Welche Assets können eine Verwaltungsschle haben?
Aktive und nicht aktive Kommunikationsfähige Assets
Welche grundlegenden Unterschiede bestehen zwischen der Automatisierungspyramide (Industrie 3.0) und der vernetzten Fabrik (Industrie 4.0)?
Antwort:
Die Automatisierungspyramide hat eine klare Schichtenstruktur (z. B. Feldebene, Steuerungsebene, Prozessleitebene). In der vernetzten Fabrik wird diese starre Trennung aufgehoben (vertikale Integration).
Funktionen werden nicht mehr an feste Schichten gebunden, sondern können flexibel zwischen Systemen und Ebenen verteilt werden.
Einsatz von Cloud- und Edge-Technologien zur Speicherung, Verarbeitung und Analyse von Daten.
Echtzeit-Datenzugriff ermöglicht eine höhere Flexibilität und Integration von IT- und OT-Systemen.
Welche technischen Treiber ermöglichen Industrie 4.0, und welche spezifische Rolle spielt Moore’s Law dabei?
Technische Treiber: Netzwerktechnologie, Big Data, Cloud Computing, Fortschritte in Algorithmik (z. B. KI, maschinelles Lernen), generative Fertigung (3D-Druck), Robotik, VR/AR.
Moore’s Law beschreibt die exponentielle Steigerung der Leistungsfähigkeit von Prozessoren und Speicher seit den 1960er-Jahren, mit einer Verdoppelung etwa alle zwei Jahre. Diese Entwicklungen bilden die Grundlage für leistungsfähige vernetzte Systeme.
Wie definiert das RAMI 4.0-Modell die drei Achsen, und welche Bedeutung haben sie in der Industrie 4.0?
Hierarchie-Ebene: Abbildung der Automatisierungspyramide (z. B. Sensoren, Steuerungen, Produktionsleitsysteme).
Lebenszyklus: Beschreibt die Phasen eines Assets, von der Planung über die Nutzung bis zum Recycling.
Layers: Repräsentieren funktionale Schichten, wie Geschäftsprozesse, Informationsmodelle, Kommunikation, Integration und physikalische Geräte. Diese Achsen ermöglichen eine standardisierte und modulare Beschreibung industrieller Systeme.
Welche Aufgaben übernimmt die Verwaltungsschale (Asset Administration Shell), und wie ist sie strukturiert?
Die Verwaltungsschale ist die digitale Repräsentation eines Assets, die während des gesamten Lebenszyklus dynamische und statische Daten bereitstellt.
Sie besteht aus Teilmodellen, die spezifische Merkmale wie Produktidentifikation, Prozessfähigkeit oder technische Spezifikationen bündeln.
Sie kann sowohl passiv (z. B. digitales Typenschild) als auch aktiv (z. B. Messwertübertragung, Konfigurationsupdates) sein.
Welche Vorteile bietet Edge Computing gegenüber reinem Cloud Computing in der Industrie 4.0?
Cybersecurity: Weniger Daten verlassen die Anlage, was das Risiko externer Angriffe reduziert.
Datenfilterung: Unnötige Daten werden vor der Übertragung in die Cloud gefiltert, wodurch das Datenvolumen reduziert wird.
Niedrige Latenz: Echtzeitverarbeitung und schnellere Reaktionszeiten durch Verarbeitung nahe am Ort der Datenerzeugung.
Wie wird der Begriff „Asset“ in der Industrie 4.0 definiert, und wie unterscheidet man Typen- und Instanzmerkmale eines Assets?
Ein Asset ist ein physisches oder digitales Objekt innerhalb einer industriellen Anlage (z. B. Maschine, Sensor, Steuerung).
Typenmerkmale: Allgemeingültige Eigenschaften eines Asset-Typs, z. B. Herstellername, Produktfamilie.
Instanzmerkmale: Spezifische Eigenschaften eines einzelnen Assets, z. B. Seriennummer, Herstellungsdatum.
Welche Herausforderungen bringt die Einführung von IIoT (Industrial Internet of Things) mit sich, insbesondere im Kontext von Echtzeit- und Cybersecurity-Anforderungen?
Echtzeit: Echtzeit- und Nicht-Echtzeit-Anwendungen teilen sich Netzwerke und Rechenressourcen, was zu Verzögerungen führen kann.
Cybersecurity: Die erhöhte Vernetzung macht OT-Systeme anfälliger für Angriffe, was physische Schäden an Anlagen oder Gefährdungen von Personen zur Folge haben könnte.
Die Kombination aus Asset und Verwaltungsschale heißt?
-> Industrie 4.0 Komponente
Was ist mit einer passiven verwaltungsschale nicht möglich?
Abruf aktueller Messwerte und Anstoß von Aktionen
Eine Verwaltungsschale besteht aus einem Header und Teilmodellen, die wiedderrum bestehen aus…?
Merkmalen (nicht Attribute) (die Merkmale selbst bestehen aus Attributen)
Welche Aussage trifft für ein Teilmodell zu?
standartisiert (wenn möglich)
bildet einen Anwendungsfall oder Usecase ab.
Was sind Beispiele für instanzbezogene Merkmale?
Seriennummer
Chargennummer
Was wird durch ECLASS standartisiert?
Ordne die folgende Funktion beziehungsweise Komponente den fünf Schichten der Automatisierungspyramide zu:
Kraft Sensor für ein Walzgerüst im Walzwerk
Feldebene (da Sensor)
Bedienungspanel für einen Bestückungautomaten in der Elektronikfertigung
Prozessleitebene
da HMI
Planung und Anzeige der aktuellen personellen Belegung mehrerer stanzmaschinen
Betriebsleitebene
Da Ressourcenplanung
Erfassung und Visualisierung der Ausschussquote in der aktuellen Schicht für eine Fertigungslinie von Ventilstangen
Da historische Daten
Hygienepumpe in der pharmazeutischen Fertigung
Feldbene
Da Aktor
SAP System
Unternehmensebene
Was versteht man unter dem Konzept der „Dark Factory“, und welche Vorteile bringt dieses Modell?
Eine „Dark Factory“ ist eine vollständig automatisierte Produktionsumgebung, die ohne menschliche Interaktion betrieben werden kann.
Vorteile: Maximale Effizienz, minimierte Fehleranfälligkeit, Reduktion von Energiekosten (z. B. keine Beleuchtung erforderlich), erhöhte Prozessgeschwindigkeit.
Wie unterscheidet sich die „Cloud“ von der „Edge“, und wie ergänzen sich die beiden Konzepte in der Industrie 4.0?
Cloud: Zentralisierte Speicherung und Verarbeitung von Daten in großen Rechenzentren, geeignet für langfristige Analysen und Datenarchivierung.
Edge: Dezentrale Verarbeitung nahe an den Datenquellen, geeignet für Echtzeitanwendungen und sofortige Entscheidungsfindung.
Kombination: Die Edge verarbeitet Echtzeitdaten, filtert und aggregiert sie, bevor sie für tiefere Analysen an die Cloud weitergegeben werden.
Welche Rolle spielt der ECLASS-Standard in der Verwaltungsschale, und warum ist dieser Standard für die Maschinenlesbarkeit entscheidend?
Der ECLASS-Standard ermöglicht die einheitliche Klassifikation von Produkten, Dienstleistungen und Merkmalen.
Er stellt sicher, dass Begriffe und Merkmale unabhängig von Schreibweisen, Sprachen und Branchen standardisiert sind. Dadurch wird eine maschinenlesbare Kommunikation und Interoperabilität zwischen Systemen ermöglicht.
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