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Peter Haan, Siemens AG, Industry Automation Linienintegration · Seite 10 30.05.2014 P. Haan,...

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Frei verwendbar / © Siemens AG 2014. Alle Rechte vorbehalten. siemens.com/battery Linienintegration Peter Haan, Siemens AG, Industry Automation
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Frei verwendbar / © Siemens AG 2014. Alle Rechte vorbehalten. siemens.com/battery

LinienintegrationPeter Haan, Siemens AG, Industry Automation

Frei verwendbar / © Siemens AG 2014. Alle Rechte vorbehalten.

30.05.2014Seite 2 P. Haan, Siemens Industry Automation

Die intelligente Verknüpfung von Fertigungsplanung, Betriebsdaten und Automatisierung sind die Kernkompetenz der zukünftigen Division

1) Gemeinschaft unabhängiger Staaten

Neuaufstellung derSiemens AGab Oktober 2014

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30.05.2014Seite 3 P. Haan, Siemens Industry Automation

Vertikale und horizontale Linienintegration müssen unterschieden werden

Definition vonvertikaler und horizontaler Linienintegration

Horizontale Integration einer Produktionslinie• Maschinen sollten auch mechanisch miteinander

verbunden sein• Typische Aufgaben:

• Übergabe des Werkstücks• Werkstück-spezifische Parametrierung der

Maschine

Vertikale Integration einer Produktionslinie• Verbindung der Produktionsmaschinen zum

überlagerten SCADA und MES

Vertikale Integration ist auch dann sinnvoll, wenn die Maschinen nicht mechanisch verbunden sind

Production Control Center (SCADA + MES)

BestückungsautomatSägeBohrmaschine

Horizontale Kommunikation

Messages / AlarmsMaterial Flow OEE / Utilization Rate Yield Rates

Vertikale Kommunikation PV

02

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30.05.2014Seite 4 P. Haan, Siemens Industry Automation

• Fazit 27

• Voraussetzungen und Verfügbarkeit 25

• Funktionsprinzip 18

• Inbetriebnahme der PV35-Schnittstelle 14

• PV35-Fallbeispiel 4

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30.05.2014Seite 5 P. Haan, Siemens Industry Automation

BestückungsautomatSägeBohrmaschine

Horizontale Linienintegration mittels PV35-Protokoll am Beispiel einer Leiterplattenfertigung

PV35 PV35

Horizontale Linienintegration am Beispiel einer Leiterplattenfertigung

Folgender Anwendungsfall wird betrachtet:• Unterschiedliche Produkte, in diesem Falle Leiterplatten, sollen auf einer Linie gefertigt werden• An jeder Maschine entlang der Linie erfolgen ein oder mehrere individuelle Bearbeitungsschritte• Die Bearbeitung durch die Maschine hängt vom Produkt – d. h. der Leiterplatte – ab

Einfachere Linienintegration auch bei unterschiedlicher Automatisierungstechnik

Horizontale Kommunikation mit PV35

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30.05.2014Seite 6 P. Haan, Siemens Industry Automation

BestückungsautomatSägeBohrmaschine

Horizontale Linienintegration mittels PV35-Protokoll am Beispiel einer Leiterplattenfertigung

Einfachere Linienintegration auch bei unterschiedlicher Automatisierungstechnik

PV35 PV35

Horizontale Linienintegration am Beispiel einer Leiterplattenfertigung

Folgender Anwendungsfall wird betrachtet:• Unterschiedliche Produkte, in diesem Falle Leiterplatten, sollen auf einer Linie gefertigt werden• An jeder Maschine entlang der Linie erfolgen ein oder mehrere individuelle Bearbeitungsschritte• Die Bearbeitung durch die Maschine hängt vom Produkt – d. h. der Leiterplatte – ab

Horizontale Kommunikation mit PV35

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30.05.2014Seite 7 P. Haan, Siemens Industry Automation

BestückungsautomatSägeBohrmaschine

Horizontale Linienintegration mittels PV35-Protokoll am Beispiel einer Leiterplattenfertigung

Einfachere Linienintegration auch bei unterschiedlicher Automatisierungstechnik

PV35 PV35

Horizontale Linienintegration am Beispiel einer Leiterplattenfertigung

Folgender Anwendungsfall wird betrachtet:• Unterschiedliche Produkte, in diesem Falle Leiterplatten, sollen auf einer Linie gefertigt werden• An jeder Maschine entlang der Linie erfolgen ein oder mehrere individuelle Bearbeitungsschritte• Die Bearbeitung durch die Maschine hängt vom Produkt – d. h. der Leiterplatte – ab

Horizontale Kommunikation mit PV35

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30.05.2014Seite 8 P. Haan, Siemens Industry Automation

Säge BestückungsautomatBohrmaschine

Horizontale Linienintegration mittels PV35-Protokoll am Beispiel einer Leiterplattenfertigung

Einfachere Linienintegration auch bei unterschiedlicher Automatisierungstechnik

PV35 PV35

Horizontale Linienintegration am Beispiel einer Leiterplattenfertigung

Folgender Anwendungsfall wird betrachtet:• Unterschiedliche Produkte, in diesem Falle Leiterplatten, sollen auf einer Linie gefertigt werden• An jeder Maschine entlang der Linie erfolgen ein oder mehrere individuelle Bearbeitungsschritte• Die Bearbeitung durch die Maschine hängt vom Produkt – d. h. der Leiterplatte – ab

Horizontale Kommunikation mit PV35

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30.05.2014Seite 9 P. Haan, Siemens Industry Automation

BestückungsautomatSägeBohrmaschine

Horizontale Linienintegration mittels PV35-Protokoll am Beispiel einer Leiterplattenfertigung

Einfachere Linienintegration auch bei unterschiedlicher Automatisierungstechnik

PV35 PV35

Horizontale Linienintegration am Beispiel einer Leiterplattenfertigung

Folgender Anwendungsfall wird betrachtet:• Unterschiedliche Produkte, in diesem Falle Leiterplatten, sollen auf einer Linie gefertigt werden• An jeder Maschine entlang der Linie erfolgen ein oder mehrere individuelle Bearbeitungsschritte• Die Bearbeitung durch die Maschine hängt vom Produkt – d. h. der Leiterplatte – ab

Horizontale Kommunikation mit PV35

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30.05.2014Seite 10 P. Haan, Siemens Industry Automation

BestückungsautomatSägeBohrmaschine

Horizontale Linienintegration mittels PV35-Protokoll am Beispiel einer Leiterplattenfertigung

Einfachere Linienintegration auch bei unterschiedlicher Automatisierungstechnik

PV35 PV35

Horizontale Linienintegration am Beispiel einer Leiterplattenfertigung

Folgender Anwendungsfall wird betrachtet:• Unterschiedliche Produkte, in diesem Falle Leiterplatten, sollen auf einer Linie gefertigt werden• An jeder Maschine entlang der Linie erfolgen ein oder mehrere individuelle Bearbeitungsschritte• Die Bearbeitung durch die Maschine hängt vom Produkt – d. h. der Leiterplatte – ab

Horizontale Kommunikation mit PV35

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30.05.2014Seite 11 P. Haan, Siemens Industry Automation

BestückungsautomatSägeBohrmaschine

Horizontale Linienintegration mittels PV35-Protokoll am Beispiel einer Leiterplattenfertigung

Einfachere Linienintegration auch bei unterschiedlicher Automatisierungstechnik

PV35 PV35

Horizontale Linienintegration am Beispiel einer Leiterplattenfertigung

Folgender Anwendungsfall wird betrachtet:• Unterschiedliche Produkte, in diesem Falle Leiterplatten, sollen auf einer Linie gefertigt werden• An jeder Maschine entlang der Linie erfolgen ein oder mehrere individuelle Bearbeitungsschritte• Die Bearbeitung durch die Maschine hängt vom Produkt – d. h. der Leiterplatte – ab

Horizontale Kommunikation mit PV35

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30.05.2014Seite 12 P. Haan, Siemens Industry Automation

BestückungsautomatSägeBohrmaschine

Horizontale Linienintegration mittels PV35-Protokoll am Beispiel einer Leiterplattenfertigung

Einfachere Linienintegration auch bei unterschiedlicher Automatisierungstechnik

PV35 PV35

Horizontale Linienintegration am Beispiel einer Leiterplattenfertigung

Folgender Anwendungsfall wird betrachtet:• Unterschiedliche Produkte, in diesem Falle Leiterplatten, sollen auf einer Linie gefertigt werden• An jeder Maschine entlang der Linie erfolgen ein oder mehrere individuelle Bearbeitungsschritte• Die Bearbeitung durch die Maschine hängt vom Produkt – d. h. der Leiterplatte – ab

Vorteile des PV35-Protokolls:• Ermöglicht einfachste Kommunikation von

Maschine zu Maschine• Auch bei unterschiedlichen SPS-Herstellern• Ist auch auf Micro-SPSn ausführbar• Ermöglicht individuelle Bearbeitung je nach

vorliegendem Werkstück Horizontale Kommunikation mit PV35

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30.05.2014Seite 13 P. Haan, Siemens Industry Automation

• Fazit 27

• Voraussetzungen und Verfügbarkeit 25

• Funktionsprinzip 18

• Inbetriebnahme der PV35-Schnittstelle 13

• PV35-Fallbeispiel 5

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30.05.2014Seite 14 P. Haan, Siemens Industry Automation

Zur Konfiguration der PV35-Schnittstelle sind nur wenige Dateneingaben erforderlich, die direkt lokal an der Maschine eingegeben werden können

Zur PV35-Schnittstellenparametrierung ist keine SPS-Programmierung erforderlich

BestückungsautomatSägeBohrmaschine

PV35 PV35

IP AddressSubnetRouterPort

192.168.0.11

192.168.0.150001

255.255.0.0

Konfiguration einer PV35-Schnittstelle• Keine SPS-Programmierung erforderlich• Die gesamte Konfiguration kann lokal an der

Maschine im Rahmen der Inbetriebnahme erfolgen

• Erforderlich sind die folgenden Angaben zur vorangehenden und zur nachfolgenden Maschine:• IP-Adresse• Subnet-Adresse• Router-Adresse• Port

• Nach Eingabe dieser wenigen Schnittstellen-informationen kann die Kommunikation zwischen den Maschinen gestartet werden

Horizontale Kommunikation mit PV35

IP AddressSubnetRouter 192.168.0.1

255.255.0.0

Port 50000

192.168.0.10 IP AddressSubnetRouterPort

192.168.0.150002

255.255.0.0192.168.0.12

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30.05.2014Seite 15 P. Haan, Siemens Industry Automation

Zur Konfiguration der PV35-Schnittstelle sind nur wenige Dateneingaben erforderlich, die direkt lokal an der Maschine eingegeben werden können

Konfiguration einer PV35-Schnittstelle• Keine SPS-Programmierung erforderlich• Die gesamte Konfiguration kann lokal an der

Maschine im Rahmen der Inbetriebnahme erfolgen

• Erforderlich sind die folgenden Angaben zur vorangehenden und zur nachfolgenden Maschine:• IP-Adresse• Subnet-Adresse• Router-Adresse• Port

• Nach Eingabe dieser wenigen Schnittstellen-informationen kann die Kommunikation zwischen den Maschinen gestartet werden

Zur PV35-Schnittstellenparametrierung ist keine SPS-Programmierung erforderlich

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30.05.2014Seite 16 P. Haan, Siemens Industry Automation

Zur Konfiguration der PV35-Schnittstelle sind nur wenige Dateneingaben erforderlich, die direkt lokal an der Maschine eingegeben werden können

Monitoring und Debugging der bei PV35 übertragenen Daten

• Der Status der momentanen Kommunikation,

• sowie die gerade ausgeführteAktion können auf dem lokalenBedienpult der Maschineangezeigt werden

Zur PV35-Schnittstellenparametrierung ist keine SPS-Programmierung erforderlich

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30.05.2014Seite 17 P. Haan, Siemens Industry Automation

• Fazit 27

• Voraussetzungen und Verfügbarkeit 25

• Funktionsprinzip 17

• Inbetriebnahme der PV35-Schnittstelle 14

• PV35-Fallbeispiel 5

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30.05.2014Seite 18 P. Haan, Siemens Industry Automation

PV35 arbeitet nach dem Prinzip eines Schieberegisters

Funktionsprinzip• PV35 arbeitet nach dem Prinzip des Schieberegisters• Das zugehörige Protokollelement wird gemeinsam mit

dem Werkstück durch die Fertigung gereicht• Das Protokollelement besteht aus zwei Teilen:

• Material-Handling:• Hier wird die zur Übergabe des Werkstücks durch

die Fertigung benötigte Route gespeichert• Dieser Teil des Standards ist weitgehend

abgestimmt• Bearbeitungsaufträge:

• Hier wird hinterlegt, welche individuelle Bearbeitung mit dem Werkstück an jeder Maschine erfolgen soll, z. B. durch einen Verweis auf ein Fertigungsprogramm in der Maschine

• Dieser Teil ist innerhalb der SEMI noch nicht vollständig abgestimmt

Die einfache Datenstruktur des PV35-Protokolls erlaubt auch die Implementierung auf Micro-SPS

Horizontale Kommunikation

ProtokollelementMaterialhandling:M1 M2 M3Auftragshandling:M1: Prog_47M2: Prog_11M3: Prog_21

BestückungsautomatSägeBohrmaschine

PV35 PV35

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30.05.2014Seite 19 P. Haan, Siemens Industry Automation

PV35 arbeitet nach dem Prinzip eines Schieberegisters

Funktionsprinzip• PV35 arbeitet nach dem Prinzip des Schieberegisters• Das zugehörige Protokollelement wird gemeinsam mit

dem Werkstück durch die Fertigung gereicht• Das Protokollelement besteht aus zwei Teilen:

• Material-Handling:• Hier wird die zur Übergabe des Werkstücks durch

die Fertigung benötigte Route gespeichert• Dieser Teil des Standards ist weitgehend

abgestimmt• Bearbeitungsaufträge:

• Hier wird hinterlegt, welche individuelle Bearbeitung mit dem Werkstück an jeder Maschine erfolgen soll, z. B. durch einen Verweis auf ein Fertigungsprogramm in der Maschine

• Dieser Teil ist innerhalb der SEMI noch nicht vollständig abgestimmt

Die einfache Datenstruktur des PV35-Protokolls erlaubt auch die Implementierung auf Micro-SPS

Horizontale Kommunikation

ProtokollelementMaterialhandling:M1 M2 M3Auftragshandling:M1: Prog_47M2: Prog_11M3: Prog_21

BestückungsautomatSägeBohrmaschine

PV35 PV35

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30.05.2014Seite 20 P. Haan, Siemens Industry Automation

PV35 arbeitet nach dem Prinzip eines Schieberegisters

Funktionsprinzip• PV35 arbeitet nach dem Prinzip des Schieberegisters• Das zugehörige Protokollelement wird gemeinsam mit

dem Werkstück durch die Fertigung gereicht• Das Protokollelement besteht aus zwei Teilen:

• Material-Handling:• Hier wird die zur Übergabe des Werkstücks durch

die Fertigung benötigte Route gespeichert• Dieser Teil des Standards ist weitgehend

abgestimmt• Bearbeitungsaufträge:

• Hier wird hinterlegt, welche individuelle Bearbeitung mit dem Werkstück an jeder Maschine erfolgen soll, z. B. durch einen Verweis auf ein Fertigungsprogramm in der Maschine

• Dieser Teil ist innerhalb der SEMI noch nicht vollständig abgestimmt

Die einfache Datenstruktur des PV35-Protokolls erlaubt auch die Implementierung auf Micro-SPS

Horizontale Kommunikation

BestückungsautomatSägeBohrmaschine

PV35 PV35

ProtokollelementMaterialhandling:M1 M2 M3Auftragshandling:M1: Prog_47M2: Prog_11M3: Prog_21

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30.05.2014Seite 21 P. Haan, Siemens Industry Automation

PV35 arbeitet nach dem Prinzip eines Schieberegisters

Funktionsprinzip• PV35 arbeitet nach dem Prinzip des Schieberegisters• Das zugehörige Protokollelement wird gemeinsam mit

dem Werkstück durch die Fertigung gereicht• Das Protokollelement besteht aus zwei Teilen:

• Material-Handling:• Hier wird die zur Übergabe des Werkstücks durch

die Fertigung benötigte Route gespeichert• Dieser Teil des Standards ist weitgehend

abgestimmt• Bearbeitungsaufträge:

• Hier wird hinterlegt, welche individuelle Bearbeitung mit dem Werkstück an jeder Maschine erfolgen soll, z. B. durch einen Verweis auf ein Fertigungsprogramm in der Maschine

• Dieser Teil ist innerhalb der SEMI noch nicht vollständig abgestimmt

Die einfache Datenstruktur des PV35-Protokolls erlaubt auch die Implementierung auf Micro-SPS

Horizontale Kommunikation

BestückungsautomatSägeBohrmaschine

PV35 PV35

ProtokollelementMaterialhandling:M1 M2 M3Auftragshandling:M1: Prog_47M2: Prog_11M3: Prog_21

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30.05.2014Seite 22 P. Haan, Siemens Industry Automation

PV35 arbeitet nach dem Prinzip eines Schieberegisters

Funktionsprinzip• PV35 arbeitet nach dem Prinzip des Schieberegisters• Das zugehörige Protokollelement wird gemeinsam mit

dem Werkstück durch die Fertigung gereicht• Das Protokollelement besteht aus zwei Teilen:

• Material-Handling:• Hier wird die zur Übergabe des Werkstücks durch

die Fertigung benötigte Route gespeichert• Dieser Teil des Standards ist weitgehend

abgestimmt• Bearbeitungsaufträge:

• Hier wird hinterlegt, welche individuelle Bearbeitung mit dem Werkstück an jeder Maschine erfolgen soll, z. B. durch einen Verweis auf ein Fertigungsprogramm in der Maschine

• Dieser Teil ist innerhalb der SEMI noch nicht vollständig abgestimmt

Die einfache Datenstruktur des PV35-Protokolls erlaubt auch die Implementierung auf Micro-SPS

Horizontale Kommunikation

BestückungsautomatSägeBohrmaschine

PV35 PV35

ProtokollelementMaterialhandling:M1 M2 M3Auftragshandling:M1: Prog_47M2: Prog_11M3: Prog_21

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30.05.2014Seite 23 P. Haan, Siemens Industry Automation

PV35 arbeitet nach dem Prinzip eines Schieberegisters

Funktionsprinzip• PV35 arbeitet nach dem Prinzip des Schieberegisters• Das zugehörige Protokollelement wird gemeinsam mit

dem Werkstück durch die Fertigung gereicht• Das Protokollelement besteht aus zwei Teilen:

• Material-Handling:• Hier wird die zur Übergabe des Werkstücks durch

die Fertigung benötigte Route gespeichert• Dieser Teil des Standards ist weitgehend

abgestimmt• Bearbeitungsaufträge:

• Hier wird hinterlegt, welche individuelle Bearbeitung mit dem Werkstück an jeder Maschine erfolgen soll, z. B. durch einen Verweis auf ein Fertigungsprogramm in der Maschine

• Dieser Teil ist innerhalb der SEMI noch nicht vollständig abgestimmt

Die einfache Datenstruktur des PV35-Protokolls erlaubt auch die Implementierung auf Micro-SPS

Horizontale Kommunikation

BestückungsautomatSägeBohrmaschine

PV35 PV35

ProtokollelementMaterialhandling:M1 M2 M3Auftragshandling:M1: Prog_47M2: Prog_11M3: Prog_21

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30.05.2014Seite 24 P. Haan, Siemens Industry Automation

• Fazit 27

• Voraussetzungen und Verfügbarkeit 24

• Funktionsprinzip 18

• Inbetriebnahme der PV35-Schnittstelle 14

• PV35-Fallbeispiel 5

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30.05.2014Seite 25 P. Haan, Siemens Industry Automation

PV35 ist als Funktionsbeispiel für SIMATIC Steuerungen verfügbar

Anwendungsvoraussetzungen und Verfügbarkeit

• Voraussetzung für eine Nutzung des PV35-Protokolls ist eine eindeutige Zuordnungsmöglichkeit zwischen Werkstück und Protokollelement.

• Sprich: es muss z. B. erkannt werden, wenn ein Werkstück händisch der Produktion entnommen wird.

• PV35 kann bisher nicht auf Chargenprozesse angewendet werden, z. B. wenn viele Werkstücke in einem Werkstückträger durch die Fertigung geschleust werden.

• Für SIMATIC S7-1200 steht ein PV35-Funktionsbeispiel zur Verfügung,das auf Anfrage auch einfach für S7-1500 bereitgestellt werden kann.

SIEMENS wird auch die weitere Standardisierung des PV35-Protokolls begleiten

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30.05.2014Seite 26 P. Haan, Siemens Industry Automation

• Fazit 26

• Voraussetzungen und Verfügbarkeit 25

• Funktionsprinzip 18

• Inbetriebnahme der PV35-Schnittstelle 14

• PV35-Fallbeispiel 5

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30.05.2014Seite 27 P. Haan, Siemens Industry Automation

Die Kombination vertikaler und horizontaler Linienintegration – basierend auf den Standardprotokollen PV02 und PV35 – erlaubt ein Maximum an Offenheit

Linienintegration auf Basis von PV02 und PV35

• Auch die Kombination beider Protokolle ist möglich

Die Vorteile beider Protokolle sind:• Offenheit für viele marktübliche Steuerungen• Kürzere Markteinführungszeit

• auf Grund der klaren Protokollbeschreibung, die bereits bei der Definition zwischen den Partnern Zeit einspart und

• bei der Inbetriebnahme, die bei PV35 ohne Programmierung erfolgen kann

• Reduktion des Integrationsrisikos, z. B. auf Grund missverständlicher Schnittstellenbeschreibungen

Auf Grund der Offenheit ist auch die Ergänzung durch vorhandene Kommunikationsmethoden möglich

Production Control Center (SCADA + MES)

Horizontale Kommunikation

Messages / AlarmsMaterial Flow OEE / Utilization Rate Yield Rates

Vertikale Kommunikation PV

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BestückungsautomatSägeBohrmaschine

PV35 PV35

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30.05.2014Seite 28 P. Haan, Siemens Industry Automation

PV35 wurde bereits auf der SEMICON 2014 in Japan und China gezeigt

Referenzanwendung Modelleisenbahn

• Jeder Zug symbolisiert ein Werkstück• Jeder Bahnhof symbolisiert eine Fertigungsmaschine• Die Bahnhöfe wurden in der Referenzapplikation durch drei

Automatisierungshersteller implementiert, wobei Siemens einer der Beteiligten war.

• Der Fahrplan symbolisiert den Durchlauf durch die Fertigung

Durch diese Demonstrator-Applikation konnte die Offenheit eindrucksvoll bewiesen werden

Quelle: SEMI 2014

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30.05.2014Seite 29 P. Haan, Siemens Industry Automation

Peter HaanLeiter Business Development OEM Batterie, Solar und Reifen

Siemens IndustryGleiwitzer Str. 555, 90475 Nuernberg

Telefon: +49-911-895-4979Fax: +49-911-895-13-4979Mobil: +49 152-22630086

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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

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