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Das RAMI 4.0 (Referenzarchitekturmodell Industrie 4.0)

Obwohl das Industrial Internet Consortium (IIRA) als Framework benannt wurde, hat die deutsche „Plattform Industrie 4.0“ ein sogenanntes Referenzmodell der Industrial Internet Reference Architecture 4.0 (RAMI 4.0) geschaffen.

RAMI 4.0 und Industrie 4.0 : internationale Expansion

RAMI 4.0 spielt auch in anderen Ländern eine zunehmende Rolle, kommt aber aus Deutschland, darunter auch Industrie 4.0. „Plattform Industrie 4.0“ zielt lediglich auf eine Harmonisierung auf europäischer und internationaler Ebene ab.

Auch die Europäische Kommission (EC) mischt sich ein, obwohl einige EU-Länder Terminologien verwenden. Zum Beispiel intelligente Fertigung, Zukunftsindustrien, digitale Entwicklung oder Smart Industry.

Anfang 2017 fand eine EC-Konferenz „Digitalization of the European Industry“ statt. In verschiedenen Programmen sind auch Industrie 4.0 und RAMI 4.0 explizit auf der EC-Website aufgeführt (und ein PDF mit der Essenz des Referenzarchitekturmodells Industrie 4.0 ist nicht ohne Grund darauf verfügbar).

Die internationale Zusammenarbeit bei der Industrie 4.0 war eines der Themen der oben genannten Konferenz Stakeholder Forum, die Anfang 2017 stattfand. „Schedule Industrie 4.0“ hat diese Gelegenheit genutzt, um unter anderem die bilateralen Beziehungen zwischen der Future Partnership of the French Industry und der Intelligent Factory of Italy (Fabbrica Intelligence) weiter auszubauen. Das oben erwähnte IIC (Industrial Internet Consortium) und die Japanese Robot Revolution Initiative arbeiten außerhalb der EU zusammen (derweil hat Japan auf der CeBIT 2017 seine allumfassende Initiative Society 5.0 angekündigt).

Eine Zusammenfassung am Ende dieser gesamten Artikelserie mit über einem Dutzend Industrie 4.0-Initiativen weltweit zur neuesten Akzeptanz und Nutzung von Industrie 4.0-Technologien, -Konzepten und -Prinzipien, wie bereits erwähnt.

In der Praxis ist es möglicherweise wichtig, dass Sie direkt vor dem Forum eine Karte, die von der „Industrieplattform 4.0“ ins Englische übersetzt wurde, nachschlagen können, wenn Sie nach Beispielen für Industrie 4.0 suchen.

Schlüsselelemente

Was sind die wichtigsten Aspekte von RAMI 4.0 (in der folgenden Architekturmodellansicht), die Sie wissen müssen?

Zunächst sollten Sie wissen, dass die Grundlagen von Industrie 4.0 und RAMI 4.0 durch zwei Dokumente entwickelt wurden.

Bericht des Arbeitskreises Industrie 4.0

2013 hat sie die sogenannten „Umzetsungsempfehlungen“ herausgegeben. Der Bericht des Arbeitskreises Industrie 4.0 behandelt vor allem Prinzipien und Grundlagen, darunter:

  • Horizontale Einbeziehung in Wertschöpfungsnetzwerke.
  • Vertikale Integration und Produktionssysteme vernetzt/vernetzt
  • Die CPPS-Technologie (Cyber-Physical Production Systems)
  • Engineering-Kontinuität über die gesamte Wertschöpfungskette.
  • Neue Arbeits-/Arbeitssozialdienste.

Das strategische Ausführungsdokument von Industrie 4.0: Wo RAMI 4.0 in Frage kommt

Ein zweites Papier, das 2015 veröffentlicht wurde und das RAMI 4.0-Modell, Industrie-4.0-Elemente und eine Studien-Roadmapping für die Implementierung umfasst. Die „Umsetzungsstrategie“, eine Empfehlung zur konzeptionellen Umsetzung und Umsetzung von Industrie 4.0.

Der RAMI 4.0 (3 Abmessungen)

Drei Dimensionen beschreiben das Referenzmodell RAMI 4.0 Architektur:

  1. Das erste Element besteht aus den Stufen der Hierarchie.
  2. Die zweite Dimension umfasst den Lebenszyklus und den Wertefluss.
  3. Die dritte und letzte Dimension umfasst die als RAMI (Architektur) bekannten Schichten.

Die Ebene von Hierarchie

Diese Komponente der Hierarchie umfasst 7 Aggregationsebenen: 1) die vernetzte Umgebung, 2) das Geschäft, 3) Arbeitsplätze. 4) Stationen (oder Maschinen), 5) Steuergeräte, 6) Geräte des Feldes (Aktoren und Sensor) und 7) Produkte.

Wichtig zu beachten: Diese Ebenen werden zwar historisch als „eine echte Hierarchie“ angesehen und als Pyramide dargestellt. Industrie 4.0 beschreibt mehr als eine Anspielung auf alle Aspekte, einschließlich Prozesse, Einrichtungen, Güter, Organisationen, Ökosysteme usw. Es gibt nur 6 Stufen, wobei das Unternehmen an der Spitze der Pyramide steht und Industrie 3.0 anzeigt. Auch wenn die vernetzte Welt viel stärker technologisch und geschäftlich verbunden ist, sollte dies betont werden, denn lange bevor überhaupt von Industrie 4.0 gesprochen wurde. Es gibt ein größeres Unternehmen mit seinen Ökosystemen.

Unsere Papers zu allgegenwärtiger Kommunikation und digitaler Transformation. Aber mit einer anderen Hierarchie in intelligenten Gütern und intelligenten Fabriken, die die ketzerische Dimension als Teil dieser vernetzten Umgebung mehrmals abgedeckt hat.

Es geht auch um Technologie (mit ähnlicher Gesamtdezentralisierung) (IT und insbesondere OT) sowie um die Allgegenwart der Interaktionen der Teilnehmer auf hierarchischer Ebene, die das Produkt zu einem Teil des Netzwerks macht.

Die Wertstromdimension und Lebenszyklus

Die Lebenszyklus- und Wertstromdimensionen umfassen im Sinne des Wortes die unterschiedlichen Datenmapping-Stufen von RAMI 4.0 und die gesamte Wertschöpfungskette sowie die unterschiedlichen Prozesse (und Stakeholder).

Darauf wird später noch eingegangen, da es im Datenbereich relevant ist, basierend auf dem Vorserienproduktdatenmodell, beginnend bei der Konzeption und Entwicklung (Daten u die verschiedenen Prozesse, bis das Produktionsobjekt das Ende seiner Lebensdauer hat und recycelt oder entsorgt wird). Die Idee: Je früher das Wissen, desto höher der Wert.

Die architektonische Schicht

Die dritte Dimension, die Architekturschichten, besteht aus sechs Komponenten: Unternehmen, Betrieb, Information, Kommunikation, Inklusion und Asset.

Im Wesentlichen reden wir über 1) die Geschäftsprozesse der Organisation; 2) die Asset-Funktionen; 3) die angeforderten Daten; 4) die Korrespondenz in Form des Wissenszugangs; 5) die Eingliederung des Unternehmens in die digitale Welt und 6) die Bewegung von Sachwerten als physische Objekte.

Kombinieren Sie alle drei Dimensionen und Sie haben über ein gutes Bild hinaus eine serviceorientierte 3D-Architektur.

Grundsätze von Industrie 4.0: vertikale Integration und horizontal

Lassen Sie uns nach diesem RAMI 4.0, wie es im Papier mit Industrie 4.0-Leitlinien und Umsetzungsstrategien von 2015 berichtet wird, einige andere Konzepte für Industrie 4.0 betrachten.

Dies wurde unter anderem in der Studie aus dem Jahr 2013 zu diesen Grundsätzen festgehalten und die Arbeitskreise Industrie 4.0 berichteten über ihre Ergebnisse. Denken Sie daran, dass es sich bei diesen Richtlinien, Prinzipien usw., wie wir bereits besprochen haben und ausführlicher behandeln werden, hauptsächlich um die Herstellung. Aber Industrie 4.0 geht de facto über ihre Prinzipien, Visionen und Elemente hinaus – und wird dies auch weiterhin tun, da Industrie 4.0 von der Vision zur Praxis übergeht, um der bevorstehenden Transformation der anderen Industrien entgegenzuwirken, die sie bereits ergreifen.

Dabei ist das Ziel das gleiche: ökosystemweite Daten über verschiedene Systeme und alle Prozesse hinweg, unter Nutzung von Datenübertragungsstandards und als Basis für eine integrierte Liefer- und Wertschöpfungskette.

Horizontale Integration in Industrie 4.0

Die Integration von IoT-Systemen für und durch Entwicklungs- und Planungsprozesse ist horizontale Integration.

Innerhalb dieser verschiedenen Systeme gibt es Stoff-, Energie- und Informationsflüsse. Darüber hinaus sind sowohl die internen als auch die externen Ströme und Interessengruppen (Partner, Anbieter, Verbraucher und andere Ökosystemteilnehmer von der Logistik bis zur Innovation) beteiligt.

Mit anderen Worten umfasst die horizontale Integration die Digitalisierung durch die gesamte Wertschöpfungs- und Lieferkette. Die sich auf den Datenaustausch und verknüpfte Informationssysteme konzentriert. Dies ist kein kleiner Job, wie Sie sich vorstellen können. Zunächst einmal gibt es innerhalb von Organisationen noch einige unzusammenhängende IT-Systeme. Für alle Unternehmen, ob industriell oder nicht, ist es eine Herausforderung. Das Bild wird viel komplizierter. Wenn Sie nach einer reibungslosen Integration und Datenfreigabe mit Anbietern, Verbrauchern und anderen externen Interessengruppen suchen.

Wir werden auch die Bedeutung einer frühzeitigen Datenerhebung und -bereitstellung unter Berücksichtigung des Lebenszyklus- und Wertstromfaktors von Rami 4.0 ansprechen.

Hier gibt es noch viel zu tun, seien es Details zu den Waren oder Informationen zu den verschiedenen aufgeführten Prozessen und anderen entlang der horizontalen Wertschöpfungskette (wie der Weg vom Anbieter und Output zum Endkunden und/oder Interessenvertreter/Partner).

Industrie 4.0 und die Organisation insgesamt sind jedoch kritisch. Die Vorteile und Treiber dieses Bedarfs an horizontal vernetzten Informationssystemen sind vergleichbar mit denen, die wir im Informationsmanagement erleben.

Wir sprechen bei vielen Kunden in den Lieferketten von Kundenservice und Zufriedenheit, Vorbereitung, Effizienz, Zufriedenheit, Schnelligkeit usw. Wenn sich die Backoffice-Informationen zu einem Schadenprozess beispielsweise nicht auf das Frontend beziehen, können Kundendienstmitarbeiter dem Kunden nicht schnell genug helfen. Wenn der Kunde des Clubs Informationen oder Unterstützung zum (Status des Prozesses) benötigt, vergleichen Sie dies mit Informationsmanagementproblemen innerhalb eines Versicherungsszenarios. In Industrie 4.0 und Produktion ist es dasselbe. Wir sprechen nur von mehr Stakeholdern, Prozessen und Stakeholdern, die stark voneinander abhängig sind, mehr Prozessen und Wissen usw.

Horizontale Integration hilft, horizontale Zusammenarbeit, Kooperation, Kosteneinsparungen, wertschöpfende Produktion, Geschwindigkeit (um reibungslose Abläufe und Dienstleistungen, aber auch schnelleres Marketing und Effizienz zu gewährleisten) und Optionen zum Aufbau horizontalen Informationswerts zu erreichen -basierte Ökosysteme.

Aber es ist nicht einfach, weil es ein Kinderspiel ist. Fragen Sie jeden Wirtschaftsverband. Last but not least: Wir sprechen nicht nur von Wissen. Am Ende des Tages stehen die Informationen, Beobachtungen und das Verhalten.

Vertikale Integration in Industrie 4.0

Die horizontale Integration betrifft IT-Netzwerke und Supply-Value-Chain-Ströme sowie die verschiedenen Prozesse, die in der Liefer-/Wertschöpfungskette stattfinden.

Das heißt, IT-Systeme unterschiedlicher Entwicklungs- und Produktionsstufen werden zu einer ganzheitlichen Lösung zusammengeführt, nicht auf horizontalen Ebenen.

Diese hierarchische Ebene ist die Feldebene (Sensorschnittstelle zum Produktionsprozess), die Leitebene (Regelung von Maschinen und Anlagen), die Ebene der Prozesslinie oder die eigentliche Produktionsstufe (die verfolgt und gesteuert werden muss), die betriebliche Ebene (Produktivplanung, Qualitätsmanagement etc.) bzw. der Ebene der Unternehmensplanung (Auftragsmanagement und -abwicklung, die größere Gesamtproduktionsplanung etc.).

Typische vertikale Integrationslösungen und -technologien umfassen SCADA-Systeme, die Fertigungsabläufe und Steuerungsebenen regeln. SCADA, das unterschiedliche Fertigungsprozesse und Überwachungsaufgaben ermöglicht. Die in der Tat in industriellen Steuerungssystemen, MES oder in Fertigungssystemen auf Managementebene und einem intelligenten Enterprise ERP weit verbreitet sind.

In den ersten Phasen der Industrie 4.0-Transformation spielt, wie bereits erwähnt, das MES (Manufacturing Execution System) eine Schlüsselrolle im digitalen Informations- und Kommunikationszentrum.

Neue Geschäftsmodelle in der Industrie 4.0 und Die Automatisierungspyramide

Wie bereits erwähnt, reichen die Perspektiven von Industrie 4.0 weit über Automatisierung, höhere Leistung usw. hinaus. Wie Industrie 4.0-Leute sagen, bestehen die wahren Chancen darin, neue Geschäftsmodelle zu finden und einzuführen.

Industrie 4.0 bietet echte Chancen, neue Geschäftsmodelle zu erkennen und zu integrieren.

Obwohl das leichter gesagt als getan ist (für viele Unternehmen, die bestimmte Ebenen und Ziele erreichen. Dies ist definitiv einer der Gründe, warum sie meistens zentriert sind. Wie Sie im Artikel über die industrielle Transformation lesen können). Es ist das eigentliche Ziel: Neue datenbasierte Marktmodellierung, neue Ökosysteme und neue Wege der Kundenbetreuung erfüllen die Anforderungen.

Die angestrebten Ziele der industriellen Verarbeitung betreffen vor allem die Service-Dimension der sogenannten Automatisierungspyramide.

Unten ist ein gutes Beispiel für eine Pyramide für diese Art der Automatisierung, die Güte der Menschen. Es sieht aus wie das obige Bild der vertikalen Integration. Nicht so, als hätten die Leute von Industrie 4.0 alles erfunden, oder? Die steigende Bedeutung des Internets der Dinge ist das, was wir jetzt haben. Und Industrie 4.0 beschäftigt sich unweigerlich viel mit dem Einstieg der IT in eine Welt der OT in Verbindung mit IoT und IT und OT-Konvergenz. Und tatsächlich sieht sie der DIKW-Pyramide sehr ähnlich, ein Modell, das es schon immer zu Demonstrationszwecken gab. Der Weg von der Information zum Verständnis und zur Weisheit, und am Ende ist alles eng miteinander verbunden.

Diese Automatisierungspyramide stellt eigentlich die Einführung von Industrie 4.0 in die Wirtschaft dar und kommt nicht nur Personen bekannt vor, die bereits in der industriellen Automatisierung gearbeitet haben. Ist aber auch denen bekannt, die die strategischen Implikationen von IoT-Strategien bereits kennengelernt haben.

Die Automatisierungspyramide Wir analysieren für die Realisierung von Industrie 4.0 besteht aus 4 Ebenen aus einem Transformationswinkel.

Denken Sie an Netzwerkmodellschichten wie OSI und andere. Da gibt es eindeutig ein technisches Element und natürlich IT und IoT die Leute erinnern sich auch an vieles.

Darüber hinaus sprechen wir grundsätzlich von Daten, von verknüpften Objekten bis hin zu Diensten, die auf der Identifikation von Objekten mit Sensoren und Systemen basieren. die Informationen bereitstellen, die analysiert und über Netzwerke an andere Plattformen gesendet werden. Das bietet neue Dienstleistungen, wie andere Aspekte von Industrie 4.0, wie vertikale Integration und horizontale Integration. Sie werden feststellen, dass wir es ein wenig an die Ökosystem-Dimension zur Implementierung neuer Services angepasst haben. Wenn Sie jemals diese Pyramide der einfachen Automatisierung sehen (mehr unten).

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