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Smart Factory Web
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.
ZIELSETZUNG
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 Produktionsstätten durch flexible Anpassung der Produktionskapazitäten und gemeinsame Nutzung von Ressourcen, Einrichtungen und Beständen aufeinander abgestimmt werden. Dementsprechend ist das Hauptnutzungsszenario „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 „Industry 4.0“-Initiativen [2]. Bei beiden Strategien geht es um anpassungsfähige Fabriken, die vollautomatische Produktionsmöglichkeiten und -kapazitäten in hochgradig modularisierten Produktionsanlagen bieten, die auftragsspezifisch angepasst und optimiert werden können.
IMPLEMENTIERUNG UND ARCHITEKTUR
Die Smart Factory Web-Architektur wendet die konzeptionellen Sichten und Spezifikationen der IIC in ihrer 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 Industry 4.0 Labs Network und tragen so zum Abgleich des Referenzarchitekturmodells (RAMI4.0) von Industry 4.0 mit IIRA bei.
Das Smart Factory Web verwaltet die Registrierung neuer Fabriken und die Suche nach bestehenden Fabriken im Smart Factory Web Portal. Die Fabriken werden im Hinblick auf ihre Fähigkeiten und Merkmale modelliert. Cockpit-Anwendungen visualisieren ausgewählte Fabrikdaten.
KETI hat eine interoperable Netzwerkumgebung über OPC UA in den beiden Modellfabriken in Pangyo und Ansan implementiert. Dies wurde mit AutomationML beschrieben. Durch die Übernahme eines Datenkonvertierungsmoduls von OPC UA zu oneM2M, einem Standard für die Maschine-zu-Maschine-Kommunikation, können zusätzliche Geräte und Anwendungen einfach in das Testbed integriert werden.
Die koreanischen und deutschen Modellfabriken sind an die Microsoft Azure-Cloud-Plattform angeschlossen, um Fabrikdaten in Echtzeit anzuzeigen. Die in die Cloud zu übertragenden Betriebsdaten werden auf einem OPC UA Aggregationsserver unter Verwendung eines in AutomationML und CEP (Complex Event Processing) definierten Informationsmodells aggregiert, um verwertbare Ereignisse aus Mustern in den Daten zu extrahieren. Das AutomationML-Modell wird auch zur Konfiguration der Datenvisualisierung in der Azure-Wolke 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 für die Produktionsanpassung und den Informationsaustausch in Fabriken.
TECHNOLOGIEN
Die wichtigsten Technologien, die im Smart Factory Web verwendet und ständig weiterentwickelt werden, sind IIOT, DIGITAL TWIN, RETROFIT, 5G und CYBER SECURITY.
Weitere Informationen über die im Smart Factory Web verwendeten Technologien finden Sie hier auf der Seite SmartFactoryOWL unter dem Menüpunkt: FORSCHUNG -> TECHNOLOGIEN.
PROJEKT
Die Zusammenarbeit zwischen KETI und IOSB fördert die internationale Nutzung von Standards und Architekturmustern für IIoT-Systeme. Es werden Vorteile für die Daten- und Dienstintegration und fortgeschrittenes Plug & Work erwartet, beides grundlegende Anforderungen für intelligente Fabriken. Beide Forschungsorganisationen führen Beratungs-, Qualifizierungs- und Transferprojekte für Industriekunden durch: Hier finden Sie unsere TRANSFERCHAIN.
Die beiden Organisationen planen, weitere intelligente Fabriken und Anwendungen in das Smart Factory Web zu integrieren. Weitere Informationen finden Sie auch auf der Projektseite Smart Factory Web unter WWW.SMARTFACTORYWEB.COM.
Vorstellung des Smart Factory Web
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
[5] Usländer, Thomas, Karlsruhe Aug 2020, Vorstellung des SFW als Video: https://youtu.be/E_Yrz37NVuo
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Sascha Heymann
Fraunhofer IOSB-INA
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