Smart Factory Lemgo

Auf dem Weg zu einem Marktplatz für die Fertigung.

Lemgo/Karlsruhe/Panyo/Ansan. 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 des Industrial Internet of Things (IIoT) untersuchen wir integrierte Architekturen und Technologien für ein Netz von verteilten intelligenten Fabriken.

MOTIVIERUNG
Das „Smart Factory Web“, ein genehmigtes Testbed des Industrial Internet Consortium (IIC), zielt darauf ab, ein Netz intelligenter 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.

IMPLEMENTIERUNGSARCHITEKTUR
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 und die Suche nach Fabriken im Smart Factory Web. Die Fabriken werden in Bezug auf ihre Fähigkeiten und Eigenschaften modelliert. Cockpit-Anwendungen visualisieren ausgewählte Fabrikdaten.

KETI hat sowohl in den Pangyo- als auch in den Ansan-Modellfabriken eine interoperable Netzwerkumgebung über OPC UA implementiert. Diese wird mit AutomationML entwickelt. 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 werden sich mit der Microsoft Azure-Cloud-Plattform verbinden, 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-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, der für die Produktionsanpassung und den Informationsaustausch in Fabriken erforderlich ist.

AUSBLICK
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 fortschrittliches Plug & Work erwartet, beides grundlegende Voraussetzungen für intelligente Fabriken. Beide Forschungsorganisationen führen Ausbildungs-, Beratungs- und Entwicklungsprojekte für Industriekunden durch.

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

Weitere Informationen finden Sie unter: www.smartfactoryweb.com.