Digitalisierung von Produktionsanlagen

Einfach in die Cloud

Wie kann eine existierende Produktionsanlage digitalisiert werden? Das ist eine zentrale Frage zur vertikalen Integration, die sich viele produzierende Unternehmen beim Nachrüsten ihrer bestehenden Brownfield-Anlagen stellen. Das Partnerkonsortium der SmartFactory-KL-Industrie-4.0-Produktionsanlage stellt verschiedene Lösungen auf dem Gemeinschaftsstand von SmartFactory-KL und dem Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) auf der Hannover Messe aus.

Ein Beispiel für den Einsatz von Edge Devices an der SmartFactory-KL-Industrie 4.0-Anlage findet sich am Wägemodul zur Qualitätssicherung. (Bild: SmartFactory-KL/A. Sell)

Ein Beispiel für den Einsatz von Edge Devices an der SmartFactory-KL-Industrie 4.0-Anlage findet sich am Wägemodul zur Qualitätssicherung. (Bild: SmartFactory-KL/A. Sell)


Verschiedene Edge Devices kommen zum Einsatz, technisch unterschiedlich aufgebaut, ist ihre Aufgabe jedoch dieselbe: Sie sammeln Zustandsdaten der Produktionsmaschinen, die sie mittels OPC UA über die bestehende Integrationsschicht an eine Cloud-Plattform verarbeitet weiterleiten. Durch die smarte Datenauswertung können Rückschlüsse auf den Zustand der Anlage gezogen und z.B. Wartungsarbeiten bedarfsgerecht eingeleitet werden. Die Industrie-4.0-Anlage des SmartFactory-KL-Partnerkonsortiums ist für die vertikale Integration ausgelegt, was dieses Jahr einen Schwerpunkt des Auftritts auf der Hannover Messe darstellt. Wurden an der Anlage verschiedene Zustände wie Energieverbräuche bisher in den extern angeschlossenen Infrastrukturboxen gemessen, so können jetzt Zustandsmessung und Datensammlung in den Modulen direkt erfolgen.
Das Edge Device (unten rechts) liest die verschiedenen Zustandsdaten, die der Sensor (Mitte) erfasst, aus der Waage aus, und fasst sie zu einer Zustandsmeldung via OPC UA an die Cloud zusammen. (Bild: SmartFactory-KL/A.Sell)

Das Edge Device (unten rechts) liest die verschiedenen Zustandsdaten, die der Sensor (Mitte) erfasst, aus der Waage aus, und fasst sie zu einer Zustandsmeldung via OPC UA an die Cloud zusammen. (Bild: SmartFactory-KL/A.Sell)

Herstellerübergreifender Ansatz

An der Industrie-4.0-Anlage sind mehrere Edge-Device-Lösungen eingebaut. Dabei wird der herstellerübergreifende Ansatz, auf dem die Anlage basiert, bewahrt, denn Edge Devices verschiedener Hersteller kommen zum Einsatz. An der Schnittstelle zur Steuerung, dem South-Bound Interface, haben die Partnerunternehmen unterschiedliche technische Ausführungen realisiert. In allen Fällen sorgen zusätzlich implementierte Sensoren dafür, dass Zustandsdaten wie Durchfluss von Druckluft bei pneumatischen Aktoren, Energieverbrauch von elektrischen Verbrauchern oder Steuerungsdaten gemessen werden. Allen Lösungen gemein ist jedoch, dass ihre IT-Schnittstelle, das sogenannte North-Bound Interface, einheitlich über OPC UA angeboten wird.

Wägemodul zur Qualitätssicherung

Ein Beispiel für den Einsatz von Edge Devices findet sich am Wägemodul zur Qualitätssicherung. In diesem Produktionsmodul wird ein individualisierter Visitenkartenhalter gewogen, um somit einen Rückschluss auf den korrekten Komponentenumfang zu ziehen. Es handelt sich hier um eine bestehende, ältere Waage, die weder Daten aufzeichnet noch OPC UA-fähig ist. Deshalb hat der Modulhersteller die bestehende Waage mit einem Edge Device nachgerüstet. Es liest die verschiedenen Zustandsdaten wie Temperatur, Über- und Unterlast sowie Stabilisierungszeit, die der Sensor erfasst, aus der Waage aus, zeichnet sie auf, verrechnet sie und fasst sie zu einer Zustandsmeldung via OPC UA an die Cloud zusammen.

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