Industrie	  4.0	  Smart	  Services	  for	  a	  new	  Generation	  of	  co-­‐creative	  Production	  	  Andreas	  Dengel	  @	  
	  ©	  andreas.dengel@d-i.de	
  2016	  	  -­‐	  	
  Seite	  1	  	  	  Agenda	  What	  is	  Industrie	
  4.0?	  
About	
  Smart	  Components	  and	
  Smart	  Machines	
  The	
  Smart	  FactoryKL	  @	  DFKI	  Towards	  Digital	  Taylorism	
  From	  Hindsight	  to	  Insight	  to	  Foresight	  ©	  andreas.dengel@d-i.de	
  2016	  	  -­‐	  	
  Seite	  2	  	  The	  „Internet	  of	  Things“	  is	  entering	  the	  factories	  Combination	  of	  materials	  /	  products	  /	  machines	
  with	  information	
  from	  the	  Internet	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  Capturing	  of	  	  contextual	  information	  Network	  of	  Smart	  Objects	
  DatadclouSituation-­‐	  /	  task-­‐	  /	  experience-­‐based	  services	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  Orchestration	  and	  optimization	  of	  ressouce-­‐eﬃcient	  processes	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  ©	  andreas.dengel@d-i.de	
  2016	  	  -­‐	  	
  Seite	  3	  	  ©	  Dr.	  Peter	  Stephan	  From	  the	  ﬁrst	  industrial	  revolution	  to	  Industry	  4.0	  Tnd ICatenInterstronicµelec tersuCo mpt io naniza esgroencWorkic Scimon
Ecoi ty
M obi l4.	  Industrial	  Revolution	  on	  the	  basis	  of	  von	  cyber-­‐physical	  systems	  010001101	  001010100	  100101010	  010010101	  eof lifyt
ilesa
QuSciencg
ni
reeEng inIndustry 4.03.	  Industrial	  Revolution	
  via	  application	  of	  electronics	
  and	  IT	  for	  the	  automation	  of	  production	  processes	
  2.	  Industrial	  Revolution	  First	  Weaving	
  Loom	  via	  introduction	  of	  work-­‐sharing:	
  mass	  production	  based	  on	  electric	  energy	  1784	
  1.	  Industrial	  Revolution	
  via	  introduction	  of	  mechanical	  production	  devices	
  based	  on	  water	  and	
  steam	
  power	  End	  of	  18th	  cent.	  

Begin	  of	  20th	  cent.	  

Begin	  of	  1970th	  Today	  ©	  andreas.dengel@d-i.de	
  2016	  	
  -­‐	  	  Seite	  4	  	
  We	  have	  to	  rethink	  production	  because	  the	  paradigm	  of	  customers	  is	  changing!	  

Paradigm	  of	  the	  past	  Paradigm	  of	  the	  future	  Buy!	
  eaphCheap, c!
tsepaeher, cclickesuom
ar row!
omOrder byottcpro duRU
OYtge©	  andreas.dengel@d-i.de	
  2016	  	  -­‐	  	
  Seite	  5	  	  The	  new	  developments	  in	  IoT	  and	  Indutrie	  4.0	  lead	  to	  a	  reshoring	  of	  production	  § Mass	   c ustomization	  § Local	   p roduction	  Advances	  in	  IT	  § Mass	  production	  and	   Shorter	  product	  lifecycles	
  low	
  wages	  § Long	  delivery	
  times	  a n ewot
gnida
Lecture?
urts
cimon
world eco©	  andreas.dengel@d-i.de	
  2016	  	  -­‐	  	
  Seite	  6	  	  Industrie	  4.0	  means	  digitalization	  and	  networking	  of	  all	  processes,	  products	  and	  resources	  Internetof Things

PervasiveEngineeringIt´s not a standard
Big DataINDUSTRIE	  4.0	  Smart
ProductsIt´s not clearly definedVirtual &real worldHuman &workStandardizedInterfaces©	  andreas.dengel@d-i.de	
  2016	  	  -­‐	  	
  Seite	  7	  	  	  Agenda	  What	  is	  Industrie	
  4.0?	  
About	
  Smart	  Components	  and	
  Smart	  Machines	
  The	
  Smart	  FactoryKL	  @	  DFKI	  Towards	  Digital	  Taylorism	
  From	  Hindsight	  to	  Insight	  to	  Foresight	  ©	  andreas.dengel@d-i.de	
  2016	  	  -­‐	  	
  Seite	  8	  	  Towards	
  smart	  components	  …	  IP-­‐Address	  Network	  Services	  Cyber-­‐Physical	  System	  µweb	  Server	  Field	  Bus	  Messages	  Controller	  Fundamental	  Principles	  	
  Self	  Identiﬁcation	  Controller	  (who	  am	  I?)	  Electrical	  Signal	  Services	  Exploration	  (what	  do	  I	  oﬀer?)	  Autonomous	  Networking	  	  	  (who	  are	  my	  partners?)	  Field	  Device	  ©	  andreas.dengel@d-i.de	
  2016	  	  -­‐	  	
  Seite	  9	  	
  As	  a	  result	  we	  receive	  a	  modular	
  agile	  factory	  kit	  Production	
  line	  Production	  modules	  ©	  andreas.dengel@d-i.de	
  2016	  	  -­‐	  	
  Seite	  10	  	
  In	  particular,	  the	  SmartFactoryKL	
  will	  demonstrate	  an	  innovative	  „Plug	  &	  Play“	  Scenario	  I-­‐Box	  I-­‐Box	  Quality	
  ControlScale	  	  Laser	  Marking	  Product:	  I-­‐Box	  Cover	  Assy	  I-­‐Box	  Spring	  Assy	  Bottom	  Engraving	  Urgent	  Order	  PO#27653	  !	  
©	  andreas.dengel@d-i.de	
  2016	  	  -­‐	  	
  Seite	  11	  	  Diﬀerent	
  state	  in	  standardization	  is	  still	  revealing	
  some	  challenges	
  RDF,	  OWL-­‐S	  InteroperabilityStandardsISO-­‐OSI	  7	  CommunicationStandards

6	  
5	  
4	  
3	  
2	  1	  Device	  Class	  Proﬁle	
  EDDL	  SoA	  Inf-­‐	  models	
  OPC	  UA	  OPC-­‐UA	
  IP	  

TCP/IP	  Ethernet	  Electromechanicalbase standardsHan-­‐Modular®	  Toano my !!

RJ45,	
  WiFi…	  3x400V	
  24V	  Emergency	
  Stop	  Network	  	  Pressurized	  Air	  ©	  andreas.dengel@d-i.de	
  2016	  	  -­‐	  	
  Seite	  12	  	  	  Agenda	  What	  is	  Industrie	
  4.0?	  
About	
  Smart	  Components	  and	
  Smart	  Machines	
  The	
  Smart	  FactoryKL	  @	  DFKI	  Towards	  Digital	  Taylorism	
  From	  Hindsight	  to	  Insight	  to	  Foresight	  ©	  andreas.dengel@d-i.de	
  2016	  	  -­‐	  	
  Seite	  13	  	  The	  smartfactoryKL	  is	  the	  largest	  and	
  most	  popular	  independent	  research	  and	  demonstration	  center	  for	  INDUSTRIE	  4.0	  technologies	  o Certiﬁcation	  Organizations	  o Security	  Providers	  o Component	  Manufacturer	  o Software	  Providers	  o Network	  Providers	  o Research	  Organizations	  o Marketing	  Organizations	  o Users	  ©	  andreas.dengel@d-i.de	
  2016	  	  -­‐	  	
  Seite	  14	  	  The	  smartfactoryKL	  has	  47	  members	
  some	  of	  which	  are	  international	
  AustrSpainia

USA
USAUSAChinaUSASwedeKorea

nSwitzUSA

erlandUSAUSARomania©	  andreas.dengel@d-i.de	
  2016	  	  -­‐	  	
  Seite	  15	  	  The	  new	  generation	  of	  	  the	  SmartFactoryKL	  ©	  andreas.dengel@d-i.de	
  2016	  	  -­‐	  	
  Seite	  16	  	  	  Agenda	  What	  is	  Industrie	
  4.0?	  
About	
  Smart	  Components	  and	
  Smart	  Machines	
  The	
  Smart	  FactoryKL	  @	  DFKI	  Towards	  Digital	  Taylorism	
  From	  Hindsight	  to	  Insight	  to	  Foresight	  ©	  andreas.dengel@d-i.de	
  2016	  	  -­‐	  	
  Seite	  17	  	  Digital	  Taylorism	  addresses	  the	  shift	
  from	  cooperative	  via	  co-­‐dependent	  to	  competitive*	  Human	
  Being	  Smart	  Machines	  Human	
  Being	  +	  Smart	  Machines	  • Adapt	  to	  dynamic	  situations	  • Persuade	  and	  inﬂuence	  • Develop	  new	  scenarios	  in	  real-­‐time	  • Switch	
  focus	  rapidly	  • Exercise	  spidey-­‐sense	  • Empathize	  	  • Process	  volumes	  at	  superhuman	
  speed	  • Take	  respective	  actions	
  for	  precise	  results	  • Fulﬁll	
  niche	  purpose	  without	  distraction	  • 	  Structured	  analysis	  • Find	  best-­‐ﬁt	  pattern	
  from	  mass	  information	  • Synthesize	  multiple	  viewpoints	  • Blend	  areas	  of	  expertise	  • Lasso	  and	  analyze	  inputs	  • Attack	
  large-­‐scale	  global	  problems	  • Anticipate	  threats	  and	  opportunities	  	  *	  Source:	  Gartner	  +=	  	  ©	  andreas.dengel@d-i.de	
  2016	  	  -­‐	  	
  Seite	  18	  	  By	  measuring	  visual	  and	  embodied	  attention,	  digital	  companions	  	  may	  	  learn	
  from	  experts	  but	  also	  teach	  how	  to	  do	  things	  ©	  andreas.dengel@d-i.de	
  2016	  	  -­‐	  	
  Seite	  19	  	  Best	  Practices	  are	  recorded,	  analyzed	  and	
  semi-­‐automatically	  annotated	  ©	  andreas.dengel@d-i.de	
  2016	  	  -­‐	  	
  Seite	  20	  	  How	
  does	  it	  look	  like	  in	  practice?	  

©	  andreas.dengel@d-i.de	
  2016	  	  -­‐	  	
  Seite	  21	  	  We	  may	  extend	
  this	  idea	  to	  diﬀerent	  environments	  (I)	  Base dnoi
tnettToward s Atems!
Vision Sys©	  andreas.dengel@d-i.de	
  2016	  	  -­‐	  	
  Seite	  22	  	  	  Agenda	  What	  is	  Industrie	
  4.0?	  
About	
  Smart	  Components	  and	
  Smart	  Machines	
  The	
  Smart	  FactoryKL	  @	  DFKI	  Towards	  Digital	  Taylorism	  From	  Hindsight	  to	  Insight	  to	  Foresight	  ©	  andreas.dengel@d-i.de	
  2016	  	  -­‐	  	
  Seite	  23	  	  The	  many	  data	  produced	  by	  IoT	  reveals	  new	  business	  options	  for	  smart	  services	  	  „From hindsight to insight to foresight“Whathappened?

Descriptive	  Analytics	  *	  Source:	  Gartner	  Why did it
happen?

Diagnostic	  Analytics	  What will
happen?

Predictive	  Analytics	  How can we make it
happen?

Prescriptive	  Analytics	  ©	  andreas.dengel@d-i.de	
  2016	  	  -­‐	  	
  Seite	  24	  	  The	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  project	  focuses	  on	  recommender	  systems	  for	  smart	  objects	  in	  the	  context	  of	  IoT	  and	  Industrie	  4.0	  	  UNDERSTAND

Sensor-­‐based	
  smart	  textiles	  generate	  Big	
  Data	  streams	
  Open	  Big	
  Data	  platforms	
  with	  appropriate	  modules	  for	
  data	  analytics	  and	
  smart	  services	  are	  not	  available	  at	  the	  market	  yet	  Diﬀerent	  interests	  of	  key	  players	  generate	  Lock-­‐Ins	
  which	  inhibit	  market	  participation	  MEASUREINNOVATE-lo opk
cabdefeProvi de the pro duct,t io nca
ebetweenht
nt andemnori
Funded bythe envSmart Service WorldProgram of BMWi©	  andreas.dengel@d-i.de	
  2016	  	  -­‐	  	
  Seite	  25	  	  Multiple	  sensors	  provide	  insights	
  into	
  usage	  as	  well	  as	  state	  of	  product	
  and	
  thus	  create	  the	  basis	  for	  “Batch	
  Size	  One”	  production	  ©	  andreas.dengel@d-i.de	
  2016	  	  -­‐	  	
  Seite	  26	  	  This	  information	  can	  be	  complemented	  by	  behavioral	  and	  contextual	
  data	  capturing	  in	  order	  to	  provide	  individual	  recommendation	  Personalized	  Recommendation	  Health	  Protection	
  User	  Recommendation	  Product	  Recommendation	  Rehabilitation	  ©	  andreas.dengel@d-i.de	
  2016	  	  -­‐	  	
  Seite	  27	  	  Such	
  rich	  applications	  provide	  a	  multitude	  of	  options	  for	
  data	  analytics	  Content-­‐Based	  Filtering	  Co-Creation,New BusinessModels

Social	  Network	  Analysis	  ContextualrecommendationCollaborative	  Filtering	
  Time	  Series	  Analysis	  ©	  andreas.dengel@d-i.de	
  2016	  	  -­‐	  	
  Seite	  28	  	  Some	
  ﬁnal	  take-­‐aways	  …	  R	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  Resource	  and	  Energy	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  model	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  Service	
  model	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  Communication	
  model	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  Product	
  model	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  CAD	  model	  	  	  	  Future Productsmust…
have	  a	  unique	  identy	  	  (by	  birth)	  IPV6	  [2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344]be	  described	  by	  abstract	  models	  have	  a	  semantic	  notation	  <span	  class=	  "latitude">let	  format	  VEC</span>	  	
  be	  linked	  in	  	  worldwide	  networks	  …be treatedas abstract objectsand …
be	  locatable	  at	  all	
  times	  …but are co-createdin cyber-social settings©	  andreas.dengel@d-i.de	
  2016	  	  -­‐	  	
  Seite	  29	  	  Questions?	  

Adresse:	  Prof.	  Andreas	  Dengel	
  DFKI	
  GmbH	  Trippstadter	  Straße	  122	  67608	  Kaiserslautern	  email:	  andreas.dengel@dUi.de	  http://www.dUi.de/~dengel	  ©	  andreas.dengel@d-i.de	
  2016	  	
  -­‐	  	  Seite	  30