Im IoT-Edge-Gateway laufen alle Daten zusammen, werden verdichtet und archiviert, bevor sie für die Vorhersage der Produktionsqualität in die Cloud transferiert werden.

Im IoT-Edge-Gateway laufen alle Daten zusammen, werden verdichtet und archiviert, bevor sie für die Vorhersage der Produktionsqualität in die Cloud transferiert werden. Hilscher

Internet of Things (IoT), Cloud Technologien und Industrie 4.0 werden die Produktionslandschaft nachhaltig verändern. Neben einer größeren Flexibilität in der Produktion bietet Sensorik in Verbindung mit intelligenten Analyseverfahren aus der Cloud die Möglichkeit, Produktionsprozesse zu optimieren, Ausfallzeiten zu minimieren und die Produktqualität zu verbessern. Denn zu erwartende Qualitätsveränderungen in einem Fertigungsprozess werden vorausschauend erkannt und geeignete Qualitätssicherungsprozesse automatisch angestoßen.

Die in Nürnberg gezeigte Lösung fokussiert auf die Sicherstellung der Produktionsqualität und Minimierung der Ausfallzeiten. Der Use Case selbst beruht auf der Realtime Scoring-Verfahren des IBM Geschäftspartners X-Integrate.

Das Salz der Produktion: Daten

Im Fallbeispiel sind die Anlagen eines Fertigungsunternehmens vom Maschinenbauer mit Sensoren ausgestattet, die während der Produktion alle betriebsrelevanten Maschinenkennzahlen erfassen und in Echtzeit weitergeben. Anhand dieser Kennzahlen lässt sich mithilfe der Scoring Lösung und den intelligenten Verfahren der Analyticslösung SPSS vorhersagen, wann Toleranzwerte voraussichtlich überschritten werden und welche Auswirkung dies auf die Produktionsqualität hätte.

Um die Latenzzeiten sowie die Belastung der Netzwerke und zentralen Systeme gering zu halten, erfolgen Erfassung und Auswertung der Maschinenkennzahlen dezentral direkt an der Fertigungsmaschine. Hier kommt ein netIOT Edge Gateway der Firma Hilscher zum Einsatz, das unter anderem auf der IBM Internet of Things Foundation basiert. Durch den ständigen Abgleich der errechneten Verschleißdaten und der tatsächlichen Situation verfeinert sich das verwendete mathematische Modell stetig und die Vorhersagequalität verbessert sich mit zunehmendem Betrieb.

Mit den Tools von IBM lassen sich die Service-Prozesse abbilden und automatisieren.

Mit den Tools von IBM lassen sich die Service-Prozesse abbilden und automatisieren. Hilscher

Wartungsaufträge werden aus der Cloud generiert

Als Ergebnis der Echtzeitanalyse werden anhand dynamischer Regeln über den IBM Operational Decision Manager aus der Cloud heraus definierte Qualitätssicherungsprozesse ausgelöst. Die Bandbreite reicht von der Initiierung einer regulären Maschinenwartung über die Anpassung der Produktionsgeschwindigkeit bis hin zum Produktions-Stopp und den damit verbundenen nachgelagerten Prozessschritten.

Die revisionssichere und zeitnahe Dokumentation aller Ereignisse erfolgt auf dem Hilscher netIOT Gateway. Alle Maschinendaten und relevante Events werden dazu dezentral erfasst und mit einem Zeitstempel versehen in den Historian Informix von IBM geschrieben. Hierüber lässt sich jederzeit nachvollziehen, welche Entscheidungen aufgrund welcher Systemzustände getroffen wurden. Bei Bedarf können dann umfangreiche, lokale Auswertungen durchgeführt werden.

Kernkomponente der vorgestellten Lösung ist das netIOT Edge Gateway. Geräte- und Prozessdaten können beliebig aufbereitet und über standardisierte Schnittstellen wie OPC UA oder Rest nahtlos in die Enterprise Prozesslandschaft integriert werden. Durch die Kombination des Gateways mit Technologien aus der Cloud, wie Internet of Things (IoT), intelligenten Analysewerkzeugen und Geschäftsprozessmanagement-Lösungen, lassen sich Produktionsaufgaben optimieren. Ein automatisiertes Entscheidungsmanagement hilft dabei, manuelle Prozesse zu eliminieren und Ausfallzeiten zu minimieren.