Abstract:
Kooperation und Kollaboration technischer Systeme ist in verschiedenen Anwendungskontexten eines der wesentlichen Ziele der Vision der Industrie 4.0. Hierzu ist es jedoch notwendig, eine geeignete semantische Basis für den Informationsaustausch der technischen Systeme zu definieren. Dies ist das Ziel des Projektes SemAnz4.0. Im Rahmen des Projektes wird, basierend auf internationalen Standards, die maßgeblich von deutscher Seite vorangetrieben werden, ein Konzept entwickelt, welches die Informationsmodellierung und den Informationsaustausch technischer Systeme im Kontext von Industrie- 4.0- Anwendungsszenarien ermöglichen soll. Die Normen und Standards bzw. die sie unterstützenden Organisationen bilden damit perspektivisch eine „Semanti sche Allianz für Industrie 4.0“ – daher das Akronym „SemAnz4.0“. Der vorliegende Beitrag stellt ein Konzept zur Systemmodellierung dar, das auf der Nutzung einer modellübergreifenden Semantik basiert. Auf diesem Konzept aufbauende Systemmodelle bilden die für den Anwendungskontext des Systems notwendigen Informationen ab, sodass sie durch andere Systeme interpretierbar sind, und stellen somit die Basis für die Kooperation bzw. Kollaboration dieser Systeme dar. Das SemAnz4.0- Konzept wird in diesem Beitrag so wohl technologieunabhängig dargestellt als auch für ein Beispiel der verfahrenstechnischen Domäne mit Hilfe von AutomationML und eCl@ss implementiert.
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Abstract:
Der heutige Planungsprozess von Betriebsmitteln (engl. Resources), beispielsweise Anlagen in der Fahrzeugmontage oder Roboterzellen im Rohbau, weist bestehende Lücken in der durchgängigen und ganzheitlichen Bereitstellung von Planungsdaten in den Engineering Disziplinen Mechanik-, Elektrokonstruktion und Softwareentwicklung, sowie für nachgelagerte Änderungs- und Dokumentationsprozesse, auf. Mit diesem Beitrag werden eingangs diese Lücken identifiziert und den wesentlichen Planungsschritten zugeordnet. Anschließend wird ein ganzheitlicher Ansatz formuliert und als potentielle Methodik, zum Schließen der identifizierten Lücken im übergeordneten Entwicklungsprozess von Betriebsmitteln, vorgestellt. Die Methodik basiert auf bestehenden Engineering Ansätzen in den Bereichen Requirements Engineering und –Management, Model Based Systems Engineering, Konstruktionsmethoden und Formalisierter Prozessbeschreibung und fokussiert eine automatisierte Unterstützung der Planungs- und Konstruktionsphasen im Entwicklungsprozess von Betriebsmitteln. Durch die Einführung der Methodik werden, bedingt durch den Bezug auf die bereits bestehenden Engineering Ansätze, Anforderungen und notwendige Erweiterungen (u.a. AutomationML) ermittelt und in den jeweiligen Bereichen validiert. Die generelle Funktionalität der Methodik wird anhand eines Anwendungsbeispiels demonstriert. Darüber hinaus wird das Potential der Methodik im Entwicklungsprozess von Betriebsmitteln beleuchtet.
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Abstract:
In this paper, a model-based approach for the engineering of production systems is presented, which can be used for structuring information about different viewpoints of a system as well as to support the engineering workflow. In an Industry 4.0-context, these models allow the description of the capabilities of machines or even factories from a functional perspective. This information can be used to react quickly on changes in the production environment, caused by product changes or changes in the requirements of the production process, like shorter production times or higher quality of the products. The information model described in this paper supports the adaption of production systems, since the impact of changes can be evaluated in a comprehensive view. Furthermore, the paper shows how the workflow can be designed to effectively plan with the information model. The proposed approach supports the Industry 4.0 related aspects [4] of smart and continuous engineering and horizontal integration.
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Abstract:
Cooperation and collaboration of technical systems in different application contexts is one of the main targets of the vision of “Industrie 4.0” (I40). In order to bring this vision to industrial practice, it is necessary to define a semantic basis for information exchange between systems. This paper provides the results of a project that focused on semantic modeling based on standards relevant in the I40 context. Particularly, a meta model for modeling mechatronic systems as well as a meta model for modeling the systems characteristics is provided. The combination of the two developed meta models can be used for implementation in semantic technologies, i.e. Web Ontology Language, or AutomationML. Furthermore, a use-case is introduced that shows an implementation of the meta models in AutomationML with the use of ecl@ss properties in the engineering and operation of a discrete manufacturing system.
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