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Deutschland / Südkorea / USA

Smart Factory Web

Projekt Info

Kategorie: INNOVATION
Datum:  Start April 2016
Partner Forschung:  KETI
Partner Industrie:  Microsoft, SAP

 

Smart Factory Web – Auf dem Weg zu einem neuen Marktplatz für die Vernetze Produktion.

LEMGO (D) / KARLSRUHE (D) / PANGYO (KR) / ANSAN (KR) Das koreanische Institut KETI und das Fraunhofer IOSB haben ein Projekt gestartet, das vom koreanischen Ministerium für Handel, Industrie und Energie (MOTIE) [1] finanziert wird. Auf der Grundlage von Konzepten wie das Industrial Internet of Things (IIoT) werden Architekturen und Technologien untersucht, die sich für ein Netzwerk von verteilten intelligenten Fabriken eignen.

MOTIVATION
Das „Smart Factory Web“, ist ein Testbed des Industrial Internet Consortium (IIC) und zielt darauf ab, intelligente Fabriken zu vernetzen, um die Auftragserfüllung zu verbessern, indem die Kapazitäten zwischen den Produktionsstandorten durch flexible Anpassung der Produktionskapazitäten und gemeinsame Nutzung von Ressourcen, Anlagen und Beständen aufeinander abgestimmt werden. Das Hauptnutzungsszenario ist dementsprechend „auftragsgesteuerte adaptive Produktion“. Fabrikbesitzer können Produktionsprozesse und Wertschöpfungsketten flexibel an neue Kundenanforderungen anpassen.

Das Smart Factory Web Testbed zielt gleichzeitig auf Koreas „Manufacturing Innovation 3.0“- und Deutschlands „Industrie 4.0“-Initiativen [2] ab. Bei beiden Strategien geht es um anpassungsfähige Fabriken, die vollautomatische Produktionsmöglichkeiten und -kapazitäten in hochgradig modularisierten Produktionsanlagen bieten, die auftragsbezogen angepasst und optimiert werden können.

IMPLEMENTIERUNG UND ARCHITEKTUR
Die Architektur des Smart Factory Web wendet die konzeptionellen Ansichten und Spezifikationen des IIC in seiner Industrial Internet Reference Architecture (IIRA) an. Die Modellfabriken von KETI in Pangyo und Ansan (Südkorea) und des Fraunhofer IOSB in Karlsruhe und Lemgo (Deutschland) sind über das Smart Factory Web miteinander verbunden. Die deutschen Modellfabriken sind auch Mitglieder des Industrie 4.0 Labs Network und tragen so dazu bei, den Abgleich des Referenzarchitekturmodells (RAMI4.0) von Industrie 4.0 mit IIRA zu fördern.

Das Smart Factory Web verwaltet die Registrierung von neuen Fabriken und die Suche nach vorhandenen Fabriken im Smart Factory Web Portal. Die Fabriken werden im Bezug auf ihre Fähigkeiten und Eigenschaften modelliert. Cockpit-Anwendungen visualisieren ausgewählte Fabrik Daten.

KETI hat sowohl in den Modellfabriken in Pangyo als auch in Ansan eine interoperable Netzwerkumgebung über OPC UA implementiert. Diese wurde mit AutomationML beschrieben. Durch die Übernahme eines Datenkonvertierungsmoduls von OPC UA zu oneM2M, einem Standard für die Kommunikation von Maschine zu Maschine, können weitere Geräte und Anwendungen einfach in das Testbed integriert werden.

Die koreanischen und deutschen Modellfabriken sind mit der Microsoft Azure-Cloud-Plattform verbunden, um Fabrikdaten in Echtzeit anzuzeigen. Die in die Cloud zu übertragenden Betriebsdaten werden auf einem OPC UA Aggregationsserver mit Hilfe eines in AutomationML und CEP (Complex Event Processing) definierten Informationsmodells aggregiert, um aus Mustern in den Daten verwertbare Ereignisse zu extrahieren. Das AutomationML-Modell wird auch zur Konfiguration der Datenvisualisierung in der Azure-Cloud verwendet. Die Ansan-Modellfabrik von KETI ist auch mit der Mindsphere-Plattform von Siemens verbunden, um die Produktunabhängigkeit zu demonstrieren.

STANDARDS
Die Standards AutomationML (IEC 62714) und OPC UA (IEC 62541), ergänzt durch die begleitende Spezifikation „OPC Unified Architecture for AutomationML“, spielen dabei eine Schlüsselrolle. Die Kombination dieser Standards reduziert den manuellen Engineering-Aufwand, der für die Produktionsanpassung und den Informationsaustausch in Fabriken erforderlich ist.

TECHNOLOGIEN

Die wesentlichen Technologien die im Smart Factory Web eingesetzt und stetig weiterentwickelt werden sind IIoT, Digital Twin, Retrofit, 5G und Cyber Sicherheit.

Näherer Information zu den eingesetzten Technologien im Smart Factory Web finden sie hier auf der SmartFactoryOWL Seite unter dem Menüpunkt: Forschung->Technologien.

AUSBLICK
Die Zusammenarbeit zwischen KETI und IOSB fördert die internationale Nutzung von Standards und Architekturmuster für IIoT-Systeme. Es werden Vorteile für die Daten- und Dienstintegration und fortschrittliches Plug & Work erwartet, beides grundlegende Voraussetzungen für intelligente Fabriken. Beide Forschungsorganisationen führen Beratungs-, Qualifikations- und Transferprojekte für Industriekunden durch: Hier geht’s zu unserer Transferkette.

Die beiden Organisationen planen, weitere intelligente Fabriken und Anwendungen in das Smart Factory Web zu integrieren.

Weitere Informationen finden Sie auch auf der Projektseite des Smart Factory Web unter: www.smartfactoryweb.com.

 

Referenzen:

[1] Ministry of Trade, Industry and Energy (MOTIE), The Industrial Innovation Movement 3.0, 29.12.2014: http://english.motie.go.kr

[2] Federal Ministry for Economic Affairs and Energy (BMWi) and Federal Ministry of Education and Research, Plattform Industrie 4.0: https://www.plattform-i40.de

[3] Heymann, Sascha; Stojanovic, Ljiljana; Watson, Kym; Nam, S.; Song, B.;Gschossmann, H.; Schriegel, Sebastian; Jasperneite, Jürgen: Cloud-based Plug and Work architecture of the IIC Testbed Smart Factory Web. International Conference on Emerging Technologies and Factory Automation (ETFA), Torino, Italy. ISBN: 978-1-5386-7108-5, p187-194, 2018-September.

[4] Heymann, Sascha; Pethig, Florian; Schriegel, Sebastian; Stojanovic, Ljiljana; Watson, Kym; Jasperneite, Jürgen: Interoperabilität von Plug-and-Play-fähigen OPC UA- und Cloud-basierten Smart Services. In: Kommunikation in der Automation (KommA 2019). Magdeburg, Nov 2019

Kontakt

Ansprechpartner:

Sascha Heymann

Fraunhofer IOSB-INA

Campusallee 1 | 32657 Lemgo