Industrie 4.0 Bild 5: Andreas Beu mit mobilen Web-HMIs, die mit modernster Web-Technologie erstellt wurden (Bild Smart HMI GmbH) Durch die frühzeitige Einbindung der Prozesseigentümer aus der Elektronikkartenfertigung in das Forschungsprojekt ist der Fokus für die Transparenz der Prozesse zunächst auf die Visualisierung von Prüfdaten des Pastendrucks und der automatischen optischen Inspektion (AOI) gelegt worden..Die Prozesseigentümer wollen einen schnelleren und direkteren Einblick in ihre Abläufe gewinnen und versprechen sich bereits darüber eine Verbesserung der Qualität umzusetzen. Die Darstellung der Prüfdaten (Bild 4) vermittelt dem Prozesseigentümer einen sofortigen Überblick über die aktuelle Prozessqualität sowie den bisherigen Verlauf im ausgewählten Zeitrahmen. Darüber hinaus können unterschiedliche Qualitätsmetriken farbig hinterlegt werden (OK = grün, Warnung = gelb, Fehler = rot)..Somit sieht der Betrachter sofort in welchem Zustand sich der Prozess befindet..Weitere Details zu eventuell aufgetretenen Fehlern werden unterhalb des zeitlichen Verlaufs aufgelistet..Neben der Betrachtung der aktuellen Qualität ermöglicht diese Visualisierung ebenso die Untersuchung von Prüfdaten aus der Vergangenheit (Aufdecken von Fehlerquellen)..Über die zeitliche Festlegung des Betrachtungsintervalls wird im Hintergrund eine Datenbankabfrage ausgeführt, welche die gewünschten Daten zur Anzeige bringt. Durch die Modularität der ScaleIT Apps können unterschiedliche Prozessschritte mit den gleichen Apps und unterschiedlichen Konfigurationen für die Visualisierung der Prüfdaten aller Prozessschritte verwendet werden. Herausforderung Engineering von webbasierten HMIs Der Web-Standard HTML5 ist eine der spannendsten Technologien für den Hallenboden. Mit HTML5 lassen sich Applikationen realisieren, die sich überall betreiben lassen, wo ein entsprechender Web- Browser läuft. Das bedeutet für den Anwender, dass er mit derselben technischen Infrastruktur und mit denselben Werkzeugen gleichermaßen eine typische HMI auf einem stationären Bedienpanel, wie auch mobile Apps zur Abbildung typischer Industrie-4.0-Szenarien auf einem beliebigen Smart Device erstellen kann. Eine Erkenntnis bei ScaleIT ist: Mit Web-Technologie verwischen die Grenzen zwischen stationärer Mensch-Maschinen-Schnittstelle („Human Machine Interface“ HMI), netzbasiertem Dashboard und mobiler App mehr und mehr. Moderne Web-Technologie ist sehr leistungsfähig. Sie ist ausgereift, modern und offen..Eine gigantische Community entwickelt webbasierte Lösungen für nahezu alle Anforderungen aktueller Apps und HMIs..Diese kann man nutzen, häufig sogar unter Open-Source-Lizenz, sofern man sich mit HTML, CSS, JavaScript und einer Vielzahl weiterer Web-Technologien auskennt. Genau das ist momentan eine der zentralen Herausforderungen für den Hallenboden, denn dort fehlen sehr häufig die entsprechenden Programmierkenntnisse..In etablierten HMI-Systemen, welche aktuell den Markt beherrschen, wird eher konfiguriert, anstatt programmiert. Im Rahmen des ScaleIT-Projekts werden nicht nur webbasierte ScaleIT-Apps erstellt, auch deren Entwicklung für den Hallenboden soll vereinfacht werden. Ziel ist eine Engineering Umgebung, welche einerseits alle Merkmale klassischer HMI-Systeme hat und andererseits die wertvollen Eigenschaften der Web-Technologie erschließt..Dazu gehören beispielsweise das automatische Anpassen der Web-HMI an verschiedene Endgeräte (Responsive Design, siehe Abbildung 5), die einfache Erweiterbarkeit durch eigene Entwicklungen oder Web- Lösungen Dritter, sowie die Unterstützung mobiler Endgeräte. Diese Funktionalitäten werden in einer grafischen Umgebung bereitgestellt (siehe Bild 6), ohne dass der Nutzer sich in die Tiefen von HTML und JavaScript-Programmierung begeben muss. Vielmehr kann er durch Drag&Drop und einfache Konfigurationsdialoge seine Web-HMI zusammenstellen und – ohne kompliziertes Kompilieren und Debuggen – sofort in der Voransicht kontrollieren. Schlussfolgerung Durch eine von den Anwendern einfach erweiterbare technische Plattform auf verteilter Hardware werden Messwerte und Informationen aus der Produktionsumgebung und den IT-Systemen in Echtzeit gesammelt, verarbeitet und visualisiert..Die Funktionsbausteine (Apps) verarbeiten die Daten in einer skalierbaren IT-Architektur und generiert Informationen..Damit unterstützt die ScaleIT-IKT-Lösung die papierlose vernetzte Fertigung in kleinen mittelständischen Unternehmen, sorgt für ein industrielles App-Ökosystem auf dem Hallenboden, und bietet Anwendern die Möglichkeit gezielt Apps für Ihre Prozesse einzusetzen. Über das ScaleIT-Team Das ScaleIT-Team entwickelt skalierende Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) zur Produktivitätssteigerung in der Mechatronikfertigung..Das Projekt wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) im Programm „Innovationen für die Produktion, Dienstleistung und Arbeit von morgen“ gefördert und vom Projektträger Karlsruhe (PTKA) betreut. Förderkennzeichen: 02P14B188. Weitere Informationen finden Sie unter: www.scale-it.org.. Folgen Sie uns bei Twitter: @scale_it_org • ScaleIT-Team www.scale-it.org Bild 6: Engineering Umgebung zur Erstellung von Web-HMIs ohne HTML- und JavaScript-Kenntnisse (Bild Smart HMI GmbH) 10 Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2018
IoT Internet der Dinge kommt in Fahrt Breites Anwendungsspektrum für viele Lebensbereiche nikation zu gewährleisten, werden Fahrzeuge, Produkte und Maschinen mit Sensoren, Aktoren und kleinen Computern ausgestattet. Die Objekte sammeln Daten über sich und ihre Umwelt und leiten diese dann an eine Cloud weiter. Hier werden die Informationen analysiert, verknüpft sowie verarbeitet und verwaltet. Innovative IoT- und M2M-Lösungen IoT und die Machine-to-Machine- Kommunikation (M2M) gehören, genauso wie die Sensorik, zu einer der Kernkompetenzen von Unitronic. „Wir beschäftigen uns bereits seit vielen Jahren mit der Möglichkeit, Informationen zu generieren, zu übertragen, auszuwerten und zu interpretieren”, sagt Michael Haenel, Head of Development and IoT/M2M Communication bei Unitronic..„Dazu gehören auch die Übertragung dieser Daten von Gerät zu Gerät sowie die daraus resultierenden vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten.” Die IoT-Kommunikation deckt ein breites Feld ab. Sie reicht von der Prozessüberwachung, bei der zum Beispiel Temperaturen, Feuchte oder Standorte aus der Ferne kontrolliert oder Zählerstände ausgelesen werden. Dazu gehört aber auch die bidirektionale Kommunikation mit Reaktions- und Steuerungsmöglichkeiten..Hier ist oft eine Vielzahl an Geräten beteiligt, die zu einem Netzwerk verknüpft werden. „IoT- und M2M-Anwendungen müssen sich dabei nahtlos in die vorhandene Infrastruktur des Kunden integrieren und neben automatisierten Reaktionen auch manuelle Eingriffsmöglichkeiten zulassen”, erklärt Haenel. Das „Internet of Things” (IoT) ist in der deutschen Wirtschaft angekommen..Rund 72 Prozent der Unternehmen schätzen IoT-Technologien als wichtig für ihr Unternehmen ein, so das Ergebnis einer IDC-Studie vom Oktober 2016. Aufgrund der wachsenden Anzahl an Applikationen und Autor: Michael Haenel, Leiter Entwicklung und IoT/M2M Kommunikation bei Unitronic Projekten, stellt sich immer häufiger die Frage nach der Sicherheit der Übertragungswege sowie der im IoT-Umfeld generierten Daten. Mit Sensor2Cloud bietet Unitronic ein kompaktes Lösungskonzept, das sichere Möglichkeit der Datenübertragung und -speicherung in der Cloud beinhaltet. Nach Einschätzung der Marktforscher von IDC, wird sich weltweit die Zahl der derzeit etwa 14,9 Milliarden verbundenen „Things” bis zum Jahr 2020 verdoppeln. Laut einer aktuellen Studie halten rund zwei Drittel der befragten deutschen Unternehmen IoT-Technologien für wichtig, befinden sich aber selbst überwiegend noch in der Evaluierungs- und Planungsphase entsprechender Initiativen. Großunternehmen treiben demnach die IoT-Adaption stärker voran als der Mittelstand. Mit IoT-Technologien wollen Firmen ihre internen Prozesse optimieren, gleichzeitig aber auch ihre Produkte verbessern..Vorhandene Entwicklungs- und Produktionsumgebungen werden durch die Integration von Sensorik sowie von eingebetteten Systemen und Konnektivität IoT-ready..Die vermehrte Vernetzung von Geräten und Maschinen erhöht aber auch die Angriffsflächen. Datenschutz und die Datensicherheit sind für den Erfolg von IoT essenziell, weshalb für vernetzte Produkte und die Kommunikation zwischen den „Things” hohe Sicherheitsstandards gelten müssen. Digitalisierung im Alltag In vielen Wirtschafts- und Lebensbereichen ist die Digitalisierung bereits Alltag. So finden Autos selbständig den nächsten freien Parkplatz, Disponenten erkennen Containerstandorte per Mausklick. Auch Servicetechniker müssen nicht zwangsläufig reisen, um Maschinen zu kontrollieren. Heute meldet sich die Maschine und weist auf eventuelle Fehler oder Schwachstellen hin. Um diese Form der Kommu- Anforderungsspezifische Übertragungswege In einer dynamischen Umgebung mit unterschiedlichen Anforderungen, sollten deshalb unterschiedliche Übertragungswege genutzt werden können..Dabei sollte ein breites Spektrum zur Verfügung stehen, angefangen von Kabellösungen wie Ethernet, Powerline oder die Vielzahl von industriellen Bus.systemen Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2018 11
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Distec GmbH.. . . . . . . . . . . .
ERNI Electronics.. . . . . . . . .
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FLG Automation AG . . . . . . . . .
BVS Industrie-Elektronik GmbH. . .
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IOI Technologie Corp., TW Tragant G
Pyxalis, F FRAMOS RTP Corp, USA PRI
3S-Smart Software Solutions GmbH Me
42551 Velbert, Baumüller Nürnberg
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Fuji Electric Europe GmbH Goetherin
Tel.: 069/97328877-100, Fax: -200 8
IPC2U GmbH Frankenring 6, 30855 Lan
Tel.: 0151/19523242 88142 Wasserbur
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