In der Vergangenheit wurden je zwei Module der SmartFactory-KL-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 SmartFactory-KL-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.
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 SmartFactory-KL-Partnerkonsortium bereits von Beginn an die Weichen gestellt: Schon in der ersten Generation der SmartFactory-KL-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 SmartFactory-KL-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 vom 23. bis zum 27. April auf dem Gemeinschaftsstand von SmartFactory-KL und DFKI in Halle 8, Stand D18 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.
