- SmartFactoryKL stellt funktionserweiterte Infrastruktur auf der Hannover Messe aus: Messungen von der Infrastruktur-Box auf Edge Devices verlagert
- Kontaktloses Laden des flexiblen Transportsystems sichergestellt
Um flexibel und bedarfsgerecht fertigen zu können, müssen nicht nur Produktionslinien im Sinne des Plug and Produce wandelbar sein. Auch die dazugehörige Infrastruktur zur Versorgung der Produktionsmodule muss zunehmend flexibel an die Anlage angebunden werden. Erstmals legt das Partnerkonsortium der SmartFactoryKL-Industrie 4.0-Produktionsanlage eine Lösung vor, bei der das Datenmanagement der Produktionsmodule nicht mehr in den diversen Infrastrukturboxen, sondern zentral abgewickelt werden kann. Dies wird durch den Einsatz von Edge Devices möglich. Diese Anwendung ist auf der Hannover Messe vom 23. bis 27. April auf dem Gemeinschaftsstand von SmartFactoryKL und dem Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) ist in Halle 8, Stand D18 zu sehen.
In der Vergangenheit wurden je zwei Module der SmartFactoryKL-Produktionsanlage von einer Infrastruktur-Box mit alle notwendigen Medien – elektrische Energie, Druckluft, Industrial Ethernet– versorgt. In diesem Jahr zeigt das Partnerkonsortium erstmals, wie eine zentrale Box die Versorgung einer kompletten Produktionslinie mit bis zu vier Modulen übernehmen kann.
Eine zusätzliche Vereinfachung ist bei der Datenmessung gelungen: Während in der Vergangenheit eine Datenmessung und -auswertung innerhalb der Infrastrukturboxen erfolgte, wird dieses Jahr eine dezentralisierte Vorgehensweise demonstriert. Dazu wurden Edge Devices bedarfsgerecht an die oder in den einzelnen Modulen nachgerüstet, mit deren Hilfe das Datenmanagement der angeschlossenen Fertigungsmodule gesamthaft abgewickelt werden kann. Das Edge Device stellt dabei Daten für diverse Dienste wie Edge Computing oder den Datentransfer in die Cloud bereit. Ferner können die Edge Devices die Verwaltungsschalen der verbauten Komponenten innerhalb der Fertigungsmodule bereitstellen und nutzen. Somit rückt die „Intelligenz“ der Infrastruktur näher an die Produktionsmodule selbst heran.
Weiterer Use Case: Kontaktloses Laden des flexiblen Transportsystems
Das flexible Transportsystem (FTS) der SmartFactoryKL-Industrie 4.0-Anlage übernimmt 2018 zusätzliche, energieintensive Funktionen, zum Beispiel die optische Qualitätssicherung während des Produkttransports mittels 5G-Kommunikation. Um den Ladevorgang zu beschleunigen und logistisch zu vereinfachen, wird das FTS beim Erreichen der Docking Station kontaktlos geladen. Somit wird die Übergabe des Werkstückträgers zwischen Produktionslinie und Transportsystem für einen wiederkehrenden Ladevorgang genutzt und die dauerhafte Verfügbarkeit des FTS sichergestellt.
Zum Hintergrund:
Entwicklung der Infrastruktur-Boxen im SmartFactoryKL-Industrie 4.0-Demonstrator
So wie eine moderne Industrie 4.0-Produktionsanlage einfach und durch schnelles Umstecken an neue Produktionsanforderungen angepasst werden kann, sollte dies ebenso für die Infrastruktur gelten. Dafür hatte das SmartFactoryKL-Partnerkonsortium bereits von Beginn an die Weichen gestellt: Schon in der ersten Generation der SmartFactoryKL-Produktionsanlage 2014 waren alle Versorgungsmedien – elektrische Energie, Druckluft, Industrial Ethernet – durch einen einzelnen HDC-Stecker, auch „All-in-One-Plug-In“ genannt, angebunden. Der Einsatz von Infrastruktur-Boxen wurde somit doppelt skalierbar: einerseits in Bezug auf die versorgten Produktionsmodule und andererseits in Bezug auf die bereitgestellten Medien.
Entwicklung einer diagnose- und kommunikationsfähigen Infrastruktur
Im nächsten Entwicklungsschritt wurden weitere Funktionen angeboten. Es handelte sich dabei zum Beispiel um die Energiemessung und -bereitstellung über OPC UA, das An- und Abschalten der Stromversorgung aller Ein- und Ausgänge mittels Hauptschalter sowie Firewall-Funktionen für die Datenkommunikation.
Darüber hinaus führte das SmartFactoryKL-Partnerkonsortium einen zusätzlichen Mehrwert durch eine Infrastrukturbox vor. Diese wurde diagnose- und kommunikationsfähig. An der Anlage wurden die Verbrauchsdaten der angeschlossenen Module durch Durchflusssensoren, Strommessgeräte und Netzwerklast gemessen. Zudem überprüfte die Infrastrukturbox die Versorgungsleistung auf verschiedene Weisen: Ausgehend von den Informationen der verwendeten Netzwerkgeräte wurde die Topologie der angeschlossenen Infrastrukturboxen ermittelt. Sollten Versorgungsanomalien auftreten, leitete sich hieraus der Fehlerbaum ab. Darüber hinaus wurden die Pneumatik-Ventile und Schütze zum Ein-und Ausschalten der Versorgungsmedien überwacht.
Auf der Hannover Messe 2018 sind sowohl die diagnose- und kommunikationsfähigen Infrastruktur-Boxen sowie die neue Ausbaustufe der reinen Verteiler-Infrastruktur-Boxen in Verbindung mit den neu installierten Edge Devices zu sehen.
Die Partner des SmartFactoryKL-Industrie 4.0-Demonstrators sind: Belden/Hirschmann, Bosch Rexroth, B&R Automation, EPLAN Software & Service, Festo, HARTING, Huawei, IBM, KIST Europe, LAPP KABEL, METTLER TOLEDO, MiniTec, PHOENIX CONTACT, Pilz, proALPHA, SAP, Siemens, TÜV SÜD, Weidmüller.
Foto-Download-Link: https://cloud.dfki.de/owncloud/index.php/s/vsU4qcwTI1PJx6G
Über das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz GmbH (DFKI)
Das DFKI mit den Standorten Kaiserslautern, Saarbrücken, Bremen (mit Außenstelle Osnabrück) und einem Projektbüro in Berlin ist auf dem Gebiet innovativer Softwaretechnologien die führende Forschungseinrichtung in Deutschland. In der internationalen Wissenschaftswelt zählt das DFKI zu den wichtigsten „Centers of Excellence“ und ist derzeit gemessen an Mitarbeiterzahl und Drittmittelvolumen das weltweit größte Forschungszentrum auf dem Gebiet der Künstlichen Intelligenz und deren Anwendungen. Das Finanzvolumen lag 2016 bei 44,1 Millionen Euro. DFKI-Projekte adressieren das gesamte Spektrum von der anwendungsorientierten Grundlagenforschung bis zur markt- und kundenorientierten Entwicklung von Produktfunktionen. Aktuell forschen 519 Mitarbeiter aus ca. 60 Nationen an innovativen Software-Lösungen mit den inhaltlichen Schwerpunkten Smarte Daten & Wissensdienste, Cyber-Physical Systems, Multilinguale Technologien, Planbasierte Robotersteuerung, Educational Technologies, Interaktive Textilien, Robotik, Innovative Retail, Wirtschaftsinformatik, Eingebettete Intelligenz, Smart Service Engineering, Intelligente Analytik für Massendaten, Intelligente Netze, Agenten und Simulierte Realität, Erweiterte Realität, Sprachtechnologie, Intelligente Benutzerschnittstellen und Innovative Fabriksysteme. Der Erfolg: über 100 Professoren und Professorinnen aus den eigenen Reihen und mehr als 70 Spin-off-Unternehmen mit ca. 2.500 hochqualifizierten Arbeitsplätzen. www.dfki.de
