP-Klassifikation

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  • Sitzung 12.5.16
    • Begriffe werden in den Dokumenten unscharf verwendet und Nachschärfen bei der Verwendung, Nicht I4.0 Zustand, sondern allgemein Zustand definieren
  • Webkonferenz am 18.4.16:
    • Vorschlag ZVEI SG2: CP?
    • 4 – I40-konform kommunikationsfähig
    • 3 –aktiv kommunikationsfähig
    • 2 –passiv kommunikationsfähig
Kategorie
? Gruppen-Feedback

I4.0-Komponente

Weltweit eindeutig identifizierbarer kommunikationsfähiger Teilnehmer bestehend aus Verwaltungsschale und Asset mit digitaler Verbindung(entspricht CP24, CP34 oder CP44) eines I4.0-Systems, der dort Dienste mit definierten QoS(Quality of Service)-Eigenschaften anbietet.

Anmerkung 1: Die I4.0-Komponente bietet für ihre Dienste und Daten einen der Aufgabe angemessenen Schutz.

Anmerkung 2: Eine solche I4.0-Komponente kann ein Produktionssystem, eine einzelne Maschine oder Station oder auch eine Baugruppe innerhalb einer Maschine repräsentieren.

Abgeleitet aus folgenden Quellen:

  • VDI GMA: Statusreport Industrie 4.0 - Gegenstände, Entitäten, Komponenten. http://www.vdi.de/fileadmin/intranet/redakteur/downloads/VDI_Industrie_4.0_Komponenten_2014.pdf, April, 2014.
  • Umsetzungsstrategie Industrie 4.0, April 2015
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Prio1 Todo
  1. Nochmals diskutieren, was I4.0 Konforme Kommunikationsfähigkeit bedeutet, beinhaltet Semantik –> welche Sprache spricht man
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  1. Stand Paper Fachausschuss:
  1. Eine Industrie 4.0 Komponente soll nach aktuellem Diskussionsstand im Fachausschuss (Achtung: dieser ist noch nicht endgültig) ein Gegenstand der physischen Welt oder der Informationswelt sein, der als Einheit wahrgenommen und gehandhabt werden kann und der in seinem Systemumfeld eine bestimmte Rolle spielt oder für eine solche vorgesehen ist. Sie soll einen kommunikationsfähigen Softwareteil besitzen, der sie zu einem vollwertigen Dienstsystemteilnehmer im I4.0-Netzwerk macht. Dabei soll sie I4.0-konform kommunikationsfähig sein und bezüglich ihrer Erkennbarkeit entweder „individuell bekannt“ oder „als Entität verwaltet“ sein. Als Dienstsystemteilnehmer im I4.0-Netzwerk werden von einer I4.0-Komponente laut der Definition des Fachausschusses folgende Eigenschaften verlangt:
    1. Ist im Netzwerk eindeutig identifizierbar.
    2. Unterstützt die für ein I40-System allgemein standardisierten Dienstfunktionen und Zustände.
    3. Bietet für Ihre Funktionalität und Daten einen der Aufgabe angemessenen Schutz.
    4. Ist Ihrer Aufgabe angemessen robust und verfügbar.
    5. Besitzt die für Ihre Aufgabe erforderlichen Echtzeiteigenschaften.
    6. Unterstützt die für ein I40-System standardisierte Semantik
  1. Sitzung 24.04.14
    1. I40 Komponente ist von außen beobachtbare Eigenschaft
    2. I40 System = Innensicht

  2. Definition vor Sitzung am 12.5.14: Weltweit eindeutig identifizierbarer I4.0-konform kommunikationsfähiger Teilnehmer (CP43 oder CP44) im I4.0 System, der für seine Dienste und Daten einen der Aufgabe angemessenen Schutz bietet. Dienste werden mit definierten QoS(Quality of Service)-Eigenschaften angeboten.

  3. Stand vor Sitzung im März 2015, Abgleich ZVEI SG2: Weltweit eindeutig identifizierbarer I4.0-konform kommunikationsfähiger Teilnehmer (entspricht CP43 oder CP44) eines I4.0-Systems, der dort Dienste mit definierten QoS(Quality of Service)-Eigenschaften anbietet.
    1. Anmerkung: Die I4.0-Komponente bietet für ihre Dienste und Daten einen der Aufgabe angemessenen Schutz.

  4. Definition SG2: Einheit von Verwaltungsschale und Gegenstand, wobei der Gegenstand einer wichtigen Komponente aus Shop-floor oder Office-floor entsprecht. Eine solche I4.0-Komponente kann ein Produktionssystem, eine einzelne Maschine oder Station oder auch eine Baugruppe innerhalb einer Maschine repräsentieren.

  5. Stand vor Webmeeting am 16.3.15:
    1. Weltweit eindeutig identifizierbarer kommunikationsfähiger Teilnehmer mit digitaler Verbindung(entspricht CP24, CP34 oder CP44) eines I4.0-Systems, der dort Dienste mit definierten QoS(Quality of Service)-Eigenschaften anbietet.
    2. Anmerkung: Die I4.0-Komponente bietet für ihre Dienste und Daten einen der Aufgabe angemessenen Schutz.
Kategorie
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I4.0-Plattform

Implementierung einer (standardisierten) Kommunikations- und Systeminfrastruktur mit erforderlichen Management- und Produktivdiensten und definierten QoS(Quality of Service)-Eigenschaften als Basis für den effizienten Aufbau und die Integration von I4.0-Systemen in einer Anwendungsdomäne.

Anmerkung: Um Interoperabilität sicherzustellen, muss einer I4.0-Plattform eine Referenzarchitektur zugrunde liegen.

Anmerkung: I4.0 Plattform muss Relation zum I4.0 System definieren

Abgeleitet aus folgenden Quellen:

  • VDI GMA: Statusreport Industrie 4.0 - Gegenstände, Entitäten, Komponenten. http://www.vdi.de/fileadmin/intranet/redakteur/downloads/VDI_Industrie_4.0_Komponenten_2014.pdf, April, 2014.
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Todo
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  1. Stand FA Sitzung 13.März 2014:
  1. (Standardisierte) Kommunikations- und Systeminfrastruktur mit erforderlichen Management- und Produktivdiensten und definierten QoS(Quality of Service)-Eigenschaften zum effizienten Aufbau und der Integration von Industrie 4.0 Systemen in der Anwendungsdomäne.
  1. Stand FA-Sitzung am 24.4.14:
  1. Produktivdienst u. Managementdienst definieren.
  2. Neue Begriffe immer mit I40 Präfix.
  3. I40 Referenzarchitektur u. QoS Eigenschaften können domänenspezifisch festgelegt sein
    1. I40 Referenzarchitektur ist ausgehend vom I40 Referenzmodell spezifiziert
  1. Stand vor Sitzung am 12.05.14: Implementierung einer (als I4.0 Referenzarchitektur standardisierten) Kommunikations- und Systeminfrastruktur mit erforderlichen Management- und Produktivdiensten und definierten QoS(Quality of Service)-Eigenschaften zum effizienten Aufbau und der Integration von Industrie 4.0 Systemen für eine Anwendungsdomäne.
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I4.0-System

System aus I4.0-Komponenten und Komponenten geringerer CP-Klassifizierung, das einem bestimmten Zweck dient, definierte Eigenschaften aufweist und standardisierte Dienste und Zustände unterstützt.

Anmerkung: System kann als Komponente in einem weiteren I4.0-System auftreten.

Anmerkung: I4.0 System muss Relation zur I4.0 Plattform definieren

Abgeleitet aus folgenden Quellen:

  • VDI GMA: Statusreport Industrie 4.0 - Gegenstände, Entitäten, Komponenten. http://www.vdi.de/fileadmin/intranet/redakteur/downloads/VDI_Industrie_4.0_Komponenten_2014.pdf, April, 2014.
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Todo
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  1. Stand Fachausschuss-Sitzung 13.3.14:
  1. Netzwerk aus I4.0 Komponenten, nicht I4.0 Dienstsystem
  1. Stand FA-Sitzung 24.4.14:
  1. Hinweis: System kann als Komponente in „System of Systems“ auftreten.
  1. Stand vor Sitzung am 12.5.14: System aus I4.0 Komponenten und Komponenten geringerer CP-Klassifizierung, das einem vorbestimmten Zweck dient, definierte Eigenschaften aufweist und standardisierte Dienstfunktionen und Zustände unterstützt. Anmerkung: Für die Integration können so genannte Mediatoren eingesetzt werden. Anmerkung: System kann als Komponente in „System of Systems“ auftreten.
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I4.0-Dienstesystem

realisiert Diensteplattform

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Prio 2 Todo
  1. Diskussion auf Basis von papier und I4.0 Komponente/Plattform/System Definitionen
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  • Webmeeting 9.12.14:
    • Ist I4.0 System = I4.0 Dienstesystem
      • Mensch ist nicht explizit im System mit enthalten
      • Untermenge des I4.0 Systems oder umgekehrt
      • I4.0 Dienstesystem als Basis für die Interoperation
      • Systems of systems
      • Gegenbeispiel: Dienste spielen keine Rolle in I4.0 System???
      • Organisatorisch oder technische Begriffsdefinition
  • Webmeeting 28.4.15:
    • Bezug zu IoT herstellen
    • Ist das vielleicht IoT Plattform
    • Ist das Bindeglied zwischen IoT und I4.0 Komponente
    • Rahmenwerk für Dienste
    • Serviceorganisation
    • Dienstearchitektur
    • Koziolek ansprechen wegen UML-Modell und zugehörigen Begriffen (Aktualisierung)
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Dienstesystemteilnehmer

vorgegeben, fest installiert

z.B. Engineeringsystem, das kein I4.0 Komponente ist, aber Dienstesystemteilnehmer

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Prio 2 Todo
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  • Webmeeting 9.12.14:
    • Ist I4.0 Komponente = I4.0 Dienstesystemteilnehmer?
      • Mind. Identifikation per Dienst –> ja Kategorie
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Diensterbringerrolle

Schnittstellensymbol, Kreis zu, links

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Prio 2 Todo
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Dienstnutzerrolle

Schnittstellensymbol, Kreis offen, rechts

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Prio 2 Todo
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Dienstnutzung und Dienstvernetzung

passiert dynamisch

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Prio 2 Todo
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I4.0-Zustand

Auskunft über die aktuelle Bereitschaft zur Kommunikation der I4.0 Komponente

Anmerkung 1: Mögliche Zustände könnten sein: „temporär abgeschalten“ oder „Kommunikation gestört“

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  • Todo
Quellen suchen Kommentare
  • Sitzung 12.5.16
    • Begriffe werden in den Dokumenten unscharf verwendet und Nachschärfen bei der Verwendung, Nicht I4.0 Zustand, sondern allgemein Zustand definieren
  • Stand for Webmeeting am 14.3.
    • Vorschlag ZVEI SG2: Abstraktion des Zustands einer I4.0-Komponente im Hinblick auf die Kommunikation mit anderen Teilnehmern der “Industrie 4.0”. Der Zustand folgt einem Zustandsmodell, welches zum Beispiel die Verfügabrkeit der I4.0-Komponente für die Ausführung von Geschäftsprozessen beschreibt (“up-time”, “scheduled-down”, “unscheduled down”.). Der Zustand kann des Weiteren von einer größeren Menge von Zustandsvariablen komplementiert werden, die eine detaillierte Sicht auf den Gegenstand und seiner Teil-Funktionalitäten erlauben.
  • Webmeeting am 14.3.
    • Beschreibung der momentanen Eigenschaften der Industrie 4.0 Komponente erforderlich sind
    • Eigener Zustand
    • Zustand einer anderen I4.0 Komponente
    • Zustand des Übertragungssystems
    • augenblicklich bestehende Lage, Situation, Verhältnisse
    • Verfassung oder Lage, in der sich jmd. oder etwas zu einem Zeitpunkt befindet, und die bestimmte Eigenschaften hat.
    • Gesamtheit aller Informationen, die zur vollständigen Beschreibung der momentanen Eigenschaften des Systems erforderlich sind
    • Vordefiniert
    • Klassifikation Kommunikationsfähigkeit
    • Zustände I4.0 system-weit definiert
    • Zustand nur bei I4.0 existent: Zustand bezogen auf I4.0 Kommunikation
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I4.0-Zustandsmodell

Modell von einzelnen I4.0-Zuständen mit deren Transitionen (Zustandsübergängen)

Anmerkung 1: Ein Zustandsautomat beschreibt ein Modell von einzelnen I4.0-Zuständen und deren Übergänge

Anmerkung 2: Zustandsübergänge können durch Ereignisse ausgelöst werden, gegebenenfalls wenn bestimmte Bedingungen erfüllt sind

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  • Todo
Kommentare
  • Sitzung 12.5.16
    • Begriffe werden in den Dokumenten unscharf verwendet und Nachschärfen bei der Verwendung, Nicht I4.0 Zustand, sondern allgemein Zustand definieren
  • Stand vor Webmeeting am 14.3.
    • Vorschlag ZVEI SG2: Modell von einzelnen I4.0-Zuständen, welches offentlich bekannt ist und so anderen Teilnehmern der “Industrie 4.0” erlaubt zu entscheiden, in welchem Zustand eine I4.0-Komponente ist.
  • Webmeeting am 14.3.16
    • zur Laufzeit erlaubte Zustände eines Zustandsautomaten und Ereignisse an, die Zustandsübergänge auslösen
    • Modell= Graph, Zustand = Knoten in Graph, Transition (Übergang) verbindet 2 Zustände = Kante im Graph, Aktion, die Zustandsübergang auslöse
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Informationswelt

Ideen, Gedankenkonstrukte, Algorithmen, Modelle, sowie die Gesamtheit der Abbildungen der physischen Gegenstände und Menschen in virtueller Umgebung

Anmerkung 1: Der Betrachtungsrahmen der jeweiligen Gesamtheit muss definiert sein

Anmerkung 2: Die Elemente der Informationswelt können über Semantik miteinander in Beziehung stehen

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  • Todo
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  • Definition vor Webmeeting am 28.4.15:
    • noch keine Definition, aus gemeinsamem Papier mit Entitäten
    • Virtuelle Welt
    • Abbildung der Realität/Wirklichkeit und ihrer physikalischen Eigenschaften in virtueller Umgebung
    • Virtuelle Repräsentation
    • Modellwelt
    • Entitäten
    • Evtl. auch Teil der Realität
    • Es existieren Dinge auch nur in Informationswelt (Bauplan für Produkt)
    • Shannon’sche Informationstheorie: Zustände, Übertragungskanal, … (Abstraktion von Bedeutung)
    • vom Computer simulierte
  • Definition vor Sitzung am 29.06.2015
    • Gesamtheit der Abbildungen der physischen Gegenstände und Menschen in virtueller Umgebung, sowie Ideen und Gedankenkonstrukte
    • Anmerkung 1: Der Betrachtungsrahmen der jeweiligen Gesamtheit muss definiert sein
    • Anmerkung 2: Die Elemente der Informationswelt können über Semantik miteinander in Beziehung stehen
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Technik

Kommunikationsfähigkeit

Art und Weise, wie mit einem Teilnehmer Daten ausgetauscht werden oder wie dieser Daten austauschen kann und ob der Teilnehmer Daten austauscht

Anmerkung: verschiedene Protokolle

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Todo
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  • Sitzung 12.5.16
    • Binär oder quantitativ
    • Nochmal diskutieren
    • verschiedene Protokolle –> Beispiele
  • Vor Sitzung am 12.5.16 - Art und Weise, wie mit einem Teilnehmer Daten ausgetauscht werden oder wie dieser Daten austauschen kann
  • Webkonferenz 18.4.16
    • Datenaustausch zwischen zwei oder mehr Partnern
    • Aktiv und passiv
    • Vorschlag ZVEI SG2: CP?
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Manifest

Extern zugänglicher definierter Satz von Metainformationen, der Auskunft über die funktionalen und nicht-funktionalen Eigenschaften der I4.0 Komponente gibt

Anmerkung 1: Das Manifest kann ähnlich zum Manifest in der Informatik betrachtet werden

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  • Todo
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  • Definition vor Webkonferenz am 12.10.15
    • Vorschlag ZVEI SG2: Verzeichnis der einzelnen Dateninhalte der Virtuellen Repräsentation und der Fachlichen Funktionalität nach einer öffentlich bekannten Semantik.
    • notwendigen verwaltungs-technischen Angaben zu der Industrie 4.0-Komponente
  • Webkonferenz am 12.10.15
    • Manifest umbenannt in I4.0-Manifest
    • Was kann die Komponente?
    • Funktionales Manifest
    • Grundlegende Merkmale und Metainformationen I4.0 Komponente
    • Steckbrief (funktional)
    • Teil der Verwaltungsschale einer I4.0 Komponente
  • Definition vor SItzung am 9.11.15:
    • Steckbrief, der Auskunft über die funktionalen Eigenschaften der I4.0 Komponente gibt
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