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Table of content

• Industrielle Kommunikation
• Impressum / Copyright
• Autorenporträt
• Vorwort
• Inhaltsverzeichnis
• Abkürzungsverzeichnis
• 1 Die digitale Fabrik: Antwort auf neue Geschäftsmodelle
• Abbildung 1: Wirkung disruptiver Geschäftsmodelle
• 1.1 Innovationen in Technologien und Geschäftsmodellen
• Abbildung 2: Zusammenhang zwischen technologischen und Geschäftsmodell-Innovationen
• 1.2 Kommunikationstechnologie als Infrastruktur der digitalen Fabrik
• Abbildung 3: Technologien, Prozesse und Geschäftsstrategien in der digitalen Fabrik
• Abbildung 4: Künftige Entwicklung der industriellen Kommunikation
• Abbildung 5: Die digitale Infrastruktur in der Fabrik von morgen
• 1.3 Zu diesem Buch
• 2 RFID - Synchron mit der Wirklichkeit
• Abbildung 6: RFID-Systeme sind das Mittel der Wahl, um passive Objekte in das IIoT zu integrieren
• 2.1 Systemaufbau und technische Grundlagen
• Abbildung 7: Typische Konfiguration eines RFID-Systems
• Abbildung 8: Funkfrequenzen für RFID-Systeme
• Abbildung 9: HF-Systeme zeichnen sich durch kompakte Bauformen und hohe Störfestigkeit aus
• 2.2 Systemintegration
• Abbildung 10: UHF-Smart Label
• Abbildung 11: Entkopplung von Kommunikationsfluss und Netzwerkstruktur
• 2.3 Einsatz in der digitalen Fabrik
• Abbildung 12: Nutzung von UHF-RFID bei der Stoßfänger-Produktion - links die Erfassung vereinzelter Erzeugnisse in der Qualitätskontrolle, rechts die Pulkerfassung am Warenausgang
• Abbildung 13: Closed-Loop und Open-Loop-Nutzung von Transpondern
• 3 Industrielle Netzwerke - Datenautobahn in der digitalen Fabrik
• 3.1 Spezielle Anforderungen im Industrieumfeld
• Abbildung 14: Die digitale Fabrik erfordert leistungsfähige Netzwerktechnik und gut strukturierte Netzwerke
• Abbildung 15: Defense-in-depth-Strategie für hohe Anlagen- und Netzwerksicherheit sowie Systemintegrität
• 3.2 Aufbau und Struktur industrieller Netzwerke
• Abbildung 16: Strukturiertes Netzwerkkonzept zur Anbindung Ethernet-basierter Automatisierungssysteme an Unternehmensnetzwerke
• 3.3 Komponenten für industrielle Netzwerke
• Abbildung 17: Industrial-Ethernet-Switches für alle Aufgaben im industriellen Umfeld
• Abbildung 18: Modulare Switche erlauben höchste Flexibilität
• Abbildung 19: Wireless-LAN Access Point in industrieller Umgebung
• Abbildung 20: Spezielle Geräte für die Netzwerksicherheit ermöglichen skalierbaren Schutz, z. B. bei Remote-Zugriff
• 3.4 Engineering, Diagnose und Service
• Abbildung 21: Topologieansicht im Netzwerk-Management-Tool
• 4 OPC UA: Gemeinsame Sprache im Internet der Dinge
• 4.1 Ziele und Anforderungen
• Abbildung 22: Anforderungen an die Kommunikation im Industrie 4.0-Umfeld
• Abbildung 23: Einsatz von OPC UA in der intelligenten Fabrik
• 4.2 Aufbau und Bestandteile von OPC UA
• Abbildung 24: Grundbestandteile von OPC UA
• Abbildung 25: Erzeugung des semantischen Kontexts
• Abbildung 26: Modellierung in OPC UA: Aufbau eines Dampfboilers und seine Abbildung im Objektmodell
• Abbildung 27: Companion Specifications ergänzen die in OPC UA vorhandenen Informationsmodelle um bestimmte Technologie- oder Branchenaspekte
• Abbildung 28: Security-Architektur von OPC UA
• 4.3 Erweiterung um Publish/Subscribe
• Abbildung 29: Publish/Subscribe auf Basis von UDP Unicast/Multicasts
• Abbildung 30: Nutzung eines Message Brokers bei OPC UA Publish/Subscribe
• 4.4 Ausblick: Deterministisches OPC UA
• 5 Cloud Connectivity
• 5.1 Konnektivität für die Datenkommunikation
• Abbildung 31: Vor-Ort-Service bei Offshore-Windrädern ist naturgemäß extrem teuer - Data Analytics hilft, ungeplante Einsätze zu verhindern
• 5.2 Voraussetzungen und Rahmenbedingungen
• 5.3 Konnektivitätselemente
• Abbildung 32: Einsatz der MindConnect Nano als IIoT Gateway unter Nutzung des bestehenden Automatisierungsnetzwerkes
• Abbildung 33: Cloud-Anbindung mit strikter Netzwerktrennung
• Abbildung 34: Intrinsische Cloud-Konnektivität bei Simatic S7
• 5.4 Engineering der Cloud-Anbindung
• Abbildung 35: Datenverwaltung in der Cloud mit dem Fleet Manager
• 6 Kommunikationsnetze der Zukunft: Multi-Service-Infrastrukturen als Kern der digitalen Fabrik
• 6.1 Vom Feldbus zur Multi-Service-Infrastruktur
• Abbildung 36: Überführung der Automatisierungsinseln zu einer Multiservice-Infrastruktur
• 6.2 Der Data-Center als Blaupause für die digitale Fabrik?
• Abbildung 37: Service-orientierten Architektur und deren Serviceebenen
• 6.3 Technologische Bausteine und Konzepte
• Abbildung 38: Virtuelle und physikalische Ebenen in der Infrastruktur von Data Centern
• Abbildung 39: Organisationsmodelle für die TSN-Konfiguration
• 6.4 Drahtlose Netzwerke mit 5G
• Abbildung 40: Architektur von Profinet mit TSN
• Abbildung 41: Wireless-Technologien in den industriellen Anwendungen
• Abbildung 42: Architektur von Software Defined Radio
• 6.5 Localization as a Service
• Abbildung 43: Infrastruktur für Localization-as-a-Service
• 6.6 Multi-Service-Infrastrukturen als Kern der digitalen Fabrik
• Abbildung 44: Multi-Service-Infrastruktur als Kernelement der Digitalen Fabrik
• 7 Fallstudie: Mit RFID vom C-Teile-Lieferanten zum innovativen Prozessdienstleister
• 7.1 Bisheriges Geschäftsmodell der Würth Industrie Service
• Abbildung 45: Hauptsitz der Würth Industrie Service in Bad Mergentheim
• 7.2 Kommunikationstechnik als Kern eines neuen Leistungsangebots
• Abbildung 46: Kleinladungsträger W-KLT 2.0
• Abbildung 47: Typische Modullösungen der Würth Industrie Service für die Kanban-Abwicklung mittels RFID
• Abbildung 48: Passiver RFID-Tag auf einem Kanban-Behälter der Würth Industrie Service
• Abbildung 49: Topologie der Datenströme innerhalb des RFID-Kanbans der Würth Industrie Service
• Abbildung 50: Prozess der Kanban-Abwicklung mittels RFID der Würth Industrie Service
• 7.3 Das digitale Geschäftsmodell der Würth Industrie Service
• Abbildung 51: Digitale Technologien ermöglichen eine umfassende Innovation des Geschäftsmodells der Würth Industrie Service
• 7.4 Ausblick
• Abbildung 52: iBin mit integriertem Kameramodul und iBin WP zur autarken Verwendung innerhalb der Produktion
• Weiterführende Literatur
• Anmerkungen
• Abbildungsverzeichnis