Einfach in die Cloud: Digitalisierung von Brownfield-Anlagen leicht gemacht

Datenauswertung in der Cloud mittels standardisierter Schnittstelle umgesetzt

Ein Beispiel für den Einsatz von Edge Devices an der Smart Factory KL

Wie kann eine existierende Produktionsanlage digitalisiert werden? Dies ist eine zentrale Frage zur vertikalen Integration, die sich viele produzierende Unternehmen beim Nachrüsten ihrer bestehenden Brownfield-Anlagen stellen. Das Partnerkonsortium der Smart Factory KL-Industrie 4.0-Produktionsanlage stellt verschiedene Lösungen auf dem Gemeinschaftsstand von Smart Factory KL und dem Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) auf der Hannover Messe in Halle 8, Stand D20 vom 24. bis 28. April 2018 aus.

Die Stabilisierungszeit ist ein wesentliches Kriterium, um die Funktionalität der Waage zu überprüfen. Befindet sich zum Beispiel die Stabilisierungszeit außerhalb des definierten Korridors, können durch eine Datenanalyse Rückschlüsse auf eine Störung an der Waage selbst oder in der Umgebung gezogen werden. Eine plötzlich auftretende Vibration eines benachbarten Motors oder eine Verunreinigung der Waage können möglicherweise hierfür Auslöser sein. Im Sinne der vorausschauenden Wartung können nun Wartungsarbeiten am Motor und an der Waage bedarfsgerecht geplant und vorgenommen werden, anstatt nach einem festgelegten Wartungsintervall zu agieren.

Für die Anwender von Edge Devices ergeben sich folgenden Vorteile:

  • Ermöglichung von Informationsaustausch mit IT-Systemen;
  • Ermöglichung neuer Datenaufnahme ohne Eingriff in das SPS-Programm;
  • Informationsvorverarbeitung für Datenanalyse (Data Analytics) und vorausschauende Wartung (Predictive Maintenance).
  • Durchführung von Analyse und Optimierung von Produktionsprozessen, direkt an den Maschinen;

Für den Hersteller von Edge Devices sind folgende Vorteile erkannt:

  • Nutzung als Hardware für gemeinsame Schnittstellen und Informationsmodelle (Konzept der Verwaltungsschale)
  • Zugang zu aggregierten Anwenderdaten für F&E-Abteilung ohne Sicherheitsrisiken beim Anwender.

Die Partner des Smart Factory KL-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, Mini Tec, Phoenix Contact, Pilz, Pro-Alpha, SAP, Siemens, TÜV Süd, Weidmüller.

Vertikale Integration & Edge Devices

Vertikale Integration oder Digitalisierung von bestehenden Produktionsanlagen (Brownfield) wird durch das Nachrüsten mit Edge Devices einfach ermöglicht. Die ohnehin vorhandenen Daten innerhalb der Steuerungen und Module werden von angebrachten Sensoren ausgelesen, über smarte Konnektoren (Edge Devices) gesammelt, in strukturierte Kommunikationswege gelenkt und in IoT-Plattformen oder Clouds zusammengeführt. Die vertikale Integration bezeichnet dabei den Vorgang, bei dem Maschinenzustandsdaten von der untersten Sensorebene bis in die Cloud-basierte Umgebung transportiert und integriert werden (Condition Monitoring).

Die somit erreichte Verfügbarkeit von einer Vielzahl von Maschinendaten erlaubt es, Informationen herauszuziehen, diese auszuwerten (Data Analytics) und Aussagen über Maschinenzustände zu treffen (Predictive Maintenance), was in der Vergangenheit nicht ohne Eingriff in die Steuerungsebene von Maschinen unter großem Aufwand und Risiko möglich war. Kurz gesagt bezeichnet die vertikale Integration den „Einblick“ in eine Maschine auf Datenebene. Durch die Daten können Rückschlüsse über Zustand und Performanz bestehender Maschinen, Module und Anlagen gezogen werden, was sich letztendlich auf Kennwerte wie Produktqualität, Produktivität oder Kosteneffizient positiv auswirkt.
 

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