OpenServ4P (Offene, intelligente Services für die Produktion)

Prozessteuerung in der Produktion als Dienstleistung nutzen

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Kurzsteckbrief

In dem Projekt OpenServ4P sollen technische Voraussetzungen geschaffen werden, um bestehende, „herkömmliche“ Produktionsanlagen zu Industrie-4.0-fähigen Anlagen aufzurüsten: Durch eine Vernetzung und die Fähigkeit, miteinander zu kommunizieren, werden die Anlagen intelligent. Die Prozesssteuerung und die selbstständige Reaktion von Produktionsanlagen auf veränderte Umgebungsbedingungen sollen als smarte Online-Services an bestehenden Produktionsanlagen erprobt werden.

Problemstellung

Die Verfügbarkeit von Sensorinformationen ist ein zentrales Element bei der Vernetzung von Cyber-physischen Pro- duktionssystemen (CPPS). Diese erhobenen Daten bieten die Grundlage für Smart Services. In Industrie 4.0 können Maschinen und Produktionsanlagen kommunizieren sowie Informationen erfassen und auswerten. Die meisten Anlagen, die seit Jahren in Betrieb sind, verfügen nicht über derartige Funktionen und müssen daher nachträglich mit der entsprechenden Hard- und Software ausgestattet werden. Dabei müssen auch übergeordnete Aspekte wie Anlagensicherheit, Datensicherheit und Knowhow-Schutz berücksichtigt werden.

Ziele

Ziel des Projekts OpenServe4P ist es, die technischen Voraussetzungen dafür zu schaffen, dass bestehende Maschinen zu Industrie-4.0-fähigen Maschinen umgerüstet und neue Anlagen von Anfang an mit einem derartigen System ausgestattet werden können. Durch die Umrüstung erhält eine Anlage die gewünschten Funktionalitäten. Es entsteht die Möglichkeit, für die Maschinen smarte Services in Anspruch zu nehmen und Voraussetzungen zu schaffen, um etwa industrielle Echtzeit-Produktionsplanung und vorausschauende Instandhaltung sowie integrierte Qualitätssicherung als Dienstleistung anzubieten.

Technologien und Herausforderungen

Zur Ermittlung der Anforderungen an eine adaptierbare Plattform für Smart Services werden im ersten Schritt die Rahmenbedingungen für die Software- und Kommunikations-Architektur ermittelt. Dazu werden relevante Informationsflüsse in der Produktion systematisch analysiert. Für die Entwicklung der Hardware- und Software-Architektur ist ein Zugriff auf die unterschiedlichen Produktionsressourcen (Ereignisquellen) und die Übertragung der Informationsflüsse notwendig – es müssen also entsprechende Schnittstellen geschaffen werden. Eine Herausforderung besteht darin, dass Maschinen, die zwar die gleichen Funktionen besitzen, aber von unterschiedlichen Herstellern stammen, oft unterschiedliche Datenformate verwenden. Eine Kommunikation oder ein Datenaustausch sind also nicht ohne weiteres möglich, denn jeder einzelne Sensor erfasst die Daten in einem individuellen Datenformat und einer eigenen Datenstrukturierung.

Auch die Menge der Daten, die bei der Vernetzung der Produktionsanlagen anfällt, stellt eine Herausforderung dar.
Die Speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS), die in den meisten Maschinen enthalten und für deren Steuerung und Regelung zuständig sind, sind nur für kleine Datenmengen ausgelegt. Bei der Vernetzung der Anlagen müssen aber von den SPS nicht nur die Daten der eigenen, sondern auch Sensordaten anderer Maschinen verarbeitet werden, womit die meisten SPS bisher überfordert sind. Deshalb wird im Projekt OpenServ4P eine neue Technologie, ein sogenannter Datenkonzentrator, entwickelt.

Dieser Datenkonzentrator führt eine Vorverarbeitung der Daten aus und kann diese mit industrieüblichen Standard- protokollen an SPS und/oder direkt an andere IT-Systeme übertragen. So wird ein direkter Eingriff in die SPS vermieden. Mit diesem Konzept können auch ältere Maschinen Industrie-4.0-fähig gemacht werden.

Anwendungen

Die im Projekt erforschte Technologie soll vorrangig für Werkzeug- und Verarbeitungsmaschinen entwickelt werden, die in vielen Zweigen der produzierenden Industrie eingesetzt werden. Somit ist ein großer Markt erkennbar. Langfristig ist eine Anwendung der entwickelten Vernetzungs- und Kommunikationstechnologie auch für andere Produktionseinrichtungen denkbar.

Konsortialpartner

SALT Solutions AG (Konsortialführer); Fraunhofer IGCV; Scheer GmbH; SICK AG; SICK STEGMANN GmbH; software4production GmbH; BSH Hausgeräte GmbH, Wittmann Battenfeld GmbH

Ansprechpartner

SALT Solutions GmbH

Bernhard Klimm

Homepage: OpenServ4P