Die intelligente Fabrik von morgen beruht auf zentralen Technologien.
Folgende Themen setzen wir in unserer Arbeit ein und entwickeln wir durch die deren Anwendung weiter.
Smart Objects und Cyber Physical Systems
Einzelne Elemente in einer Produktion werden – mit eigener Rechnerleistung ausgestattet – zu intelligenten Produktionssystemen, sogenannten Cyber Physical Systems. Die „physischen Objekte“ erhalten ein „digitales Gesicht“.
Somit können sie ohne direkten Kontakt angesteuert oder ausgelesen werden und mithilfe der ihnen zugewiesenen Intelligenz eigene Entscheidungen treffen. Ein CPS bietet seinen Service selbstständig im Netzwerk an.
Smart Product
Das intelligente Produkt ist über eine ID oder direkt mit wichtigen Informationen zu seiner Fertigung versehen und kann damit seinen Produktionsprozess selbst steuern.
Intelligente Nutzeroberflächen
Der Mitarbeiter im Produktionsumfeld bekommt Unterstützung im Produktionsprozess, ohne dass er durch eine hohe Informationsfülle überflutet wird.
Passende Interaktionsmedien können Werker schulen, anleiten, situationsgerecht mit Informationen versorgen oder die Interaktion mit Feldgeräten ermöglichen.
Plug & Produce
Eine Weiterentwicklung der Plug&Play-Technologien aus dem Konsumentenbereich ermöglicht die einfache Konfiguration von cyberphysischen Systemen oder ganzen Anlagenmodulen.
Bestehende Produktionseinheiten können somit schnell und einfach um Services erweitert oder verkleinert werden und minimieren Wartungs- sowie Instandhaltungsausfälle.
Smarte Netzwerke
Smarte Netzwerke sind Produktionsnetzwerke, auf die alle Ebenen eines Unternehmens Zugriff haben. Die Zugriffrechte sind dabei individuell nach Kundenwunsch und unter Beachtung aller wichtigen Sicherheitsaspekte geregelt. Ebenso ist eine rollenspezifische Aufbereitung der Daten möglich.
Durch die semantische Beschreibung der Daten können unabhängig von Hersteller oder System alle Daten in ein Smartes Netzwerk überführt werden. Dies ermöglicht die Integration aller Ebenen eines Unternehmens in den Workflow.
App-Erweiterungen
Apps in der Produktion repräsentieren modulare Softwarekomponenten, die die Funktionalitäten der vorhandenen Hardware dynamisch abfragen. Je nach Bedarf können solche Apps aus einem industriellen App-Store auf Zeit geladen werden.
CPS sind dadurch schnell und ohne Eingreifen des Herstellers konfigurierbar, wobei grundsätzliche Einstellungen beibehalten werden können. Die Lebensdauer der Softwarekomponenten passt sich damit an die der Hardware an.
Semantische Technologien
Die wachsende Informationsfülle in der Fabrik von morgen macht es notwendig, dass sämtliche Daten einer einheitlichen Beschreibung folgen, egal von welchem Hersteller oder System sie stammen.
Die größten Herausforderungen sind hierbei die Identifizierung und Verarbeitung geeigneter Wissensquellen im Produktionsumfeld (Wissensakquisition), die semantische Beschreibung von Produkten, Prozessen und Anlagen sowie das dynamische Auffinden und semi-automatische Orchestrieren von Diensten in der Produktion.
Kontextsensitive Automatisierung
Die Informationsflut, die bei der Bewältigung komplexer Aufgaben in der Fabrik der Zukunft entsteht, wird durch Filterung, Aggregation und Abstraktion beherrschbar gemacht.
Hierzu müssen die Prinzipien des context-aware Computing auf die Automatisierungstechnik übertragen und einheitliche Datenformate sowie gemeinsame Schnittstellen zur Abbildung der dynamischen Fabrikumgebung geschaffen werden. Ebenso ist die Abstraktion und Hierarchisierung der anfallenden Datenmenge erforderlich.
Kontextbroker
Der Kontextbroker ist eine Architektur für die Nutzung räumlicher Kontextinformationen in Fabriksystemen. In der wandlungsfähigen Fabrik der Zukunft stellen räumliche Kontextinformationen eine zentrale Voraussetzung zur transparenten und effizienten Gestaltung mobiler und adaptiver Prozesse dar.
SmartFactoryKL befasst sich daher mit der Entwicklung eines Datenformats, das die einheitliche Repräsentation von räumlichen Kontextinformationen erlaubt, mit dem Aufbau einer formal beschriebenen Wissensbasis zur Interpretation dieser Kontextinformationen sowie der Definition einer Gesamtarchitektur, die die Aggregation und semantische Interpretation von Informationen aus unterschiedlichen Kontextquellen ermöglicht.