Oliver Riedel studierte Technische Kybernetik an der Universität Stuttgart und promovierte an der Fakultät für Konstruktions-, Produktions- und Fertigungstechnik zum Dr.-Ing. Seit über 20 Jahren beschäftigt sich Oliver Riedel mit den Grundlagen und der praktischen Anwendung von Methoden zur virtuellen Absicherung in der Produktentwicklung und der Produktion. Er leitete in dieser Zeit zahlreiche Projekte für internationale Großunternehmen der Automobilindustrie und Energiewirtschaft zur Einführung virtueller Methoden. Nach seiner Tätigkeit am Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation (IAO) war er bei der CENIT AG Systemhaus und der SiliconGraphics Inc. im Bereich Professional Services für das Themenfeld Virtuelle Produktentstehung in leitender Funktion tätig. Danach war Oliver Riedel bei der AUDI AG für die Prozessintegration und das Informations-Management im Produktprozess verantwortlich. 2010 wechselte er als Leiter Informationstechnologie und Prozessintegration Produktprozess in den VW Konzern. Ab März 2012 war er bei der AUDI AG weltweit verantwortlich für die Steuerung der Planungsprozesse und die Koordination produktionsrelevanter IT. Seit November 2016 ist er Professor an der Universität Stuttgart und neben Prof. Alexander Verl Institutsleiter am ISW. Oliver Riedel hat den Lehrstuhl „Produktionstechnische Informationstechnologien“ inne und ist seit Juni 2018 Institutsleiter des Fraunhofer IAO. Darüber hinaus ist er im Ehrenamt der Vorstandsvorsitzende des VDI-Landesverband Baden-Württemberg und in der nationalen Plattform Zukunft der Mobilität aktiv.

Software-defined Manufacturing stellt die Produktion vor einen Paradigmenwechsel, indem die Grenzen zwischen virtueller und realer Produktion, Produktbeschreibung und deren Interaktion verschwimmen. Gleichzeitig nehmen die externen Anforderungen an die Produktion durch zunehmende Individualisierung, schnellere Innovationszyklen sowie steigenden Qualitätsanforderungen zu. Um diese zu beherrschen, müssen Produktionssysteme beständig wandlungsfähiger werden und sowohl Wandlungsfähigkeit als auch Flexibilität in die Planung zukünftiger Systeme integriert werden. Zweifelsfrei bietet der Paradigmenwechsel zum Software-defined Manufacturing die Möglichkeit, die Wandlungsfähigkeit gezielt zu verbessern und strukturiert Lösungsräume für die Zukunft vorzudenken.

Marvin Carl May, M.Sc. ist Mitglied der erweiterten Institutsleitung des wbk Instituts für Produktionstechnik am Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Herr May leitet die Gruppe Produktionssystemplanung, die sich in Forschung und Praxis schwerpunktmäßig mit den Themen Planung und Steuerung von Produktionssystemen, Technologie- und Digitalisierungsplanung sowie Verfahren des maschinellen Lernens in Industrie 4.0 Anwendungsfällen befasst. Im Jahr 2019 schloss er sein Studium der Fachrichtung Wirtschaftsingenieurwesen mit Fokus auf angewandter Informatik, Operations Research und deren Einsatz in der Produktion ab. Die ganzheitliche Gestaltung und Bewertung von Produktionssystemen ist eine zentrale Forschungsfrage in zahlreichen von ihm mitgestalteten Forschungs- und Verbundprojekten. Das methodische Vorgehen umfasst den Einsatz quantitativer Methoden sowie die Entwicklung und Einführung innovativer Technologien in Produktionsabläufe. Ein besonderer Fokus gilt darüber hinaus der datengetriebenen Planung und Steuerung der Produktion.

Heute dauert es in der Automobilindustrie oft Monate, mitunter Jahre, bis die Fertigungskette für ein neues PKW-Modell aufgebaut ist. Hintergrund ist, dass viele Maschinen speziell entwickelt werden und Software meist starr an die Anlagen und Produkte gekoppelt ist. Wandlungsfähige Produktionssysteme könnten den Weg zu mehr Varianten und schnelleren Produktwechseln ebnen. Die Beherrschung solcher Systeme stellt jedoch eine große Herausforderung dar.
Ein wesentliches Ziel von Bosch im Projekt Software-Defined Manufacturing für die Fahrzeug- und Zulieferindustrie (SDM4FZI) ist es, einzelne Maschinen bis hin zu ganzen Fabriken flexibel durch Software planen, steuern und anpassen zu können. Automatisierungstechnik soll durch Software individuell und anwendungsbezogen nutzbar gemacht werden, ohne dafür Hardware von Grund auf neu bauen zu müssen.
Im Rahmen des Vortrags wird ein Überblick über bisherige Forschungsarbeiten bei Bosch und ein Ausblick auf ein durch Software-Defined Manufacturing wandlungsfähig gestaltetes modulares Produktionssystem sowie dessen Erprobung in der ARENA2036 gegeben.

Lebenslauf Dr.-Ing. Urs Leberle
2003 – 2009 Studium Maschinenbau, Universität Karlsruhe (TH), Karlsruhe
2009 – 2015 Akademischer Mitarbeiter, wbk Institut für Produktionstechnik, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Karlsruhe
2015 – 2019 Projektleiter im Sondermaschinenbau, Robert Bosch Manufacturing Solutions GmbH, Stuttgart-Feuerbach
2019 – heute Projektleiter im Zentralbereich Forschung und Vorausentwicklung, Robert Bosch GmbH, Renningen

Die heutige Gesellschaft steht vor einem Wandel. Es werden Werte nachgefragt, die mit fair, nachhaltig und klimafreundlich nur eine kleine Teilmenge neuer Vorstellungen beschreiben. Diese Werterwartungen stellen aber industrielle Betriebe vor massive Herausforderungen, weil sie keine Daten über eine faire, nachhaltige oder klimafreundliche Produktion haben. Denn, seit Bestehen des produzierenden Gewerbes waren eigentlich immer die Werte schneller, besser, billiger gefragt. Genau diese Transformation für produzierende Betriebe will senseering lösen. Mit der Vision einer Machine Economy werden zukünftig Maschinen- und Gerätedaten weltweit simple, sicher und stabil vernetzt, es werden verschlüsselt Steuerungsdaten, Informationen und Wissen ausgetauscht, und mittels KI verwertet. KI als Sprache zwischen Menschen und Maschinen. Wie will Mensch auch sonst mit Maschinen reden?

Daniel Trauth ist IHK-zertifizierter Mechatroniker der anschließend sowohl Maschinenbau als auch Wirtschaftwissenschaften an der RWTH Aachen University studierte. Im Anschluss an sein Studium promovierte er am Werkzeugmaschinenlabor WZL und ist dort als Oberingenieur und Mitglied des Management Boards für die Digitalisierungsstrategie am Lehrstuhl für Technologie der Fertigungsverfahren verantwortlich. Außerdem hat Daniel Trauth ein Startup zur Monetarisierung und Verwertung von Maschinendaten gegründet, das mit dem RWTH-Spin-off-Award und dem #DWNRW-Startup-Of-The-Month-Award des Landes NRW ausgezeichnet wurde.

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Wie lösen wir die Herausforderungen eine Datenökonomie mittels Datenverfügbarkeit und Datensouveränität unter Einhaltung der EU Datenschutz und Datensicherheitsanforderungen?
Mit GAIA-X entwickeln Vertreter aus Wirtschaft, Wissenschaft und Politik auf europäischer Ebene einen Vorschlag zur Gestaltung der nächsten Generation einer europäischen Dateninfrastruktur. Ziel ist eine sichere und vernetzte Dateninfrastruktur, die den höchsten Ansprüchen an digitale Souveränität genügt und Innovationen fördert. In einem offenen und transparenten digitalen Ökosystem sollen Daten und Dienste verfügbar gemacht, zusammengeführt, vertrauensvoll geteilt und genutzt werden können.

Andreas Weiss verantwortet den Geschäftsbereich „Digitale Geschäftsmodelle“ beim eco – Verband der Internetwirtschaft e.V. Er ist seit 1998 für den Verband aktiv und leitete die Kompetenzgruppe E-Commerce und Logistik sowie später E-Business. Seit 2010 ist er als Direktor EuroCloud Deutschland_eco e.V. und seit 2019 als Vorstandmitglied Trusted Cloud für die Cloud Aktivitäten des Verbandes verantwortlich und engagiert sich darüber hinaus in weiteren Projekten zu den Themengebieten Künstliche Intelligenz, Datenschutz und DSGVO sowie Sicherheit und Compliance digitaler Services. Seit 2019 ist er an der Gestaltung von GAIA-X beteiligt und koordiniert die Entwicklung der GAIA-X Federation Services.

Einzelne Automatisierungskomponenten auf erwartbare Ausfallsmuster zu überwachen, das dürfen wir heute als Stand der Technik ansehen. Entsprechende Lösungen sind jedoch oft noch proprietär oder aufwändig in der Umsetzung. Gleichzeitig werden signifikante Datenquellen auf verschiedensten Ebenen bisher weder sinnvoll verknüpft noch gemeinsam analysiert, da einheitliche Schnittstellen und Verarbeitungskonzepte fehlen. Erst eine entsprechend erweiterte Perspektive aber ermöglicht das Monitoring von Maschine und Prozess über Anlagengrenzen hinweg, erlaubt neue (Prozess-) Regelkreise und macht aus aktuellen IT-Trends sinnvolle Dienstleistungsmodelle. Im Rahmen von des Verbundprojekt SDM4FZI beschäftigst sich eine interdisziplinäre Arbeitsgruppe mit entsprechenden Datenbasierten Diensten und versucht anhand von exemplarischen Anwendungen darzustellen, wie die (bereichsübergreifende) Zusammenführung von Informationen zu realem Mehrwert führt.

Peter Zahn, Jahrgang 1985, war im Anschluss an sein Studium im Fach Automatisierungstechnik in der Produktion zwischen 2012 und 2018 am Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW) an der Universität Stuttgart als akademischer Mitarbeiter und Leiter der Forschungsgruppe Antrieb- und Regelungstechnik/Maschinentechnik tätig. In diesem Zeitraum arbeitete er auch im Rahmen seiner Promotion an einem neuartigen Antriebskonzept für Vorschubantriebe durch mechanischen Impulseintrag. Nach dem Wechsel zur NAGEL Maschinen- und Werkzeugfabrik GmbH beschäftigt er sich seit 2018 mit der Entwicklung neuer Technologien und verantwortet dort aktuell den Bereich „Entwicklung Steuerungstechnik“, welcher unter anderem die zentrale Technologiesteuerung für den Honprozess bereitstellt. Im Verbundprojekt SDM4FZI koordiniert er die Aktivitäten im Bereich der Datenbasierten Dienste.

Über den Digitalen Zwilling wird zwar viel gesprochen, aber sein Einsatz in der industriellen Produktion wirft für die meisten Maschinenbauer noch sehr viele Fragen auf. Nur wenige Firmen haben sich bisher intensiv damit befasst, wie der Digitale Zwilling für ihre jeweiligen Produkte aufgebaut werden muss und wie er sinnvollerweise in die Abläufe in der Produktion integriert wird. Im Vortrag wird aufgezeigt, wie die Use Cases für eine Maschinenproduktion aussehen und welche Potentiale damit gehoben werden können. Die „Verwaltungsschale“ und die diesbezüglichen Standardisierungsaktivitäten bilden dabei ein zentrales Element für die Umsetzung im Maschinenbau.

Ernst Esslinger studierte Maschinenbau an der Universität Stuttgart. Seit 1985 arbeitet er in der HOMAG Gruppe, zunächst in verschiedenen verantwortlichen Positionen im Forschungs- und Entwicklungsbereich und anschließend verantwortete er die steuerungstechnische Ab-wicklung von Anlagenprojekten. Derzeit ist er als Director des Center of Excellence für die Gestaltung der Prozesse zur Abwicklung von weltweiten Anlagenprojekten zuständig. Als Chaimann leitet er die OPC UA Arbeitsgruppe für Woodworking Machinery und in der IDTA (Industrial Digital Twin Association) ist er im Vorstand tätig.

Software-defined Manufacturing erlaubt die Virtualisierung der Automatisierungstechnik durch die Kombination von Industrie 4.0 Technologien mit effizienten, agilen Softwareentwicklungsmethoden aus der IT. Dies ermöglicht, qualitativ hochwertige Steuerungsprogramme in der virtuellen Welt zu entwickeln, zu optimieren, zu testen und von dort direkt auf die realen Produktionssysteme zu deployen.
Im Vortrag erfahren Sie, wie in SDM4FZI diese Vision erreicht werden soll durch Simulation von Digitalen Zwillingen der realen Produktionsanlagen basierend auf validierten, modularen Komponentenmodellen in Kombination mit virtualisierten Steuerungssystemen und durch die Verschmelzung von Produktions-OT mit IT.

Denis Pfeifer, M.Sc. schloss ein Masterstudium in Maschinenbau an der Universität Stuttgart und in Engineering Mechanics and Sciences am Georgia Institute of Technology in Atlanta ab. Er spezialisierte sich in den Fachbereichen der technischen Dynamik und Mechatronik. Seit 2021 ist er bei der Industriellen Steuerungstechnik GmbH Projektleiter in der Vorentwicklung Simulationstechnik, u.a. für SDM4FZI.

Software-defined radio, software-defined network, software-defined manufacturing, Open Process Automation – Standard – alle diese Schlagwörter haben eines gemeinsam: Die Öffnung bestehender, proprietärer Systeme durch offene Schnittstellen, offene Standards.
Bei genauerer Betrachtung sieht man, dass diese Ansätze (fast) immer darauf basieren, dass auf einer Hardware eine Virtualisierungsschicht, der Hypervisor, läuft. Die Funktionalitäten werden in Software abgebildet und laufen dann in einem virtuellem System.
Oftmals werden heute zusätzlich noch Container genutzt, um Software nur einmal entwickeln zu müssen, aber auf vielen Geräten nutzen zu können.
Mit dem Einzug von neuen Technologien wie TSN (Time Sensitive Network) in die Automatisierung werden auch proprietäre Lösungen in der Vernetzung der Anlagen bis hinunter zu den Sensoren/Aktuatoren ablösbar. Schritte, die notwendig sind um software-defined manufacturing sowie Open Automation zu ermöglichen.
Aber wie steht es mit der Echtzeitfähigkeit, dem Determinismus, in solchen Systemen? Im Container? Und was hat es mit der Multi Core Technologie auf sich? Kann das auch mit einer grafischen Ausgabe auf einem solchen System funktionieren?
Auf diese Fragen gibt der Vortrag erste Antworten, die auf der Evaluierung von unterschiedlichen Systemen mit Open Source Software wie Linux, jailhouse, ACRN, Kubernetes usw. beruhen.

Geschäftsführender Gesellschafter der Linutronix GmbH seit 2006, dem führenden Anbieter von Linux für die Industrie. Davor jahrzehntelang in unterschiedlichen Positionen der Embedded Industrie in der Entwicklung, Marketing und als BU Leiter. Seit mehr als 20 Jahren überzeugt von dem Potential von Open Source Software.