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Experiment ”Industrie 4.0”

Ing. DI(FH) Herbert Dirnberger, MA

5. November 2014meetup IoT Vienna

These slides are provided under ”Creative-CommonsAttribution-ShareAlike 3.0 Austria’ license

http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/at/

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Cyber Security Austria –Association to promote the safety of Austria strategic infrastructure

is a non-profit, independent and non-party organization, which has thegoal to promote and sponsor the security awareness in Austria as well

as to encourage the IT-Security of strategic infrastructure.

The honorary members of the association especially want to collect,link, facilitate and publish existing competencies.

http://www.cybersecurityaustria.at


Herbert Dirnberger

Automation & MechatronicsBusiness Informatics & IT/Information SecurityAutomation & SystemengineerHead of task group CSA:ICS SecurityAwareness for ICS Security in industry and infrastruktur

[email protected] @dirnberg

mailto:[email protected]

https://twitter.com/dirnberg

1 Future projectChallenges in the manufacturing industryWhere will you manufacture the product?Competition of locationsFuture projectInterpretation

2 Relevance: todayLevel of maturity(R)evolutionActivities of ”Industrie” 3.x”Industrie 4.0” barometerInnovation through collaboration

3 efficient, reliable, smart and safe & secureChances & risksSafe and reliableSummary

Future project Relevance: today efficient, reliable, smart and safe & secure

Challenges in the manufacturing industry

Production costsInnovation stressMinimized time to marketIncreasing customer requirementsAutomation of small seriesComplianceRisk appetite and tolerance

Source: CC-BY-NC Travel Aficionado https://www.flickr.com/photos/travel_aficionado/2396814840/

Herbert Dirnberger Experiment ”Industrie 4.0” meetup IoT Vienna 6 / 20

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Where will you manufacture the product?

Climatic und environmentRessourcesLawLogisticsCostsEmerging marketsRisk (terror, finance,demography ...)

Source: CC BY-NC-ND 2.0 Daimler AG https://www.flickr.com/photos/daimlerag/6759499245


https://www.flickr.com/photos/daimlerag/6759499245


Competition of locationsWirtschaftFreitag I 30. Mai 2014 I www.kurier.at/wirtschaft

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Der Wettkampf der StandorteWirtschaftsmächte.DieAmerikaner sinddenEuropäern inetlichenBereichenüberlegen

EU-Energieversorgung:South Stream muss warten

den“, sagte EU-Energiekom-missarGüntherOettinger.Ei-nedirekteGefahrsiehterder-zeit nicht: „Wir stehen heutedeutlich besser da als bei denGaskrisen2006und2009.“

Die Kommission schlägtauchvor,dieEnergiespeicherin Europa vorsorglich höherzu befüllen. EineAnalyse derKommission hat ergeben,dass derzeit durchschnittlichnur 56 der Gasspeicherkapa-zitäten genutzt werden. DieStaaten sollten zudem natio-naleNotfallpläneerstellen.

Derzeit importiert die EUnachAngabenderKommissi-on mehr als die Hälfte derEnergie, die sie verbraucht.AusRusslandwirdaktuellbeiRohöl und Erdgas je ein Drit-tel des Bedarfs gedeckt. Vor-erst auf Eis legen will Oettin-ger das umstrittene Gaspipe-line-Projekt South Stream, andem auchÖsterreich beteiligtist.DasProjektmüsseerstEU-rechtskonformwerden.

– PHILIPP HACKER-WALTON,BRÜSSEL

Verlagerungen kosten Tausende JobsMittwoch. Außerdem seienimGegenzug zudenVerlage-rungen seit 2002durchmehrals 1900Betriebsansiedelun-gen Unternehmen rund20.500 Arbeitsplätze ge-schaffen worden. WeitereAbwanderungen hofft derWirtschaftsminister mit ei-nerneuenStandort-Strategiemöglichst zuverhindern.Da-bei sollen durch schrittweiseVerbesserung der Rahmen-bedingungenLeitbetriebe imLand gehalten werden, dieWachstum und Beschäfti-gung bei ihren zahlreichenZulieferfirmensichern.

Schwerpunkt OstenInnerhalb Europas liegt Ös-terreichmit seinerAbwande-rungsquote im Mittelfeld,0,7 Prozent aller Beschäftig-ten waren in den vergange-nen elf Jahren davon betrof-fen. Das ist zwar schlechterals Deutschland (0,4 Pro-zent) und Italien (0,2 Pro-zent), aber deutlich besser

Studie. Durch Firmenpleiten gehen allerdingsmehr als doppelt so viele Arbeitsplätze verloren

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Die Wirtschaftskonkurrenten im VergleichUSA314 Millionen Einwohner. DieArbeitslosenrate sank zuletzt auf6,3 Prozent. Das Wirtschafts-wachstum sank zwar im erstenQuartal um 1 Prozent, insgesamtwird aber heuer eine Drei vor demKomma erwartet. Exportvolumen2013: 1145 Mrd. Euro.

EU507 Millionen Einwohner. DieArbeitslosenrate gibt leicht nach,wird heuer aber trotzdem 10,5Prozent ausmachen. DieWirtschaftsleistung wird heuerlaut Prognose um 1,5 Prozentsteigen. Exportvolumen 2013:1733 Mrd. Euro.

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Thiem unterliegt dem BestenDas Tennis-Talent konnte StarNadal in Paris nur kurz fordern.

Strategie-Wechsel. Angesichtsder Krise in der Ukraine unddes Gaskonflikts mit Russ-land steht die Unabhängig-keit in Energiefragen derzeitganz oben auf der europäi-schen Agenda. Die EU-Kom-mission hat am Mittwoch ei-ne „Strategie zur Sicherheitder Energieversorgung“ vor-gelegt; die Mitgliedsstaaten,die den Auftrag dazu gege-benhatten,wollenbeimJuni-Gipfel der Staats- und Regie-rungschefsdarüberberaten.

Die Strategie der Brüsse-ler Behörde sieht unter ande-remStresstests in den 28 EU-Staaten vor, mit denen ge-klärtwerdensoll,obdieEner-gieversorgung bei einemGas-Lieferstopp im nächstenWinter gesichert wäre. DieseTests sind vor allem für dieosteuropäischen Länderwichtig, die –wie etwaLitau-en – bis zu hundert Prozentvon russischem Gas abhän-gen.„Wirmüssenvermeiden,dass wir politisch und wirt-schaftlich erpressbar wer-

Durch Pleiten und Betriebs-schließungengehen inÖster-reich deutlichmehr Jobs ver-lorenalsdurchdieAbwande-rung von Firmen. Zu diesemErgebnis kommt eine Studiedes Wirtschaftsforschungs-unternehmensEcoAustriaimAuftrag von Wirtschaftsmi-nisterReinholdMitterlehner,dasdieRestrukturierungvon3000 Unternehmen mitknapp 1,3 Millionen Mitar-beitern in 27 europäischenStaatenuntersuchthat.

In Zahlen: In den vergan-genen elf Jahren kostete dieVerlagerung von Unterneh-men 6870 Arbeitsplätze,durch Insolvenzen wurdenim selben Zeitraum ein-schließlich der GroßpleitenAlpine und dayli mit 14.300mehralsdoppeltsovieleJobsvernichtet.DasKlischee,dassdurch Abwanderung beson-ders viele Arbeitsplätze ver-loren gingen, stimme dahernicht , soMitterlehnerbeiderPräsentation der Studie am

„Spitzenreiter“ Irland , wo1,8 Prozent aller Beschäftig-ten „Opfer“ von Verlagerun-genwurden.

Weitgehend gleich sinddagegen die Regionen, in dieUnternehmen ausgelagertwurden. EcoAustria-Chef Ul-rich Schuh: „DiemeistenUn-ternehmen wurden inner-halb der EUverlagert, erst anzweiter Stelle kommt Asienmit den Schwerpunkten Chi-naundIndien.“InnerhalbEu-ropas gibt es ein Ost-West-Gefälle, die meisten Firmenwanderten aus den westli-chen EU-Staaten nach Ost-europa,vorallemnachPolen.

Die heimischeWirtschaftfreilichsiehtdieLagenicht sopositivwiederMinister.Zwarhätte sichbisher, gestehtKarlNigl vom Autozuliefer-Rie-senMagna zu, die Abwande-rung in Grenzen gehalten.Aber: „Wenn wir in die Zu-kunft schauen, müssen wirfeststellen, dass die Investi-tionen nicht mehr in Öster-

reich, sondern verstärkt inanderen Regionen stattfin-den.“ Zum einen wegen derhohen Lohn- und Lohnzu-satzkosten, andererseits we-gen der geringen Flexibilitätbei der Arbeitszeit. Eine gro-ße Hürde sei auch die hoheSteuerquote für die Beschäf-tigten. – FRANZ JANDRASITS

www.kurier.at/wirtschaft

Minister Mitterlehner willLeitbetriebe stärken

Zur geballtenKraft zählen ne-ben Energie-kosten viele an-dere Faktoren

VON CHRISTINE KLAFL

Aus dem Linzer Stadtbild istdie voestalpine nicht wegzu-denken. Aus dem Umfelddes 300.000-Einwohner-Or-tes Corpus Christi bald auchnichtmehr. Dort entsteht einriesiges Voest-Werk. Der hei-mische Stahlriese könnteauch noch weitere Kapazitä-tenausLinzabziehen.„Dasistkeine Drohung, sondern ein-fach eine Anwendung derGrundrechenarten im globa-len Wirtschaftsgeschehen“,sagte Voest-Chef WolfgangEder kürzlich dazu.

Die Grundrechenarten,diedenWettbewerbderWirt-schaftsräume bestimmen,sindsimpel:IndenUSAkostetGas nicht einmal halb so vielwie in Europa. In der EU sinddie Personalkosten um 30

Prozent höher, Grundstückekosten ein Vielfaches als jen-seits desAtlantiks.

Diese Rechnung sei aller-dings zu kurz gedacht, mei-nen die Experten der Privat-bank Gutmann. Der Energie-preisseiwichtig,vorallemfürEnergie-intensive Betriebewie die Voest. „Letztlich ent-fallen aber nur vier bis zehnProzent der operativen Kos-ten in den USA auf Energie,in Europa vermutlich nochweniger“, sagt Gutmann-In-vestment-Manager NikolausGörg. Energiepreise würdenbei vielen nur marginal aufdie Wettbewerbsfähigkeitwirken. „Es muss also etwasanderes sein, was Erfolg aus-macht.“ Görg und Gutmann-Fondsmanager ChristophOlbrichhabeneinigeBeispie-

ledafür,warumdieUSAinet-lichen Bereichen die Nasevorne haben:– Regulierung Von Land zuLandunterschiedlicheAufla-gen,unterschiedlichesUnter-nehmensrecht – unter demstöhne vor allem der Dienst-leistungssektor in Europa.

Die USA ersparen sich dieseKleinteiligkeit nahezu. „DieFragmentierung bürdet Kos-tenauf.EingroßerHeimplay-er zu werden ist in der EUviel schwieriger als in denUSA“, sagtGörg.

– Eigenkapital In Europa istesUnternehmen fast unmög-lich,anRisikokapital(PrivateEquity) zu kommen. Undwenndoch, „heißt eswieder,die Heuschrecken kommen“,meinen die Gutmann-Mana-ger. In denUSA sei das Ange-bot an Eigenkapital viel, vielbreiter. Das wäre auch in Eu-ropa, wo die Banken auf derKreditbremse stehen, bitternötig. „Das fehlende Ange-bot ist ein viel größererWett-bewerbsnachteil alsdieEner-gie“, sagtGörg.– Innovation Wettbewerbsfä-higkeitseiaucheineFragederInnovationskraft. Dafür wie-

derum sei Risikokapital nö-tig – womit sich die europäi-sche Katze in den Schwanzbeißt.

Es gibt aber nicht nur Ne-gatives: „Wir haben großesJammerpotenzial, aber wirsindtoll“,sodieGutmann-Ex-perten. Großer Vorteil: dersoziale Friede. Und die gro-ße Chance durch die Nähezu Afrika, das im Jahr 2050mehr erwerbsfähigeMnschenalsChinaaufweisenwird. „Europamuss sich dortschnell positionieren. Dasverschlafen wir derzeit“, sodieAnalyse.

Friedhelm Loh: ”Wir wissen, dass die Amerikaner uns bei dertechnischen Software überlegen sind.”

Franz Gruber: ”Die Hoheit der USA bei Standard-IT-Serviceswie Social Networks, Suchmaschinen, Online-Versand oderSmartphones droht sich auch auf den industriellen Bereichauszuweiten.”

Source: http://www.kurier.at, 30.6.2014

Source: http://www.cio.de/_misc/article/printoverview/index.cfm?pid=155&pk=2953262&op=pdf&sg=1


http://www.cio.de/_misc/article/printoverview/index.cfm?pid=155&pk=2953262&op=pdf&sg=1


Future Project: Hightech Strategy HTS 2020

http://www.bmbf.de/pub/hts_2020.pdf

Future project of German government3% of GDP (2010 – 2013) (about 27 billion EUR)World market leader in machine buildingGoal: sustainable growth, employment, wealth


http://www.bmbf.de/pub/hts_2020.pdf


Future project: Hightech Strategy HTS 2020

Renewable energy (3700)Sustainable mobility (2190)Health, social topics (765)Carbon dioxide neutral cities (560)Alternatives for petroleum (570)Cloud for German economy (300)Industrie 4.0 (about 200 Mill. EUR/a)Secure digital identity (90)



Interpretation of ”Industrie 4.0”

Future project of German government and initiative of Germanindustrial companies and research centers to strength theperformance of the German industryFusion of digital and physical world (= phygital)IT distribution in manufacturingInnovation, maturity level of IT in manufacturingMachines, which think with us



Level of maturity

1.0 Mechanizing2.0 Industrialization3.0 Automation3.x PLM, digital enterprise platform, lean, CIM, digital manufacturing,

digital factory, green factory, integrated industry, smart factory,smart infrastructure, sustainable production, fractal factory,Ubicomp, APS, MES, ERP2, ...

* 4.0 Cyber Physical (Production) Systems

Networked products, machines and peoplemachines, which think with us



(R)evolution with (r)evolution consequences

Introduction is evolution, impact like revolutionNew manufacturing processes and business modelsIntegration of clients and suppliersNetworking of ecosystemsi4.0 invents itselfInternet of engineersNew paradigm: local self organizing units

powering technologies: IoT, CPS, RFID, M2M, cloud, mobil, big data,social media, virtualization, ”iPad”

Source: CC BY-SA 3.0: Internet 3D image by Giuseppe1999



Activities of ”Industrie 3.x” today

Sustainable improvement of business processesAutomation of value added chainIncrease of efficiencyDecrease of processing timeQuality assurance and traceability

Source: CC BY-NC 2.0 by Thomas Hawk https://www.flickr.com/photos/thomashawk/185472365


https://www.flickr.com/photos/thomashawk/185472365


”Industrie 4.0” barometer

79% Remote control60% Automation57% Enterprise ressource planning37% Energy efficiency15% Local self organizing production

units

+ Industrie 4.0 maturity level high+ Pioneer: automotive and high flexible manufacturing= Big data: barrier or chance– Manufacturing industry less use of cloud– Plant manufacturers don’t see the potential

Source: CC BY-SA 2.0, by Matt Wharton, https://www.flickr.com/photos/electricinca/5176578/

Source: Freudenberg IT, http://www.freudenberg-it.com/de/it-innovation-readiness-index/ueberblick.html


https://www.flickr.com/photos/electricinca/5176578/

http://www.freudenberg-it.com/de/it-innovation-readiness-index/ueberblick.html


Innovation through collaboration

Industrie 4.0 is powered through IT companies”Fieldbus war 2.0”No overlapping standardsNo open source projectsIndustry needs exchange of experiences, best practices undstandards

Source: by Beth Kanter, CC BY 2.0, https://www.flickr.com/photos/cambodia4kidsorg/3838140359


https://www.flickr.com/photos/cambodia4kidsorg/3838140359


Chances & risks of a networked production

https:

//www.youtube.

com/watch?v=

7NEe8G8eRuU

+ Optimized value added chain+ Reduction of time, fuel and CO2+ More information for driver,

stress-free driving– No LTE - no Service, ”Navi” -

syndrom– IT vulns enable hacker attacks– Simple failures and mistakes

could cause– Industrial espionage, malware,

Driver Deflection– High maintenance costs, vendor

lock-in– Privacy of driver, job of driver?


https://www.youtube.com/watch?v=7NEe8G8eRuU





safe and reliable

Energy and water supply, communicationEspecially whole infrastructure is threatenedNetworking increases complexity and dependence on energy andinformationSimple mistakes can have huge consequences and causeaccidentsEconomic interests are always in focusRisk potential increases enormouslyAttractive target for criminals because private and public worldswill be united



Summary

”Industrie 4.0” is the innovative usage of cloud, big data,RFID, mobile and much more. But it is not only the usage ofthese techniques.

The (r)evolution has already begun to ”Industrie 4.0”, will notbe completed in 10 years, challenge us enormously and giveus new powerful opportunities.

Not everywhere is really ”Industrie 4.0” inside.

The open pointsSecurity, safety und privacy(Open) standards und open sourceResilience


res publica

Cyber security affects us all!



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