Digitale Produktionsinfrastrukturen

Die vierte industrielle Revolution stellt die Automatisierungstechnik vor neue Herausforderungen in der Kommunikation und Datenverarbeitung: Aufsteigende Technologien wie Big Data, Künstliche Intelligenz oder der Digitale Zwilling erfordern eine zuverlässige und industriekonforme, digitale Infrastruktur. Diese ist die Grundlage für einen resilienten, sicheren Datenaustausch und eine zuverlässige Datenverarbeitung. Durch Kommunikationstechnologien wie TSN und 5G, können IT und OT Systeme verbunden werden, ohne die strikten Anforderungen der Produktion zu verletzen. Die Nutzung von Cloud Systemen eröffnet neue Potenziale in der Produktionstechnik, welche mit herkömmlichen Automatisierungssystemen nicht möglich sind.

Das Fraunhofer IPT hat zusammen mit dem Forschungspartner German Edge Cloud die Fraunhofer Edge Cloud, eine offene IT-Testumgebung für Forschung und Industrie, entwickelt. Die Fraunhofer Edge Cloud ist ein produktionsnahes Cloud System, welches für vielseitige industrielle Anwendungen erprobt und eingesetzt werden kann. Mit der Möglichkeit zur individuellen Anpassung an die jeweiligen Anwendungsfälle können alle Vorteile einer Cloud in einer sicheren und produktionsnahen Umgebung umgesetzt werden.

Ein bereits erprobter industrieller Anwendungsfall ist der Aufbau einer Sensor-Cloud-Datapipeline. Dabei werden die in einem Fräsprozess aufgenommenen Sensordaten direkt an die Fraunhofer Edge Cloud gesendet. Zur Analyse und Interpretation der Daten werden eigens entwickelte Cloud-Dienste genutzt. Somit wird die Verarbeitung der Daten vollständig in der Cloud abgebildet. Die Dienste können dynamisch gestartet, gestoppt oder aktualisiert werden, ohne den Prozess zu unterbrechen.

Unser Leistungsangebot

  • Aufbau von Datenpipelines von Ihrer Produktion bis in die Cloud
  • Handlunsempfehlungen bei der Digitalisierung Ihrer Produktion
  • Bearbeitung von Forschungs- und Entwicklungsprojekten

Anwendungen

Prozessüberwachung

Private Cloud Systeme bieten neben einer erhöhten Datensicherheit auch die Möglichkeit zur individuellen Konfiguration. Somit können die lokale Cloud Systeme auf die Ausführung von Echtzeitanwendungen optimiert werden. In der Prozessüberwachung ist die deterministische Ausführung der Software entscheidend.

Robotersteuerung

Bei der Ansteuerung von Robotern in der Produktion ist die echtzeitfähige Übertragung der Befehle essenziell. Mit TSN kann eine solche echtzeitfähige Kommunikation bis zu Cloud aufgebaut werden.

Modulare Edge Geräte

Die Integration von Cloud-Systemen in die Produktion scheitert meist an fehlender Hardware oder heterogenen Schnittstellen von Maschinen und Anlagen. Modulare Edge Geräte können die benötigten Schnittstellen abbilden und eine Verknüpfung zu Cloud Systemen schaffen.

Projekte

ICNAP

In einer Vorstudie im Rahmen von ICNAP wurde die Auslagerung von echtzeitfähigen Anwendungen in die Cloud untersucht.

5GSMART

Im EU-Projekt 5G-SMART wurde eine Datenpipeline, sowie Cloud-Dienste zur Verarbeitung von Sensordaten entwickelt. Hierbei werden die Sensordaten über 5G übertragen und die Cloud ist in die Prozessüberwachung der Anwendung integriert.

5G-COMET

Der Einsatz von konvergenten, kabelgebundenen Netzen in der Produktion ist durch die Nutzung von TSN möglich. In dem Projekt 5G-Comet wird die Nutzung von TSN-Funktionalitäten über 5G erforscht. Somit ist auch eine kabellose, deterministische Kommunikation möglich.