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Industrie 4.0 mit SAP Leonardo und SAP HANA

Im kommenden Wintersemester 2019/20 biete ich wieder als Wahlpflichtfach im Rahmen „Sondergebiete Informatik“ oder „Sondergebiete Ingenieurwissenschaften“ das Modul „Industrie 4.0 und Internet-of-Things mit SAP und der Fischertechnik Fabriksimulation“ an.

Fischertechnik Fabriksimulation: Vorne im Bild das Hochregallager mit automatischen Regalbediengerät. Hinten: Strahlend blauer Himmel über Hagen.

Inhaltlich werden wir uns mit Informationssystemen für die Industrie 4.0 beschäftigten und die Konzepte beispielhaft mit SAP-Systemen anhand der Fischertechnik Fabriksimulation nachvollziehen.

Losgröße 1: Kundenindividuelle Fertigung

Im ersten Anwendungsszenario beschäftigen wir uns mit der kundenindividuellen Fertigung („Losgröße 1“). Ein Kundenauftrag wird im SAP S/4HANA angelegt, an ein SAP Manufacturing Execution (ME) übergeben und anschließend als Fertigungsauftrag in der Fabriksimulation entsprechend Kundenvorgabe hergestellt.

Die Steuerung der Fischertechnik-Anlage übernimmt dabei ein Raspberry PI Kleincomputer, der die verschiedenen Controller von Fischertechnik steuert.

Predictive Maintenance / Internet-of-Things

Raspi zur Anlagensteuerung (links) und zur Messwert-Erfassung (Mitte). Rechts zwei Sensoren zur Temperatur- und Luftfeuchtigkeitserfassung.

Im zweiten Anwendungsszenario werden Messwerte in der Fischertechnik-Anlage mit einem Raspberry PI und daran angeschlossenen Sensoren (Temperatur und Luftfeuchtigkeit) erfasst und fortlaufend an eine SAP HANA Datenbank gestreamt. In der HANA-Datenbank wird ein Regelkreis definiert, der dazu führt, dass bei einer definierten Überschreitung von Sensorwerten automatisch eine Instandhaltungsmeldung und -auftrag im SAP S/4HANA erzeugt wird, die dafür sorgt, dass die Anlage durch die Instandhaltung überprüft wird.

Instandhaltungsauftrag (PM Order) in S/4HANA

Zielgruppe und Durchführung

Das Modul richtet sich sowohl an Wirtschaftsinformatiker als auch an Wirtschaftsingenieure, die Interesse an den Konzepten der Industrie 4.0 und deren Umsetzung mit SAP-Produkten haben. Spezielle Programmierkenntnisse sind nicht erforderlich. Die Durchführung ist als zweitägiges Blockseminar nach der Vorlesungszeit geplant (Februar 2019), die Prüfungsleistung besteht aus einer Hausarbeit zum Themenkomplex.

Seminare und Sondergebiete im Sommersemester 2019

Im kommenden Semester bieten wir zwei attraktive Seminare/Sondergebiete (wahlweise belegbar) an, mit denen Studierende ihre individuellen SAP-Skills ergänzen können. Aktuellen Statistiken zufolge liegen SAP-Experten in Gehaltsrankings von IT’lern nach wie vor am oberen Ende der Skala :-).

Industrie 4.0 und SAP

Im kommenden Sommersemester 2019 biete wir als Modul „Seminar/Sondergebiete der Informatik“ und auch als „Seminar/Sondergebiete der Ingenieurwissenschaften“ neu an:
„Industrie 4.0 und Internet-of-Things mit SAP und der Fischertechnik Fabriksimulation“

SAP ABAP Programmierkurs

Unter „Sondergebiete der Informatik“ findet auch im kommenden Semester wieder ein ABAP-Programmierkurs statt. ABAP ist die interne Programmiersprache von SAP, die in nahezu allen SAP-Produkten zum Einsatz kommt, wenn der SAP-Standard um unternehmenseigene Erweiterungen ergänzt werden soll. 

Künstliche Intelligenz

Im Rahmen dieses Seminars greifen wir aktuelle Themen rund um „Künstliche Intelligenz“ auf. Hierzu zählen beispielsweise Themen aus dem Bereich Machine Learning und Deep Learning.

Die Idee hinter vielen Verfahren hierzu ist, dass die Lösung für ein Problem nicht mehr explizit vorgegeben und programmiert wird, sondern der Computer selbständig anhand von bekannten Beispieldaten „lernt“. Dass so entstehende Modell kann anschließend genutzt werden, um auch auf unbekannten Daten verblüffend gute Vorhersagen zu treffen. Aufgrund der vielen mittlerweile digital vorliegenden Daten und der stark gestiegenen Rechenleistung erfahren Ideen und Algorithmen aus den 1990er Jahren zur Zeit große Aufmerksamkeit. Deep Learning wurde beispielsweise prominent bekannt, als die Software Alpha Go Zero sich selbständig, nur auf Basis der Spielregeln, das asiatische Brettspiel Go beigebracht hat und anschließend einen der weltbesten menschlichen Spieler besiegt hat.

Die Durchführung des Seminars erfolgt zusammen mit Prof. Böcker und Prof. de Vries. 

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Industrie 4.0 mit SAP und der Fischertechnik Fabriksimulation

Frisch ausgepackt: Fischertechnik Fabriksimulation

Frisch eingetroffen am Fachbereich Technische Betriebswirtschaft (TBW) ist die Fischertechnik Fabriksimulation, mit der in der Lehre zukünftig anschaulich ein Einblick in die Industrie 4.0 vermittelt werden soll.

Zusammen mit aktuellen Produkten der Firma SAP wie beispielsweise SAP Leonardo, S/4HANA und SAP ME (Manufacturing Execution) wird ein realistisches Szenario einer Internet-of-Things (IoT) Verwendung in der Produktion nachgestellt. Mit Hilfe eines Raspberry Pi Kleincomputers werden fortlaufend Messwerte aus der Anlage ermittelt, über das Internet an die SAP-Systeme übermittelt und mit Hilfe von maschinellen Lernverfahren (machine learning) analysiert.  Charakteristische Veränderungen in den Messdaten können so genutzt werden, um einen bevorstehenden Ausfall von Anlagenkomponenten zu erkennen, bevor diese tatsächlich ausfallen. Die betriebliche Instandhaltung kann die betroffene Komponente auf diesem Weg austauschen oder reparieren, bevor diese tatsächlich mit einem Defekt ausfällt und zu einem teuren Produktionsausfall führt.

Fabriksimulation

Diese Strategie der vorhersagenden Instandhaltung wird auch als predictive maintenance bezeichnet und zählt zu den typischen Industrie 4.0 Anwendungsfällen. Im Vergleich zu bisherigen Instandhaltungsstrategien, die kritische Anlagenteile entweder vorbeugend nach festen Laufzeiten oder korrektiv nach deren tatsächlichen Ausfall wechseln, gilt die vorhersagende Instandhaltung als besonders ressourceneffizient, da auf der einen Seite Produktionsausfälle vermieden werden können und auf der anderen Seite die Nutzungszeit von Komponenten verbessert werden kann.

Die Studierenden in den Bachelor-Studiengängen Wirtschaftsinformatik und Wirtschaftsingenieurwesen erhalten ab dem Sommersemester 2019 detaillierte Einblicke in die Konzepte der Industrie 4.0, die praxisnah anhand der in der Wirtschaft stark verbreiteten Lösungen der Firma SAP vermittelt werden.

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