IoT-Fieldgateway-Lösung für mehr Effizienz in Industrie 4.0

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Industrien streben danach, ihre Prozesse zu beschleunigen und den Einsatz von Ressourcen zu verringern. Wie innovative, datengetriebene Prozessoptimierung funktioniert. Das Dresdner IT-Unternehmen Robotron bietet dafür Industrie 4.0-Lösungen aus einer Hand – von vernetzten Sensoren über passende Hardware und Analyse-Software bis hin zur Befähigung der Unternehmen im Umgang mit neuen Technologien. Von Tino Böhler

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Industrien streben danach, ihre Prozesse zu beschleunigen und den Einsatz von Ressourcen zu verringern. Wie innovative, datengetriebene Prozessoptimierung funktioniert. Das Dresdner IT-Unternehmen Robotron bietet dafür Industrie 4.0-Lösungen aus einer Hand – von vernetzten Sensoren über passende Hardware und Analyse-Software bis hin zur Befähigung der Unternehmen im Umgang mit neuen Technologien. Von Tino Böhler

Auf der Hannover Messe 2018 hatte Robotron mit der IoT-Fieldgateway-Lösung ‚RoboGate’ eine Software-Hardware-Kombination vor, die durch die intelligente Verarbeitung von Maschinen- und Prozessdaten die Effizienz in der industriellen Fertigung erheblich steigern kann.

„Als Partner für die digitale Transformation begleiten wir Unternehmen auf dem Weg zur Industrie 4.0 umfassend: von vernetzten Sensoren über Hardware und Software bis hin zur technologischen Befähigung der Mitarbeiter“, sagt Ulf Heinemann, Geschäftsführer der Robotron Datenbank-Software GmbH, der im August 1990 mit weiteren acht Gesellschaftern und 26 Mitarbeitern das Unternehmen gründete. „Wir sind Partner der Industrie – von der ersten Idee über das Prototyping bis hin zur Realisierung einer lauffähigen und betreibbaren Industrielösung. Für die Analyse und Optimierung der Produktionsprozesse setzen wir dabei sowohl auf innovative IoT-Plattformen wie Microsoft Azure IoT und Splunk als auch auf unsere eigenen Produkte – wie etwa die IoT-Lösung RoboGate.“

IoT-Fieldgateway für mehr Energieeffizienz

RoboGate ist eine IoT-Fieldgateway-Lösung, die Hardware und Software kombiniert. Angepasst auf moderne Industriestandards, adressiert das RoboGate Szenarien und Anwendungsgebiete wie Retrofit von Maschinen, Energieeffizienz und Zustandsüberwachung in der Produktion. Hierbei ermöglicht der Edge-Computing-Ansatz eine Reduktion des Datenverkehrs sowie eine verbesserte Entscheidungsfindung durch die Einbindung von Betriebsdaten aus heterogenen Systemen. „Die Fieldgateway-Lösung bietet ein Höchstmaß an Schnittstellen-Flexibilität zu Alt-, On-Premise und Cloud-Systemen“, so Heinemann. Die Hardware-Schnittstellen bedienen alle industriellen Anschlussformate, wie etwa CAN, RS485 und RJ45.

RoboGate kann als intelligentes Gateway in Feldbus-Systemen mit der Unterstützung aller gängigen Protokolle wie Modbus oder EtherNet/IP eingebunden werden. Zudem ermöglicht RoboGate die Erfassung, Verarbeitung und Weiterleitung von Maschinendaten aus der SPS oder direkt angebundener Sensorik an beliebige Empfänger. „Die Erfassung mehrerer Quellen, die Transformation der Signale und die Speicherung sowie Filterung im 100-ms-Takt erschaffen smarte Sensorik, welche über unser Add-On System ausgebaut oder auf spezielle Anforderungen angepasst werden kann“, berichtet der Geschäftsführer.

RoboGate und Microsoft Azure für die Anomalieerkennung

Der Einsatz der Fieldgateway-Lösung RoboGate in Verbindung mit der Microsoft Azure IoT- Plattform ermöglicht im Bereich der industriellen Fertigung eine Zustandsüberwachung und Anomalieerkennung im gesamten Produktionsprozess. Grundlage bildet hier eine Echtzeit-Datenerfassung und -auswertung, die energiebasiert durch das kontinuierliche Messen der Stromkreise aller vier Förderbänder und der Presse im Anlagenverbund funktioniert. Unmittelbare Benachrichtigungen bei Prozessabweichungen, Komponenten- oder Produktfehlern mit Hilfe des Notification-Hubs in der Azure Anwendung garantieren eine hohe Flexibilität innerhalb des Produktionsablaufes.

Auf Prozessebene erfolgt ein Condition-Monitoring mit integrierter Überwachung auf Verschleiß und Anomalien. Für ein Monitoring des jeweiligen Anlagenzustands pro Prozessschritt während der Produktion werden dabei sowohl der Gesamtprozess im Anlagenverbund als auch jede einzelne Komponente der Anlage überwacht. Zusätzlich kann ein Verschleiß am Antrieb der Förderbänder sowie die Degeneration von Antrieb und Kolben an der Presse auf Basis der Energiedaten erkannt werden. Die Überwachung des energetischen Normalzustands und direkte Anzeige jeder Abweichung als Anomalie ermöglichen zudem die Identifikation äußerer Einflüsse auf die Produktionsstrecke

Auf Produktebene findet eine Anomalieerkennung während der Bearbeitung des Werkstücks in der Presse statt. Hierbei können Abweichungen während des Pressvorgangs am energetischen Verhalten der Presse erkannt werden, um zum Beispiel auf ein fehlerhaftes Produkt schließen zu können.

Dresden als Hot Spot für die digitale Transformation

„Von unseren Erfahrungen und Leistungen im Bereich ‚Industrial IoT’ profitieren Industrieunternehmen, die sich zum Ziel gesetzt haben, die digitale Transformation umzusetzen – egal ob international tätiger Konzern oder Mittelständler“, sagt Heinemann. Dennoch habe sich in der Arbeit der letzten Jahre der ein oder andere Bereich herauskristallisiert, in dem man zahlreiche Projekte und Erfahrungen nachweisen könne. „Das sind vor allem die Automobilhersteller, von denen beispielsweise Volkswagen, Daimler und BMW zu unseren Kunden gehören.“ Aber auch Unternehmen der Halbleiterbranche am Standort Dresden sind für Robotrons IoT-Lösungen prädestiniert – wie etwa der Halbleiter-Hersteller Infineon, der eben nicht nur seine Produktion und Prozesse, sondern auch seine Produkte in die Welt des IoT integriert.

Überhaupt habe der Standort Dresden laut Heinemann sehr gute Chancen im Bereich IoT: „Ein Blick auf die Landkarte zeigt, dass sich die Region um Dresden als Ballungszentrum der Mikroelektronik sowie Informations- und Kommunikationstechnik etabliert hat. Gerade das Zusammenspiel mit Automobilindustrie, den Maschinenbau, die Metallerzeugung sowie die Elektrotechnik und Mikroelektronik – die alle zusammen rund zwei Drittel des Industrieumsatzes in Sachsen ausmachen – bietet die Umsetzung der digitalen Transformation auf dem Weg zur Industrie 4.0 großes Potential.“

Für die Entwicklung des RoboGate etwa arbeitet Robotron mit Turck Duotec aus dem sächsischen Beierfeld zusammen. Der Spezialist für Elektronik-Entwicklung und Elektronik-Fertigung liefert die Hardware-Komponente des IoT-Fieldgateways. Weitere wichtige Partner für Robotron sind die Dresdner Hochschulen, dazu nochmals Robotron-Chef Heinemann: „Eine enge Zusammenarbeit besteht mit der Hochschule für Technik und Wirtschaft (HTW) Dresden. Professor Dirk Reichelt von der Fakultät Informatik und Mathematik bietet mit seinem dortigen Industrial IoT Test Bed eine Industrie 4.0 Modellfabrik, in der unter anderem auch die IoT-Fieldgateway-Lösung RoboGate sowie unsere Realtime Computer Vision-Lösung (RCV) zur Objekterkennung integriert sind.“ Mit der Möglichkeit, vor Ort im Test Bed Schulungen durchzuführen, biete diese Zusammenarbeit zudem beste Bedingungen für die praxisorientierten Kurse und die Möglichkeit, echte Anwendungsfälle im Bereich IIoT zu bearbeiten und zu erleben.

Robotron

Der Ursprung der Robotron Datenbank-Software GmbH geht auf das ehemalige Kombinat Robotron zurück, das 1969 als zentrales ostdeutsches IT-Unternehmen mit Sitz in Dresden gegründet wurde. Heute gehören mittlerweile fünf Tochterunternehmen in der Schweiz in Tschechien, Russland, Österreich und Neuseeland sowie die Saskia Informations-Systeme Chemnitz mit insgesamt über 560 Mitarbeitern zur Robotron-Gruppe.

Autor: Tino Böhler ist freier Fachjournalist in Dresden.

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