Die Infrastruktur der Industrie 4.0-Produktionsanlage des SmartFactory-KL-Partnerkonsortiums erhielt dieses Jahr ein neues, sternförmig skalierbares Installationskonzept. Die Infrastrukturknoten unterstützen dabei unabhängige Produktionsinseln mit mehreren Modulen. „Mit dieser Lösung zeigen wir den nächsten Schritt in Richtung einer praktischen Einführung einer standardisierten Modulschnittstelle. So kann eine Produktionsanlage schnell und flexibel rekonfiguriert werden“, sagt Prof. Dr. Martin Ruskowski, Forschungsbereichsleiter Innovative Fabriksysteme am DFKI.
In diesen Knoten steht nun Rechenleistung über Edge Computing für Industrial-Intelligence-Anwendungen zur Verfügung. Eine beispielhafte Anwendung für Edge Computing in der Infrastruktur-Box ist die Anzeige von Verbrauchsdaten der einzelnen Module direkt an der Box. So kann der Produktionsmitarbeiter die Daten schnell sehen und den angeschlossenen Modulen zuordnen. Dies vereinfacht die dezentrale Überwachung der Anlagenfunktion und ermöglicht, Fehlfunktionen in den Produktionsmodulen durch die Auswertung der Versorgungsdaten zu analysieren und die notwendigen Wartungsschritte einzuleiten.
Priorisierung von Daten und Sicherstellung von Übertragungsqualität
Neu hinzu kommt, dass die SmartFactory-KL die Datenübertragung zwischen Infrastruktur und Server über die Echtzeittechnologie TSN (Time-Sensitive Networking) realisiert. Mit Hilfe von TSN können Datenpakete priorisiert werden. Das bedeutet, dass anhand von Prioritätsklassen flexibel entschieden werden kann, welche Daten sofort verfügbar sein müssen und bei welchen eine Verzögerung akzeptabel ist. Durch TSN wird beispielsweise garantiert, dass sicherheitskritische Daten mit höchster Priorität versendet werden und selbst dann ankommen, wenn das Netzwerk stark belastet ist. So wird in einem überlasteten Netzwerk gewährleistet, dass ein Modul prozesssicher ist, also verbindlich weiterarbeitet.
„TSN leistet einen wichtigen Beitrag sowohl zur horizontalen als auch zur vertikalen Integration. Ferner ermöglicht OPC UA in Kombination mit TSN Herstellerunabhängigkeit auf der Datenübertragungsebene. So können beliebige Sensoren und Aktoren in Echtzeit Daten versenden und empfangen und bestehende Anlagen flexibel nachgerüstet werden. Die bisherigen proprietären Feldbusse stellen kein Hindernis mehr dar“, fasst Prof. Dr. Detlef Zühlke, Vorstandsvorsitzender der SmartFactory KL, die Vorteile für die Industrie zusammen.
Der Gemeinschaftsstand von SmartFactory KL und des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz DFKI auf der Hannover Messe vom 1. bis zum 5. April 2019: Halle 8, Stand D18.
