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Industrie 4.0: Potenziale erkennen und umsetzen

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Bibliographic Details
Other Authors:	Schulz, Thomas (Editor)
Format:	Book
Language:	German
Published:	Würzburg Vogel Business Media 2017
Edition:	1. Auflage
Subjects:	Industrie 4.0 Big Data Cyber-Security Datengetriebene Geschäftsmodelle Datensicherheit Digitale Revolution Digitaler Wandel Industrial Analytics Internet der Dinge M2M Machine Analytics OPC UA RAMI 4.0 Referenzarchitektur Smart Factories Smart Products Smart Services SoA TSN Aufsatzsammlung
Online Access:	Inhaltsverzeichnis
Physical Description:	374 Seiten Illustrationen, Diagramme 25 cm
ISBN:	9783834333940 3834333948

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adam_text	INHALTSVERZEICHNIS G RU SS W O RT...................................... 5 (H ENNING B ANTHIEN ) V O RW O RT DES HERAUSGEBERS................................................................................................ 7 (T HOMAS S CHULZ ) DIGITALE REVOLUTION UND DIGITALER WANDEL I PLATTFORM INDUSTRIE 4 .0 ................................................................. 23 (H ENNING B ANTHIEN / D R . D ANIEL S ENFE ) 1 DIGITALE TRANSFORMATION MADE IN GERMANY: PLATTFORM INDUSTRIE 4.0 UNTERSTUETZT UNTERNEHMEN AUF DEM WEG ZUR VERNETZTEN P RO DU KTION ....... 24 2 GEMEINSAM DEN WANDEL GESTALTEN: DIE PRODUKTION VON M O RG E N ............. 25 2.1 AUFTRAGSGESTEUERTE PRODUKTION...................................................................... 25 2.2 WANDLUNGSFAEHIGE FABRIK................................................................................ 26 2.3 SELBSTORGANISIERENDE, ADAPTIVE LOGISTIK........................................................ 28 2.4 VALUE BASED SERVICES..................................................................................... 30 2.5 TRANSPARENZ UND WANDLUNGSFAEHIGKEIT AUSGELIEFERTER PRODUKTE.................... 32 3 ANWENDERUNTERSTUETZUNG IN DER P RO D U K TIO N .................................................... 34 3.1 SMARTE PRODUKTENTWICKLUNG FUER DIE SMARTE PRODUKTION ............................... 36 3.2 INNOVATIVE PRODUKTENTWICKLUNG ..................................................................... 37 3.3 KREISLAUFWIRTSCHAFT.......................................................................................... 40 4 HANDLUNGSBEDARFE UND A RB EITSGRUPPEN ........................................................... 42 5 M ITW IRKUNG UND BETEILIGUNGSM OEGLICHKEITEN.................................................... 45 II DAS OEKOSYSTEM DES INDUSTRIAL IN TERNET..................................... 47 (D R . R ICHARD S OLEY ) III DIE DIGITAL VERNETZTE ZUKUNFT DES MASCHINEN- UND ANLAGENBAUS................................................................................... 51 (D R . C HRISTIAN M OSCH ) 1 TECHNOLOGISCHE EVOLUTION ALS VORAUSSETZUNG FUE R INDUSTRIE 4 .0 ................... 52 2 BEDUERFNISSE KLEINER UND MITTELSTAENDISCHER UNTERNEHMEN (KMU) IM M ASCHINENBAU......................................................................................................... 52 SMART FACTORIES / VERNETZTE ADAPTIVE PRODUKTION I INTEROPERABILITAET FUER INDUSTRIE 4.0 MIT OPC UNIFIED ARCHITECTURE..................................................................................... 57 (S TEFAN H OPPE ) 1 SERVICE-ORIENTIERTE ARCHITEKTUR OPC U A ........................................................... 58 2 WELCHE DATEN UND DIENSTE LIEFERT EIN GERAET ODER EINE MASCHINE? ............ 59 2.1 TRANSPORT, SECURITY, ZUGRIFFSRECHTE................................................................. 60 2.2 MODELLIERUNG................................................................................................... 60 2.3 KEINE DIFFERENZIERUNG MIT OPC U A ? ........................................................... 60 2.4 DIENSTE............................................................................................................ 61 2.5 BETRIEBSSYSTEM UND REALTIME......................................................................... 61 2.6 S K A LIE RB A RS T.................................................................................................. 62 2.7 ADAPTIERUNG.................................................................................................... 63 3 PRAKTISCHE ANWENDUNGEN VON OPC U A ........................................................... 63 3.1 ANWENDUNG VERTIKAL: ENERGIE-MONITORING UND BIG D ATA ............................ 63 3.2 ANWENDUNG HORIZONTAL: M2M IN DER WASSERWIRTSCHAFT ............................. 64 3.3 ANWENDUNG VERTIKAL: LOT-PLATTFORM .............................................................. 65 4 ROADMAP UND AUSBLICK AUF W E ITE RE NTW ICKLUN GE N ........................................ 66 4.1 TREND: INFORMATIONSMODELLE........................................................................... 66 4.2 TREND: SERVICE-ORIENTIERTE ARCHITEKTUR (SOA)................................................. 66 4.3 TREND: OPC UA IM C HIP............................................................................... 67 4.4 TREND: OPC UA MIT TSN............................................................................... 67 5 ZUSAMMENFASSUNG.................................................................................................. 67 II DETERMINISTISCHE MACHINE-TO-MACHINE KOMMUNIKATION IM INDUSTRIE 4.0 U M FELD .......................................................................................... 69 (H EINRICH M UENZ / G EORG S TOEGER ) 1 DIE BEDEUTUNG EINER DURCHGAENGIGEN LNDUSTRIE-4.0-ARCHITEKTUR................... 69 2 DIE BIG-BOUNCE-THEORIE - ZENTRALISIERUNG VS. DEZENTRALISIERUNG VON RECHENLEISTUNG........................................................................................................ 70 3 INTEROPERABILITAET - WARUM NUR GENAU EIN M2M- KOMMUNIKATIONSSTANDARD SO W ICHTIG IS T .......................................................... 71 3.1 SERVICE-ORIENTIERTE ARCHITEKTUR IM INTERNET DER DINGE ................................. 72 3.2 SEMANTISCHE SERVICEBESCHREIBUNGEN UND INFORMATIONSMODELLE.................. 74 4 ECHTZEIT - EIN HAEUFIG MISSVERSTANDENER B E G RIFF.............................................. 76 5 ECHTZEIT-ANWENDUNGEN VON OPC UA ............................................................... 78 5.1 DIE PUBLISHER/SUBSCRIBER-ARCHITEKTUR VON OPC UA ..................................... 80 5.2 DETERMINISTISCHE ECHTZEIT DURCH TIME SENSITIVE NETWORKING (TSN) ............ 81 5.3 WERDEN DURCH OPC UA TSN HERKOEMMLICHE FELDBUSSE UEBERFLUESSIG? ......... 85 III LOESUNGSBAUSTEINE FUER HERSTELLERUNABHAENGIGE, STANDARDISIERTE SCHNITTSTELLEN IN DER PRODUKTION .......................... 87 (D R .-I NG . O LAF S AUER ) 1 EINFUEHRUNG .............................................................................................................. 87 2 MASCHINEN- UND ANLAGENBAU: RUECKGRAT UND HERAUSFORDERUNG IN EINEM .. 88 2.1 AUSGANGSSITUATION IN DER FABRIK.................................................................... 89 2.2 SELBSTBESCHREIBUNG VON MASCHINEN UND ANLAGEN ...................................... 90 2.3 SELBSTBESCHREIBUNG VON MASCHINENKOMPONENTEN ...................................... 92 3 WERKZEUGE UND STANDARDS.................................................................................. 94 3.1 AUTOMATION M L* ........................................................................................... 95 3.2 OPC U A .......................................................................................................... 95 3.3 INDUSTRIELLE LOT-ADAPTER................................................................................. 95 4 ANWENDUNGSFELDER FUER PRODUZIERENDE UNTERNEHMEN ................................... 97 4.1 NEUE GESCHAEFTSMODELLE FUER MASCHINENVANLAGENBAUER UND KOMPONENTENLIEFERANTEN ............................................................................... 97 4.2 LAUFZEITDATEN ERFASSEN, SPEICHERN UND AUSWERTEN ....................................... 97 4.3 NEUE ARCHITEKTUREN PRODUKTIONSNAHER IT-SYSTEME ...................................... 99 5 MODULARER LOESUNGSANSATZ......................................................................................101 5.1 AUSGANGSPUNKT DER ARBEITEN ......................................................................... 101 5.2 ENTWICKLUNGSPFAD............................................................................................. 103 6 ZUSAMMENFASSUNG UND HANDLUNGSBEDARF........................................................ 105 SMART PRODUCTS / INNOVATIVE PRODUKTENTWICKLUNG I REFERENZARCHITEKTUR ALS GRUNDLAGE FUER NEUE PRODUKTE ZUR CLOUD-BASIERTEN KOMMUNIKATION ................................................ IOS (D R . P ETER A DOLPHS ) 1 WAS ZEICHNET DIE KOMMUNIKATION BEI INDUSTRIE 4.0 AUS? ............................. 110 2 WARUM BRAUCHEN WIR EINE REFERENZARCHITEKTUR FUER INDUSTRIE 4 .0 ? ........... 111 3 SOA - DIE GRUNDLAGE DER KOMMUNIKATION FUER INDUSTRIE 4 .0 ........................113 4 PRODUKTIONSHIERARCHIE UND DEREN ABBILDUNG AUF RAMI 4.0 .........................114 5 DURCHGAENGIGES ENGINEERING UEBER DEN PRODUKTLEBENSZYKLUS..........................115 6 RAMI-4.0-LAYER-STRUKTUR....................................................................................... 116 7 DIE INDUSTRIE-4.0-KOMPONENTE..............................................................................117 8 STRUKTUR DER VERWALTUNGSSCHALE .......................................................................... 120 9 ANWENDUNG VON RAMI AM BEISPIEL .................................................................... 120 10 DAS RAMI-4.0-ARCHITEKTURMODELL IM INTERNATIONALEN K ONTEXT.......................124 II UNTERWEGS LERNEN ZU LAUFEN: SMARTE PRODUKTE UND LOESUNGEN EXPLORATIV UND AGIL ENTWICKELN ................................. 127 (M ARTIN H ANKEL ) 1 INDUSTRIE 4.0: REVOLUTION UND EVOLUTION ZUGLEICH ........................................... 127 1.1 DAS NEUE IM ALTEN ERKENNEN ...................................................................... 128 1.2 IN DIE ZUKUNFT VORTASTEN ................................................................................ 128 2 SCHNELL ERFAHRUNGEN SAMMELN..............................................................................129 2.1 ANWENDER: KLEINE VERAENDERUNGEN KOENNEN GROSSE EFFEKTE ERZIELEN ........... 129 2.2 REGELKREIS ZWISCHEN ENTWICKLERN UND ANWENDERN ..................................... 130 2.3 SIEBEN MERKMALE FUER LNDUSTRIE-4.0-LOESUNGEN ............................................... 131 2.3.1 VERTEILTE INTELLIGENZ............................................................................ 131 2.3.2 SCHNELLE VERNETZUNG UND FLEXIBLE KONFIGURATION ............................ 132 2.3.3 OFFENE STANDARDS.............................................................................. 132 2.3.4 VIRTUELLES ECHTZEITABBILD..................................................................... 132 2.3.5 DIGITALES LEBENSZYKLUS-MANAGEMENT................................................ 132 2.3.6 SICHERE WERTSCHOEPFUNGSNETZWERKE................................................... 133 2.3.7 MENSCH ALS A KTEU R............................................................................ 133 2.4 PROZESSMODELL ZUR UMSETZUNG VON INDUSTRIE 4 .0 ........................................... 133 3 ENTWICKLUNG VON SMARTEN P RO D U KTE N ................................................................135 3.1 SMARTE PRODUKTE: HERSTELLERUEBERGREIFENDE DEFINITIONEN ALS BASIS ................ 135 3.2 RAMI 4.0 - DER MODELLAUFBAU ...................................................................... 136 3.3 PRODUKTKRITERIEN FUER INDUSTRIE-4.0-PRODUKTE ALS MINDESTEIGENSCHAFTEN ........ 137 3.3.1 IDENTIFIKATION...................................................................................... 137 3.3.2 INDUSTRIE-4.0-KOMMUNIKATION ........................................................... 137 3.3.3 LNDUSTRIE-4.0-SEMANTIK....................................................................... 137 3.3.4 VIRTUELLE BESCHREIBUNG....................................................................... 138 3.3.5 LNDUSTRIE-4.0-DIENSTE UND -ZUSTAENDE................................................ 138 3.3.6 STANDARDFUNKTIONEN........................................................................... 138 3.3.7 SECURITY............................................................................................... 138 3.4 AUSWIRKUNGEN AUF DIE PRODUKTENTWICKLUNG...................................................138 3.4.1 SERVICES............................................................................................... 138 3.4.2 VERTEILTE INTELLIGENZ............................................................................ 139 3.4.3 KOMPONENTEN OHNE EIGENE INTELLIGENZ............................................ 139 3.4.4 PROGRAMMIERSPRACHEN AUS DER IT ..................................................... 139 3.4.5 O FFENHEIT ........................................................................................... 139 3.4.6 LEBENSZYKLUS...................................................................................... 140 3.4.7 KOLLABORATION MIT IT-PARTNERN ........................................................... 140 3.4.8 DATEN.................................................................................................. 140 3.4.9 NEUE GESCHAEFTSMODELLE..................................................................... 141 3.4.10 ZWISCHENFAZIT: NEUORIENTIERUNG IN DER PRODUKTENTWICKLUNG .......... 141 4 NEUE PROZESSE FUE R SMARTE PRODUKTE - AGILE ENTW ICKLUNGSM ETHODEN .......... 143 4.1 AUF VARIABLE ZIELE HIN ENTWICKELN .................................................................. 143 5 BEISPIELE FUE R LNDUSTRIE-4.0-FAEHIGE PRODUKTE UND LOESUNGEN .......................... 144 5.1 LOT GATEWAY.................................................................................................... 144 5.2 KOMMUNIKATIONSPLATTFORM BEISPIEL ACTIVECOCKPIT ......................................... 144 5.3 VOM CONDITION MONITORING ZUR PRAEDIKTIVEN W ARTUNG .................................. 146 SMART SERVICES / NEUE GESCHAEFTSMODELLE I NEUE UFER FUER TRADITIONELLES GESCHAEFT: GESCHAEFTSMODELL- ARCHITEKTUREN FUER INDUSTRIE 4 .0 ................................................... 151 (D R . K ARSTEN S CHWEICHHART ) 1 TREIBER NEUER GESCHAEFTSMODELLE - WARUM ES UNABWENDBAR I S T ............... 151 2 NEUE GESCHAEFTSMODELLE - DATENGETRIEBEN, IN ECHTZEIT, PLATTFORM BASIERT .... 152 2.1 DATENGETRIEBENE GESCHAEFTSMODELLE.................................................................154 2.1.1 WO ENTSTEHEN DATEN? EINE STRUKTURIERTE LOKALISIERUNG.................. 155 2.1.2 DEN WERT VON DATEN ERHOEHEN......................................................... 156 2.1.3 DATENBASIERTE GESCHAEFTSMODELLE - DAS BASISREZEPT ........................ 157 2.2 ECHTZEITBASIERTE GESCHAEFTSMODELLE.................................................................. 159 2.3 PLATTFORMBASIERTE OEKOSYSTEM-GESCHAEFTSMODELLE - VIER GEWINNT .............. 161 2.3.1 VIER ROLLEN BILDEN EINE PLATTFORM..................................................... 162 2.3.2 EINE SITUATION MIT VIER GEWINNER..................................................... 163 2.3.3 VIER STARTKRITERIEN .............................................................................. 163 2.3.4 VIER ANBIETER-ROLLEN IM PLATTFORMGESCHAEFT ...................................... 165 2.4 DER MENSCH, DIE TECHNOLOGIE, DAS RECHT......................................................166 3 ENABLER NEUER GESCHAEFTSMODELLE - DIGITALE BUSINESS TRANSFORMATION E RFO RD E RLICH ................................................................................................................167 II ERFOLGREICHE LOT-GESCHAEFTSMODELLE IN DER INDUSTRIE ......... 171 (J AN R ODIG ) 1 GESCHAEFTSMODELLDEFINITION .....................................................................................171 2 AUSWIRKUNGEN DES LOT AUF GESCHAEFTSMODELLE...................................................172 2.1 ANGEBOTS- UND MARKTPOSITIONIERUNG: BISLANG VOR ALLEM BESTEHENDE KUNDENGRUPPEN IM FOKUS .............................................................................. 172 2.1.1 MARKTDURCHDRINGUNG.......................................................................... 173 2.1.2 ANGEBOTSENTWICKLUNG........................................................................ 173 2.1.3 MARKTENTWICKLUNG.............................................................................. 173 2.1.4 DIVERSIFIKATION .................................................................................... 174 2.2 WERTSCHOEPFUNGSKETTE: VOM PRODUKT ZUM SERVICE ....................................... 174 2.2.1 EINFLUSS AUF PRIMAERE UNTERNEHMENSAKTIVITAETEN ............................... 175 2.2.2 EINFLUSS AUF SEKUNDAERE UNTERNEHMENSAKTIVITAETEN ........................... 177 2.3 ERLOESMODELL: VOM EINMALIGEN ZUM NUTZUNGS- UND ZEITABHAENGIGEN ERLOES .... 178 2.3.1 GEGENSTAND DER MONETARISIERUNG .................................................... 178 2.3.2 ERLOESSTROM.......................................................................................... 179 2.3.3 ERLOESBEZIEHUNG................................................................................... 181 2.3.4 DYNAMISCHE UND PERSONALISIERTE PREISMECHANISMEN ....................... 182 3 BEISPIELE FUE R ERFOLGREICHE LOT-GESCHAEFTSMODELLE .............................................. 182 3.1 LOT IM MASCHINEN- UND ANLAGENBAU.............................................................182 3.2 LOT IN DER ENERGIEBRANCHE .............................................................................. 184 3.3 WEITERE LOT-GESCHAEFTSMODELLE ANDERER ANBIETER .......................................... 185 4 FAZIT UND A U S B LIC K .................................................................................................. 185 DIGITALE ANWENDUNGEN / DATENVERARBEITUNG IN DER INDUSTRIE I BIG DATA - VOM HYPE ZUM REALEN NUTZEN IN DER INDUSTRIELLEN ANWENDUNG...................................................................................... 189 (K LAUS H UEBSCHLE ) 1 MEGATREND BIG D A TA .................................................................................................189 1.1 AB WANN REDEN WIR VON BIG DATA?............................................................... 189 1.2 WIE WIRD BIG DATA HEUTE EINGESETZT? ...........................................................190 1.3 KOSTEN / NUTZEN UND SMART DATA .................................................................. 190 1.4 ERFOLGREICHE KILLERAPPLIKATIONEN ...................................................................... 191 1.5 WER HAT S ERFUNDEN?....................................................................................... 192 1.6 BIG DATA UND CLOUD-COMPUTING .................................................................... 192 1.7 BIG DATA IST TEAMSPORT...................................................................................193 2 BIG DATA IN DER INDUSTRIELLEN A N W E N D U N G ........................................................193 2.1 IDENTIFIKATION DER WESENTLICHEN EINFLUSSFAKTOREN HILFT PROZESSE ZU OPTIMIEREN.........................................................................................................193 2.2 AUFZEICHNUNG DES NUTZUNGSVERHALTENS VERBESSERT PRODUKTE ....................... 194 2.3 DATENSAMMELN MACHT VIELE SERVICEBASIERTE GESCHAEFTSMODELLE ERST MOEGLICH UND ERFOLGREICH..................................................................................194 2.4 LIEFERKETTEN WERDEN OPTIMIERT UND STABILISIERT .............................................. 195 2.5 SMARTE APPS ERSETZEN DEN EXPERTEN VOR O R T ............................................... 195 2.6 VORAUSSCHAUENDE WARTUNG DURCH PREDICTIVE ANALYTICS ................................. 196 2.7 ASSISTENZSYSTEME ERLEICHTERN PRODUKTION UND W ARTUNG................................196 2.8 BIG DATA ERKENNT SECURITY-RISIKEN.................................................................. 196 3 DIE TECHNOLOGIE-BASIS VON BIG D A TA ................................................................... 197 3.1 EINTEILUNG IN TECHNOLOGIEKATEGORIEN.............................................................. 197 3.2 CLUSTER-COMPUTING AUF COMMODITY-HARDWARE MACHT BIG DATA ERSCHWINGLICH ................................................................................................... 198 3.3 DAS MAPREDUCE-VERFAHREN - EINFACH, ABER WIRKUNGSVOLL.............................198 3.4 DIE APACHE-HADOOP-ARCHITEKTUR ..................................................................... 199 3.5 NOSQL-DATENBANKEN ALS ALTERNATIVE ZU RDBMS...........................................203 3.6 IN-MEMORY-DATENBANKEN ................................................................................ 204 3.7 STREAMING UND COMPLEX-EVENT-PROCESSING ANALYSIEREN DATENSTROEME IN ECHTZEIT............................................................................................................ 204 3.8 MACHINE LEARNING ERLAUBT ZUKUNFTSPROGNOSEN ............................................. 204 3.9 PROGRAMMIERSPRACHEN FUER DATA SCIENTISTS ..................................................... 205 3.10 INTERAKTIVE WERKZEUGE FUER DATA SCIENTISTS UND POWER-USER ........................ 206 3.11 DATA LAKES MACHEN DAS KLASSISCHE DATA-WAREHOUSE BIG-DATA-FAEHIG ........ 206 4 BIG DATA UND DAS INTERNET DER D IN G E ................................................................207 4.1 DAS INTERNET DER DINGE UND INDUSTRIAL-INTERNET-SYSTEME ............................. 207 4.2 LOT-REFERENZARCHITEKTUREN ............................................................................... 208 4.3 FOG COMPUTING BRINGT DIE INTELLIGENZ VOR ORT ............................................. 209 4.4 DIE SPS ALS LOT-CONTROLLER .............................................................................. 210 4.5 LOT-PLATTFORMEN ALS CLOUD-BASIERTE LOESUNGSBAUKAESTEN..................................210 5 ZUSAMMENFASSUNG UND A U S B LIC K ......................................................................... 212 II MACHINE ANALYTICS - WIE AUS DATEN WERTE FUER INDUSTRIE 4.0 ENTSTEHEN .....................................................................................................................215 (D R . M ARCO H UBER / H ENRIK O PPERMANN ) 1 DIE BEDEUTUNG VON BIG DATA ANALYTICS FUE R INDUSTRIE 4 .0 ............................ 215 2 DIE VERARBEITUNGSKETTE DER DATENANALYSE .....................................................217 2.1 DATENERFASSUNG................................................................................................217 2.2 DATENVORVERARBEITUNG ..................................................................................... 218 2.2.1 DATENBEREINIGUNG................................................................................219 2.2.2 DATENTRANSFORMATION............................................................................219 2.2.3 DATENREDUKTION....................................................................................220 2.2.4 DATENINTEGRATION..................................................................................220 2.3 DATENANALYSE....................................................................................................220 2.3.1 UEBERSICHT MACHINE LEARNING UND DATA M INING.................................220 2.3.2 EXPLORATIVE DATENANALYSE .................................................................... 223 2.3.3 KORRELATION VS. KAUSALITAET ................................................................... 223 2.3.4 STROMDATEN-ANALYSE (COMPLEX EVENT PROCESSING) ............................. 224 2.4 ERGEBNISDARSTELLUNG UND -BEWERTUNG.............................. 224 3 HERANGEHENSWEISE UND PERSONEN FUE R ERFOLGREICHE DATENANALYSEN ............... 225 3.1 DER USU-SMART-DATA-PROZESS.......................................................................... 225 3.2 DIE ROLLE DES MENSCHEN IN DER DATENANALYSE..............................................227 3.2.1 DER DATA SCIENTIST...............................................................................228 3.2.2 DATA ARCHITECT, DATA ENGINEER UND DATA ANALYST .......................... 229 3.2.3 WEITERE WICHTIGE ROLLEN ..................................................................... 229 4 BEISPIELHAFTE U M SETZUNG.......................................................................................230 4.1 ARCHITEKTURBEISPIEL FUER SKALIERBARE DATENANALYSE...........................................230 4.2 ANWENDUNGSBEISPIELE..................................................................................... 232 4.2.1 MACHINE ANALYTICS ALS BASIS FUER SMART SERVICES .............................. 232 4.2.2 DATENKORREKTUR VON TESTFAHRTDATEN.................................................. 234 5 AUSBLICK UND ZUSAM MENFASSUNG......................................................................... 236 5.1 DEEP LEARNING: UEBERHOLEN UNS DIE MASCHINEN? ..........................................236 5.2 ZUSAMMENFASSUNG ................................................ 237 III INDUSTRIAL ANALYTICS - DATEN EINFACH UND VERSTAENDLICH VERMITTELN UND PERSPEKTIVEN AB LEITEN ..................................................239 (B ARIS A YAZ ) 1 MASCHINELLES LERNEN IN DER VIRTUELLEN SMART FACTORY.......................................241 1.1 WAS IST MASCHINELLES LERNEN? ........................................................................241 1.2 DIE VIRTUELLE SMART FACTORY.............................................................................241 1.3 KLASSIFIKATION - EFFIZIENZSTEIGERUNG IN DER QUALITAETSSICHERUNG ..................... 243 1.4 ERGEBNISSE RICHTIG EVALUIEREN UND INTERPRETIEREN ............................................ 246 1.5 REGRESSION - OPTIMALE PRODUKTIONSPLANUNG UND -STEUERUNG ...................... 249 1.6 CLUSTERING - AEHNLICHKEITEN IN PRODUKTIONSDATEN AUFDECKEN ........................ 253 2 ANWENDUNGSGEBIETE FUE R INDUSTRIAL A N A LYTICS ................................................... 254 2.1 PREDICTIVE QUALITY.............................................................................................254 2.2 PREDICTIVE MAINTENANCE................................................................................... 255 2.3 ENERGY ANALYTICS..............................................................................................256 3 ZUSAMMENFASSUNG...................................................................................................257 RAHMENBEDINGUNGEN, RECHTSGRUNDLAGEN UND SYSTEMSICHERHEIT I KNOW-HOW-SCHUTZ IM UMFELD VON INDUSTRIE 4.0 . ................... 261 (S ANDRA S OPHIA R EDEKER ) 1 EINFUEHRUNG ................................................................................................................ 261 2 RECHTLICHE RAHM ENBEDINGUNGEN .......................................................................... 262 2.1 WELCHES KNOW-HOW IST GESCHUETZT?................................................................262 2.2 GEHEIMNISSCHUTZ ODER REGISTRIERUNG GEWERBLICHER SCHUTZRECHTE?.................262 2.3 AENDERUNGEN AUFGRUND DER RICHTLINIE ZUM SCHUTZ VON GESCHAEFTSGEHEIMNISSEN....................................................................................263 2.3.1 DER BEGRIFF DES GESCHAEFTSGEHEIMNISSES NACH DER NEUEN RICHTLINIE 264 2.3.2 KNOW-HOW-VERLETZUNGEN UND AUSNAHMEN ..................................... 265 2.3.3 RECHTSFOLGEN UND PROZESSUALE GEHEIMHALTUNG ................................. 266 3 MASSNAHMEN ZUM SCHUTZ VON GEHEIMEM KNOW -HOW IM RAHMEN DIGITALER FERTIGUNGSPROZESSE................................................................................................. 267 3.1 RISIKOANALYSE.................................................................................................... 267 3.2 VERTRAGLICHE REGELUNGEN..................................................................................268 3.2.1 KOOPERATIONSVEREINBARUNGEN ............................................................ 270 3.2.2 ARBEITSVERTRAEGE..................................................................................... 271 3.2.3 ALLGEMEINE GESCHAEFTSBEDINGUNGEN....................................................272 3.3 MASSNAHMEN AUF DEM GEBIET DER IT-SICHERHEIT ............................................ 273 3.3.1 GEFAHREN FUER DAS KNOW-HOW ........................................................... 273 3.3.2 NATIONALES REFERENZPROJEKT FUER IT-SICHERHEIT IN DER INDUSTRIE 4.0 .. 276 3.4 ORGANISATORISCHE MASSNAHMEN........................................................................ 277 3.4.1 PERSONELLE MASSNAHMEN..................................................................... 277 3.4.2 TECHNISCH-ORGANISATORISCHE MASSNAHMEN............................................278 4 ZUSAMMENFASSUNG................................................................................................... 280 II DATENSICHERHEIT BEI SMART SERVICES UND CLOUD-SICHERHEIT UND DATENSCHUTZ IM CLOUD-COMPUTING..................................... 281 (S RDAN D ZOMBETA , A NDREAS K ALENDER , S EBASTIAN S CHMIDT ) 1 E IN LE ITU N G .................................................................................................................. 281 2 A RC H ITE K TU R................................................................................................................282 2.1 CLOUD-SERVICE-MODELLE.....................................................................................282 2.2 CLOUD-DEPLOYMENT-MODELL .............................................................................. 283 2.3 SMART-SERVICE-ARCHITEKTUREN ............................................................................ 283 2.4 SERVICE-ORIENTIERTE ARCHITEKTUREN..................................................................... 284 3 RECHTLICHER R AHM EN................................................................................................ 285 3.1 ALLGEMEINES ..................................................................................................... 285 3.2 DATENSCHUTZ..................................................................................................... 286 3.3 INFORMATIONSSICHERHEIT......................................................................................287 4 DATENSICHERHEIT.........................................................................................................289 4.1 ALLGEMEINES ...................................................................................................... 289 4.2 NORMEN, STANDARDS, FRAMEWORKS...................................................................290 4.2.1 ISO 27 001 ....................................................................................... 291 4.2.2 BSI-IT-GRUNDSCHUTZ............................................................................. 292 4.2.3 TRUSTED CLOUD LABEL............................................................................293 4.2.4 EUROCLOUD STARAUDIT ......................................................................... 293 4.2.5 NISI SP800-146................................................................................. 294 4.3 GEFAEHRDUNGSSZENARIEN .................................................................................... 294 5 BEST PRACTICE............................................................................................................. 295 5.1 DATENSICHERHEITSTEAM ...................................................................................... 295 5.2 SICHERHEIT DURCH HARMONISIERUNG...................................................................296 5.3 SICHERHEIT DURCH KLARHEIT................................................................................ 296 5.4 RESILIENZ BY DESIGN..........................................................................................296 5.5 DOMAENENWISSEN...............................................................................................297 6 ZERTIFIZIERUNG ........................................................................................................... 298 7 AUSWAHL UND KONTROLLE DER D IENSTLEISTER..........................................................299 8 ZUSAMMENFASSUNG................................................................................................... 302 III INFORMATIONSSICHERHEIT IN INDUSTRIESTEUERANLAGEN ..................... 303 (W OLFGANG P RITSCHE / D R . F ELIX R UST ) 1 AKTUELLE HERAUSFORDERUNGEN UND BEDROHUNGEN .............................................. 303 1.1 DAS VORGEHEN DER ANGREIFER.......................................................................... 304 1.2 TYPEN VON ANGREIFERN UND A NGRIFFEN ............................................................ 308 1.3 VERWUNDBARE STELLEN ...................................................................................... 310 2 MASSNAHMEN ZUR ERHOEHUNG DER INFORM ATIONSSICHERHEIT..................................311 2.1 RISIKOBEWERTUNG ..............................................................................................312 2.2 SCHUTZBEDARFSFESTSTELLUNG................................................................................ 313 2.3 BEDROHUNGSANALYSE..........................................................................................314 2.4 SCHWACHSTELLENANALYSE.................................................................................... 315 2.5 KOMMUNIKATIONSSICHERHEIT.............................................................................. 317 2.6 SYSTEMHAERTUNG.................................................................................................326 2.7 ORGANISATORISCHE SICHERHEITSMASSNAHMEN ...................................................... 327 2.8 KONTINUIERLICHES MANAGEMENT DER INFORMATIONSSICHERHEIT ........................... 328 3 ANSAETZE ZUR W EITERENTW ICKLUNG DER INFORM ATIONSSICHERHEIT IN INDUSTRIE 4 .0 ............................................................................................................. 329 3.1 NEUE HERAUSFORDERUNGEN AN DIE INFORMATIONSSICHERHEIT DURCH INDUSTRIE 4 .0 ....................................................................................................329 3.2 ARCHITEKTURANSATZ.............................................................................................330 3.3 SICHERE IDENTITAETEN...........................................................................................331 3.4 SICHERE UNTERNEHMENSUEBERGREIFENDE KOMMUNIKATION FUER INDUSTRIE 4 .0 ..... 332 4 ZUSAMMENFASSUNG................................................................................................... 332 RESUEMEE ENTWICKLUNG UND AUSBLICK VON INDUSTRIE 4 .0 ...................................................................337 (W OLFGANG D ORST ) SCHLUSSWORT DES HERAUSGEBERS...........................................................................................339 (T HOMAS S CHULZ ) SPONSORED CONTENT DER STEINIGE WEG ZUR PASSENDEN LOT-PLATTFORM..............................................................341 (TRESM O) INDUSTRIE 4.0 MUSS IN DER PRODUKTION IMMER EIN GESCHAEFTSRELEVANTES ZIEL H ABEN!.............................................................................................................................. 345 (ABB) ABKUERZUNGEN....................................................................... 349 LEBENSLAEUFE.......................................................................... 353 QUELLENVERZEICHNIS ............................................................. 359 STICHWORTVERZEICHNIS 371
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