Vor allem große Unternehmen haben die Digitale Fabrik in den letzten Jahren in ihre Unternehmensstrategie implementiert. Aus diesem Grund spielen die digitalen Methoden und Werkzeuge der Digitalen Fabrik bei der Einführung von Industrie 4.0-Ansätzen eine entscheidende Rolle.
Diese Arbeit widmet sich deshalb der Frage, welche notwendige Weiterentwicklung der Methoden und Werkzeuge der Digitalen Fabrik es geben muss, um zukünftig Industrie-4.0-fähige Produktionssysteme in der Smart Factory anhand von Praxisbeispielen planen und betreiben zu können. Dazu muss zuerst ein grundlegendes Verständnis für die Digitale Fabrik geschaffen werden. Im Rahmen dieser Arbeit soll der Frage nachgegangen werden, welche unterschiedlichen Definitionen bzgl. des Begriffes der Digitalen Fabrik existieren. Anhand einer wissenschaftlichen, systematischen Literaturrecherche wird der Forschungsstand der Digitalen Fabrik aufgezeigt, um einen vollständigen Überblick über das Konzept der Digitalen Fabrik zu erhalten.
Anhand der einschlägigen Literatur werden die Zusammenhänge bzw. Unterschiede der Begriffe „Digitale Fabrik“, „Industrie 4.0“ und der „Smart Factory“ erläutert und voneinander abgegrenzt. Damit soll ein Beitrag zur begrifflichen und konzeptionellen Übersichtlichkeit dieser Begriffe geleistet werden. Zu diesem Zweck wird die einschlägige Literatur zu Industrie 4.0 und Smart Factory bearbeitet. Speziell setzt sich die Arbeit mit den verschiedenen industriellen Revolutionen auseinander und stellt diese anhand geeigneter Kriterien einander tabellarisch gegenüber. Daran anschließend wird zur Erörterung der Nutzenpotenziale von Industrie 4.0 übergegangen. Die Enabler von Industrie 4.0: Cloud Computing, Big Data, Cyber-physische Systeme und Internet der Dinge und Dienste werden jeweils erklärt, an Praxisbeispielen veranschaulicht und anschließend im Hinblick auf den Forschungsstand kritisch gewürdigt.
Der Fokus liegt auf den Möglichkeiten, welche die Digitale Fabrik in Bezug auf die Industrie 4.0 bereit hält bzw. bereit halten kann. Es sollen die Flexibilität und die Vernetzung durch den gezielten Einsatz Industrie 4.0-fähiger Methoden und Werkzeuge entscheidend verbessert werden.
Inhaltsverzeichnis
- 1. Einleitung
- 1.1 Problemstellung
- 1.2 Zielsetzung der Arbeit
- 1.3 Aufbau der Arbeit
- 2. Der Ansatz der Digitalen Fabrik
- 2.1 Definitionsansätze
- 2.1.1 Abgrenzung der Definitionsansätze
- 2.1.2 Abgrenzung zur Virtuellen Fabrik
- 2.2 Stand der Digitalen Fabrik
- 2.2.1 Evolution der Digitalen Fabrik
- 2.2.2 Anwendungsgebiete der Digitalen Fabrik
- 2.2.3 Methoden und Werkzeuge der Digitalen Fabrik
- 2.2.4 Ziele und Nutzenpotenziale der Digitalen Fabrik
- 2.2.5 Tatsächlicher Nutzen
- 2.3 Handlungsfelder der Digitalen Fabrik
- 3. Das Konzept Industrie 4.0
- 3.1 Definitorik, Hintergründe und Ziele von Industrie 4.0
- 3.1.1 Definitionsansätze Industrie 4.0
- 3.1.2 Die vierte industrielle Revolution
- 3.1.3 Ziele und Nutzenpotenziale von Industrie 4.0
- 3.2 Merkmale von Industrie 4.0
- 3.2.1 Vertikale Integration und vernetzte Produktionssysteme
- 3.2.2 Horizontale Integration über Wertschöpfungsnetzwerke
- 3.3 Das Internet der Dinge und Dienste
- 3.3.1 Eingebettete Systeme und Cyber-Physische-Systeme
- 3.3.2 Cloud Computing und Big Data
- 3.4 Smart Factory
- 4. Voraussetzungen für Industrie 4.0
- 4.1 Referenzarchitektur und Standards
- 4.1.1 Die Auflösung der Automatisierungspyramide nach VDI
- 4.1.2 Referenzarchitekturmodell Industrie 4.0 - RAMI 4.0
- 4.2 Datensicherheit
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die vorliegende Masterarbeit befasst sich mit der Digitalen Fabrik und deren Rolle als Wegbereiter für die Industrie 4.0-fähige Fabrik der Zukunft. Sie analysiert die Entwicklung und Bedeutung der Digitalen Fabrik im Kontext der Industrie 4.0, untersucht die Voraussetzungen für die Implementierung von Industrie 4.0-Konzepten und beleuchtet die Herausforderungen und Chancen, die sich aus der Integration digitaler Technologien in die Produktion ergeben.
- Definitionen und Abgrenzung der Digitalen Fabrik
- Entwicklung und Stand der Digitalen Fabrik
- Konzept der Industrie 4.0 und deren Bedeutung für die Digitalisierung der Produktion
- Voraussetzungen für die Implementierung von Industrie 4.0-Konzepten
- Chancen und Herausforderungen der Digitalisierung der Produktion
Zusammenfassung der Kapitel
Die Einleitung führt in die Problemstellung und die Zielsetzung der Arbeit ein. Sie erläutert den Aufbau der Arbeit und stellt die relevanten Forschungsfragen vor. Kapitel 2 beschäftigt sich mit dem Ansatz der Digitalen Fabrik. Es werden Definitionen und Abgrenzungen vorgestellt, der Stand der Digitalen Fabrik analysiert sowie die Anwendungsgebiete, Methoden, Werkzeuge, Ziele und Potenziale der Digitalen Fabrik beleuchtet.
Kapitel 3 widmet sich dem Konzept der Industrie 4.0. Es werden Definitionen, Hintergründe und Ziele von Industrie 4.0 erläutert, die Merkmale von Industrie 4.0 untersucht sowie das Internet der Dinge und Dienste im Kontext von Industrie 4.0 betrachtet. Kapitel 4 behandelt die Voraussetzungen für die Implementierung von Industrie 4.0-Konzepten. Es werden Referenzarchitekturen und Standards analysiert sowie die Bedeutung von Datensicherheit im Kontext der Digitalen Fabrik und Industrie 4.0 beleuchtet.
Schlüsselwörter
Digitale Fabrik, Industrie 4.0, Smart Factory, Cyber-Physische Systeme, Internet der Dinge, Cloud Computing, Big Data, Referenzarchitektur, Datensicherheit, Produktion, Digitalisierung, Automatisierung, Vernetzung, Integration.
Häufig gestellte Fragen
Was ist die "Digitale Fabrik"?
Die Digitale Fabrik ist ein Netzwerk von digitalen Modellen, Methoden und Werkzeugen – wie Simulation und 3D-Visualisierung – die zur Planung und zum Betrieb von Produktionssystemen eingesetzt werden.
Wie hängen Digitale Fabrik und Industrie 4.0 zusammen?
Die Digitale Fabrik gilt als Wegbereiter für Industrie 4.0, da ihre Methoden die notwendige Basis für die Vernetzung und Automatisierung in einer Smart Factory bilden.
Was versteht man unter einer "Smart Factory"?
Eine Smart Factory ist eine Produktionsumgebung, in der sich Fertigungsanlagen und Logistiksysteme ohne menschliche Eingriffe weitgehend selbst organisieren.
Was sind die "Enabler" von Industrie 4.0?
Zu den technologischen Treibern gehören Cloud Computing, Big Data, Cyber-physische Systeme (CPS) sowie das Internet der Dinge und Dienste.
Was ist das RAMI 4.0 Modell?
Das Referenzarchitekturmodell Industrie 4.0 (RAMI 4.0) dient als Standard, um die komplexen Zusammenhänge und Kommunikationsstrukturen in vernetzten Produktionssystemen einheitlich zu beschreiben.
Welche Rolle spielt die Datensicherheit in der Industrie 4.0?
Da Industrie 4.0 auf totaler Vernetzung basiert, ist Datensicherheit eine zentrale Voraussetzung, um Produktionsprozesse vor Manipulation und Spionage zu schützen.
- Citar trabajo
- Michelle Adam (Autor), 2017, Die Digitale Fabrik als Wegbereiter für die Industrie 4.0-fähige Fabrik der Zukunft, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/370940
