anforderungen von industrie 4.0 an die ... · big data management ausarbeitung von aktionen durch...
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Wolfgang Brem
Business Development Senior Architekt für das Produzierente Gewerbe in Europa
03. März 2016
Anforderungen von Industrie 4.0 an die Kommunikationsinfrastruktur
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Die Industrielle Evolution
18ste
Jahrhundert
Dampf
20ste
Jahrhundert
Massen
Produktion
Die Siebziger
Roboter
Heute
Digitalisierung
Technologischer
Fortschritt
Intelligente
Dinge
Die vierte industrielle Revolution erlaubt deutliche Verbesserungen der Wirtschaftlichkeit
Was sind die wirtschaftlichen Ziele
Reduzierung
Stillstandzeiten
48%Nicht geplanter
Stillstand von11%
auf 5.8% verbessern
Reduzierung von
Ausschuss
49%
Ausschussrate von
4.9% auf 2.5%
verbessern
Neue Produkte
einführen
23%
Verbesserung der
Produkteinführungs-
zeit von 15 zu 11
Monaten
OEE
Verbesserung
16%
Verbesserung der Ø
OEE von 74% zu
86%(Overall Equipment
Effectivenes)
Verbesserung der
Inventarisierung
35%
Verbesserung der
Auslastung von
Investionsgüttern
Reduzierung der
Energiekosten
18%
Jährliche kosten
Einsparung von
18%
Quelle: SCM World/Cisco “Smart Manufacturing and the Internet of Things 2015” Survey von 418 Firmen mit Verantwortlichen
der Business Line bzw. Produktionsleitern von 17 verschiedenen Branchen
Off-LineFactory Network
Factory Security
Factory Wireless
Connected
FactoryAnalytics & Big Data
Virtualization & Compute
Connected Machines
Factory Collaboration
Location Services
Connected
Enterprise
Supply Chain Collaboration
Design Collaboration
Supply Chain
Orchestration
Digital Manufacturing Journey
+ 16% OEE
- 35% Inventory
+ 23% NPI
- 49% Defects
- 48% Downtime
Aufgabenstellung Kommunikation für Industrie 4.0
Data Center
IT Clients
Fabrik
Internet
IT Abteilung
Netzwerke Anschlüsse
Clients LokationenMaschinen
Produktionsverantwortung
Ende zu Ende Kommunikation erfordert ganzheitliche Betriebskonzepte
Maschine
DingeElementeProzesseDaten
Betreibbarkeit und Sicherheit für das Internet der Dinge
Edge Computing
DEVICE
DATA CENTER/CLOUD
Computing Model(Data Volume, Security, Resiliency, Latency)
Computing Model(Data Volume, Security, Resiliency, Latency)
Edge / FOG Computing
Traditional Data
Management:
• HDFS
• EDW
• Data Marts
• Etc-
Analytics am Edge:
• Data reduction
• Pattern detection
• Action in true-real-
time
Digital Manufacturing Solutions
Analytics & Big DataSupply Chain
Collaboration
Connected Machines & Edge Compute
Factory Security
Factory Network
Factory Wireless
Connected Factory
Infrastructure
Compute
Apps
Factory Virtualization Data Center and Cloud
Factory
Collaboration
Connected Factory
Wireless
Connected Factory
Network
Connected Factory
Security
Ethernet
Wie weit sind Sie?
Managed Switches
Connected IT/OT Network
Management in OT Tools
SDN for Plug & Play Factory
Factory Wi-Fi (ad Hoc)
Unified Factory-Wide Wi-Fi
Wi-Fi Management Tools
LBS-Ready WiFi
Hyper Location
Industrial DMZ
Network Access Control
Central Identity and Policy
Secure Remote Access
Industrial Protocol DPI
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Vernetzte Fabrik: Cisco Planed Wide Ethernet
Gbps Link for Failover Detection
Firewall(Active)
Firewall(Standby)
FactoryTalk Application Servers
CiscoASA 5500
CiscoCatalyst Switch
Network Services
Cisco Catalyst6500/4500
Cisco Cat. 3750Switch Stack
Patch ManagementTerminal ServicesApplication Mirror
AV Server
Cell/Area #1(Redundant Star Topology)
Drive
Controller
HMI Distributed I/O
Controller
DriveDrive
HMI
Distributed I/O
HMI
Cell/Area #2(Ring Topology)
Cell/Area #3(Linear Topology)
Layer 2 Access Switch
Controller
Cell/Area ZoneLevels 0–2Layer 2 Access
Manufacturing ZoneLevel 3Distribution and Core
Demilitarized Zone(DMZ) Firewalls
Enterprise NetworkLevels 4–5
Web Apps DNS FTP
Internet
Vernetzte Fabrik: Cyber Security Protection
Let’s do some
maintenance!
Let’s do some
maintenance!
Enterprise Network
VPN
DMZ
Supervisory Network
Control System Network
Remote Facility
IEDs, PLCs,Sensors,
Actuators
Historian
SCADA/DCS Historian
Cloud Systems
App ServerWeb Server
Actuato
Remote Services
VPN
Field Network
Actuators SensorsActuato
Internet
Application Visibility, IPS/IDS
Identity Services Engine
Switching
Video Surveillance Manager
Routers
Firewalls Access Points
Network and Security Mgmt.
Onion Layers
Secure ZonesCells� Zones� Plants
Segmented Access (Role-Based)
Security Policy, AAA and Identity Services
Industrial Cyber SecuritySecurity Monitoring,
Threat Detection, Incident and Event Monitoring
Physical SecuritySmart, Programmable Cameras
Maschine Data Client Architektur
• Large Scale DC and
Cloud Architectures
• SDN Technology Leader
• Large Scale
Orchestration
• Large Scale DC and
Cloud Architectures
• SDN Technology Leader
• Large Scale
Orchestration
• Open Development
Framework
• Embedded IOS/IoX
• Secure Concepts
• Different HW Options
• Industry Protocol Know
How
• Open Development
Framework
• Embedded IOS/IoX
• Secure Concepts
• Different HW Options
• Industry Protocol Know
How
• Internet Technology Leader (DMVPN;
FlexVPN)
• High Performance NG FWs
• Trust Management
• LAN TrustSec Technology
• 802.1x Authentication
• QoS E2E Architecture
• Internet Technology Leader (DMVPN;
FlexVPN)
• High Performance NG FWs
• Trust Management
• LAN TrustSec Technology
• 802.1x Authentication
• QoS E2E Architecture
MaschineMaschine ProduktikonProduktikon DMZDMZ
UCS
PLC
LAN
ME
S
AD
ER
P
An
aly
tic
Identity Management
DMZ (p)CloudDMZ (p)Cloud
Identity Management
Internet
Intranet
OR/AND
ISE ISE
CA-Ser.AD-Ser. CA-Ser.
On Premise (option)Trust
Exchange
MDC
HMI
OS/Hypervisor
(e) IOSe.g. OPC
UA
Data Collector
Analytics
(p)CloudClient A/Vendor A
UCS
Ap
ps
Pri
me
An
aly
tics
(p)CloudClient A/Vendor A
UCS
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tics
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Air
AC 400V
Data
Safety
OPC
UA
Model
OPC
UA
Model
OPC
UA
Model
OPC
UA
Model
OPC
UA
Model
OPC
UA
Model
OPC
UA
Model
OPC
UA
Model
ePlan IBM ProAlpha SM KLOPC UA als universelles
Datenmodel
Herausforderungen
Kommunikation in Silos
Big Data Management
Ausarbeitung von Aktionen durch Analytik
Komplexe Integration
Erhöhter bedarf an Datensicherheit
Einheitliche Konnektivität
Woran arbeiten wir mit unseren Kunden
Zeit
Wirtschaftlicher Vorteil
Prozesse
Daten Management vom
Edge bis in die Cloud
Ende-zu-Ende Daten
Sicherheit
Analytik und
Applikationen
Beherrschbare Netzwerk
Architekturen
Datensicherheit auf jedem
Netzwerkebene
Rechenleistung wo sie
gebraucht wird
Angepasste Lösungen
für Analytics
Validierte Designs &
Apps für die Produktion
Danke!
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CISCO VISION
CISCO PORTFOLIO
Cisco IoTSystem Große Produktvielfalt:
Ethernet, Wireless, Routing, Security
Optimiert für den Industriellen Umgebungen
Unterstützung von Sicherheit von der Cloud
bis zum Edge
Cisco IoT Produkte
Industrial Switching
IE 2000, 3000CGS2000
IP67 IE 4000
IE 5000
Industrial Wireless
Field AP 1552
Manufacturing WGB/AP (Rockwell)
Industrial APIW 3700 802.11ac
Mobile IP Gateway
Field Routing Network
CGR 1000
819H
IR 829 IR 910
IR 509
IR 809
CGR 2KASR90X
Embedded Networks
5900 ESR
5921 Software Router
ESS Switches
Cisco ISEASA H
ISA 3000
Industrial Security