Die Hannover Messe 2016, die vom 25. bis 29. April stattfindet, will vor allem Technologien für Fabriken und Energiesysteme der Zukunft präsentieren. Auch IT-Hersteller Hewlett Packard Enterprise (HPE) ist dabei und zeigt auf Stand A07 in Halle 8 Lösungen rund um Industrie 4.0 und das Internet of Things (IoT).
Für die Integration von Wertschöpfungsnetzen und Produktionssystemen hat HPE eine Referenzarchitektur entwickelt, die unter anderem der Plattform "Virtual Fort Knox" (VFK) zugrunde liegt. Die Plattform ist aus einem Pilotprojekt des Landes Baden-Württemberg hervorgegangen und wurde federführend von HPE und dem Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) aufgebaut. Sie stellt über eine Integrationsschicht - den so genannten Manufacturing Service Bus - Dienste bereit.
Anwendungsbeispiele für Virtual Fort Knox (VFK)
Auf der Hannover Messe sind drei Anlagen über den Manufacturing Service Bus live mit dem VFK verbunden:
Die CP Factory von Festo Didactic auf dem Festo-Stand in Halle 15, Stand D07.
Eine digital nachgerüstete Drehmaschine aus dem Jahr 1958 auf dem HPE-Stand, Halle 8, Stand A07, mit der das Unternehmen demonstriert, wie auch traditionelle Technik über Standard-IT-Komponenten virtualisiert, digital vernetzt und in Wertschöpfungsnetze integriert werden kann.
Ein Roboter von Festo, der über das VFK gesteuert den Besuchern des HPE-Stands Kaffee serviert.
Fertigungssteuerung aus der Cloud
Foto: Festo
Die CP Factory von Festo ist eine cyber-physische Lern- und Forschungsplattform, auf deren Basis Technologien der Mechatronik und Automation praxisnah vermittelt werden können. Die Plattform bildet die Stationen einer realen Produktionsanlage modellhaft ab und ermöglicht das Erlernen unterschiedlicher Bereiche der Fertigung:
Anlagenprogrammierung, Vernetzung, Lean Production, Logistik, Qualitätssicherung und weitere Inhalte wie Energieeffizienz und Datenmanagement. Die Module der CP Factory auf der Hannover Messe kommunizieren per OPC-UA-Protokoll (Open Platform Communications - Unified Architecture) über den Manufacturing Service Bus mit den Diensten der VFK-Plattform. HPE und Festo Didactic zeigen in Hannover eine Reihe von Anwendungen, die auch in Produktivumgebungen einsetzbar sind - zum Beispiel die Optimierung der Produktionsabläufe, etwa eines Fräsvorgangs, auf der Grundlage von Online-Analysen aktueller und historischer Sensordaten. Dazu werden Produktionsabläufe während der laufenden Produktion dynamisch und automatisch angepasst. In künftigen Ausbaustufen sollen die VFK-Dienste auch auf die Steuerungseinheiten der CP-Factory-Module zugreifen, sodass eine deterministische Steuerung der Produktion auf der Grundlage von Datenanalysen in Echtzeit möglich sein wird.
Brillenglasfertigung bei Zeiss Vision
Am Beispiel der Brillenglasfertigung präsentiert HPE in Hannover eine Machbarkeitsstudie, die zusammen mit Zeiss Vision umgesetzt wurde. Die Herstellung von Brillengläsern ist ein hochkomplexer Vorgang: Ein Brillenglas kann bis zu 500 unterschiedliche Eigenschaften haben, zudem werden für die Linsenfertigung meist Maschinen von unterschiedlichen Herstellern eingesetzt. Echtzeit-Qualitätssicherung während des Produktionsvorgangs, maschinelles Lernen und die digitale Durchgängigkeit des Fertigungsprozesses sind daher entscheidende Faktoren für die Effizienz der Brillenglas-Fertigung. In dem mit Zeiss Vision entwickelten Prototypen sollen Fertigungsabläufe und Produkteigenschaften über mehrere Maschinentypen hinweg in Echtzeit über das VFK analysiert werden, um damit den Produktionsvorgang im laufenden Betrieb zu optimieren. Durch Korrelation von Echtzeit- und historischen Daten erkennt das System Datenmuster, die auf vorhandene oder sich anbahnende Probleme hindeuten. Damit lässt sich die Produktion anpassen, um Durchsatz zu erhöhen, Nachbearbeitung zu verringern und Ausschuss zu senken.
HPE Windpark Manager
Mit dem Windpark Manager zeigt HPE in Hannover ein Beispiel für das Management des Internets der Dinge. Die Anlagenbetriebsführung von Windkraftanlagen ist heute oft teuer und aufwendig, weil es bisher kein integriertes Management von Windturbinen-Systemen, Stromnetzen und IT-Systemen gibt. Der HPE Windpark Manager führt Maschinen-, Strom-, IT- und Security-Informationen herstellerübergreifend in ein einheitliches Management-System zusammen. Informationen wie Getriebevibrationen, Rotorwinkel, Stromleistungsabgabe, IT-Systemparameter und Sicherheitsereignisse werden laufend überwacht und analysiert. Die Korrelation historischer und aktueller Datenmuster zeigt Probleme bereits im Entstehungsstadium auf und ermöglicht damit eine vorsorgliche Wartung. Auf Grundlage dieser Informationen lässt sich außerdem das Betriebsmanagement der Turbinen automatisieren.
Rapid Business Protoyping
HPE stellt auf der Hannover Messe Methoden und Dienstleistungen für die kreative Entwicklung und Einführung von digitalen Geschäftsmodellen in der fertigenden Industrie vor. Sie sollen Fertigungsfirmen dabei helfen, mit den Traditionen und Regeln der eigenen Organisation und der Branche zu brechen sowie neue Formen der Produktentwicklung und Markteinführung zu nutzen. Grundlage dafür sind Konzepte wie Business Model Canvas, Design Thinking und Lean Startup. Neue Produkte, Dienstleistungen oder Geschäftsmodelle werden dabei sehr früh und ohne große Investitionen im Markt getestet. Eine Firma erhält so schnell Rückmeldungen, wie das neue Angebot von Kunden angenommen wird, und wie groß sein Umsatz- und Margenpotenzial ist.
Embedded Systems
Mit "Edgeline" stellt HPE in Hannover eine neue Produktlinie von IoT-Gateways auf der Grundlage von Standard-Servertechnologie vor. Als eingebetteter Teil von Maschinen oder Anlagen vereinheitlichen und integrieren die Edgeline-IoT-Systeme die Kommunikation zwischen Maschinensystemen und IT-basierten Diensten wie Fertigungsmanagementsystemen (MES), Product-Lifecycle-Management (PLM) und Enterprise Resource Planning (ERP). Die IoT-Gateways sollen Maschinendaten beziehungsweise -steuerung entkoppeln und virtualisieren, um so, die Fertigung besser vernetzen zu können.
Einen Blick in die Zukunft der Embedded Systems wirft HPE in Hannover mit The Machine. Das Projekt will Speicher, Datenübertragung, Chip-Design, Betriebssystem und Datenbanken so komprimieren und integrieren, dass die Leistung eines Serverraums mit Hunderten von Prozessorkernen in ein Gerät von der Größe eines Tablets passt. Ende dieses Jahres will HPE bereits einen voll funktionsfähigen Prototypen von The Machine vorstellen.