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INDUSTRY 4.0 - Übersicht

Der Begriff Industrie 4.0 ist in aller Munde. Stehen wir vor Unbekanntem oder vor Überraschendem? Die Technologien, welche im Kontext von Industrie 4.0 erwähnt werden sind eigentlich bekannt; die Konzepte visionär aber nicht neu. Viel Wirbel um nichts?

Durch die Vernetzung von physischen Objekten mit der virtuellen Welt mittels aktueller Technologien ergeben sich neue Arbeitsmethoden und Geschäftsmodelle, welche eher als Evolution als Revolution gegenüber der aktuellen Lage zu sehen sind. Die Dynamik um Industrie 4.0 darf aber nicht unterschätzt werden.

Die Ausstattung von Komponenten und Maschinen mit Sensoren und Software ermöglicht diverse Felddaten automatisch zu erfassen. Durch die Vernetzung können diese Daten echtzeitnah abgerufen und an zentraler Stelle gesammelt werden. Was bisher direkt an den jeweiligen Komponenten und Maschinen im Shopfloor zu sehen war, lässt sich mittels Software auf einer einzigen Plattform visualisieren und überwachen. Die Folge ist ein Höchstmass an Transparenz. Sämtliche Daten werden anwendungsorientiert zur Verfügung gestellt, sodass sich schnell erkennen lässt, ob ein Problem oder eine Abweichung vorliegt und um welches Problem bzw. welche Abweichung es sich handelt. Das Resultat sind deutlich verkürzte Reaktionszeiten.

 Der Begriff Industrie 4.0 beschreibt den vierten Paradigmenwechsel in der Produktion – auf Mechanisierung (Dampfmaschine), Elektrifizierung (Fliessband)und Informatisierung (Speicherprogrammierbare Steuerung SPS) folgt die Vernetzung intelligenter Produktionstechnik.
The first three were mechanization (steam engine), electrification (conveyor belt), and computerization (programmable logic controller / PLC).
IoT: Internet of Things

Industrie 4.0 bei ZUMBACH

Was bietet ZUMBACH Ihren Kunden, um den Herausforderungen gerecht zu werden? ZUMBACH hat die Bedeutung der Daten für ihre Kunden erkannt, von der Erfassung und Anzeige von Messwerten verschiedener Messgeräte, über die Datenübertragung auf einen Kundenserver, bis zur Erstellung von Statistiken und Berichten.

Mit Industrie 4.0 kommen weitere Herausforderungen hinzu, welche von ZUMBACH so aufgefasst werden:

  • M2M-Kommunkation (Maschine zu Maschine) basierend auf anerkannten Normen
  • M2H-Kommunikation (Maschine zu Mensch) basierend auf plattformunabhängigen Anzeige-Geräten und Standard-Software

Im Bereich M2M werden insbesondere die von den Kunden eingesetzten Feldbusse unterstützt, wobei die Einhaltung der Normen und der von einer Zertifizierung verlangten Massnahmen gewährleistet wird. Weiter steht den Kunden OPC UA integriert in den USYS-Rechnern sowie in PROFILEMASTER®, STEELMASTER, RAYEX®, SIMAC® u.a. zur Verfügung (siehe OPC UA-Datenblatt). Mit der neuen OPC-Server-Gateway-Software können auch von den meisten Endgeräten via OPC UA-Daten erhalten werden. OPC UA ist ein Schlüsselelement für Industrie 4.0 und Internet of Things (IoT). Es ermöglicht eine horizontale und vertikale Integration zwischen unterschiedlichen Schichten der Automatisierungspyramide von Sensor bis zum ERP-System.

Im Bereich M2H stehen Webserver-Anwendungen im Vordergrund, welche heute in einigen Systemen schon angeboten werden und in Zukunft durchgängig zum Zuge kommen. Auch in diesem Kontext kann OPC-UA dank gemeinsamen industriellen Interoperabilitätsstandards die Grundlage für effiziente M2H-Lösungen bieten.

Bestehende Schnittstellen

OPC UA

Zur Anbindung an SCADA, MES, ERP u.a.

Ethernet (Service)

USYS Web Server für die Konfiguration und zum Anzeigen von Messwerten

ZUMBACH-Software für die Datenverwaltung

USYS Report Manager

Zur Speicherung aller Berichte, Trends, SPC-Daten

ODAC Manager

WindowsTM-basierte Softwareanwendung zum Konfigurieren und Eichen von ODAC®-und ODEX® -Sensoren

USYS Data Log

Zur Übernahme von Rohdaten aus allen USYS Prozessoren und weiterer Analyse direkt in Microsoft® Excel

Industrie 4.0 Innovation Cycle zeigt konkreten Entwicklungsprozess

Der kontinuierliche Entwicklungsprozess des bestehenden Geschäfts in Richtung neuer Industrie 4.0 Services lässt sich im Industrie 4.0 Innovation Cycle visualisieren. Der Innovation Cycle besteht aus drei Phasen, die kontinuierlich nacheinander oder parallel durchlaufen werden.

Phase "Product Features"

Damit ein Produkt im Industrie 4.0 Umfeld eingesetzt werden kann, muss es mit bestimmten Features ausgestattet sein. Dazu gehören Sensoren, Aktoren, ein System zur Informationsverarbeitung sowie spezifische Anwendungssoftware. Darüber hinaus muss das Produkt über eine Netzwerkschnittstelle verfügen, welche eine kabellose oder kabelgebundene Netzwerkverbindung für das Produkt im Feld realisiert.

Phase "Data Analytics" dient der Wissensgewinnung

Neben der Optimierung bestehender Dienstleistungen bietet der Zugriff auf Maschinen die Möglichkeit, eine Vielzahl von Daten zu sammeln. Welche Daten gesammelt werden hängt von der jeweiligen Zielsetzung ab. Die so entstehende Datensammlung besteht sowohl aus historischen als auch aus aktuellen Daten und bildet die Grundlage für den nächsten Schritt: Data Analytics. Eine Vielzahl an Sensoren, Komponenten und Maschinen liefern meist enorme Datensammlungen, die heute unter dem Begriff Big Data geführt werden.

Phase "New Services"

Neue, nutzbringende Dienstleistungen entstehen aus den Erkenntnissen der vorangegangenen Datenanalyse.

 Big Data beschreibt Datenmengen, die zu umfangreich, zu dynamisch oder zu komplex sind, um sie mit den klassischen Methoden der Datenverarbeitung auszuwerten. Die Definition von Branchenanalyst Doug Laney hat sich mittlerweile unter den Experten etabliert. Ihm zufolge müssen Datenmengen die drei "V"s erfüllen, um tatsächlich in die Kategorie Big Data zu fallen: Volume, Velocity und Variety. Gemeint sind damit zum einen das ständig wachsende Datenvolumen, zum zweiten die hohe Geschwindigkeit, mit der sich die Datenströme bewegen und v.a. entstehen, sowie die unterschiedlichen Formate, in denen die Daten anfallen.

Volume, Velocity, Variety – die Definition von Big Data anhand der drei "V"s.

Fazit

Die zunehmende Vernetzung von Produktion und Internet verspricht schon heute vielversprechende Potenziale. Dank intelligenter Sensoren und informationsverarbeitender Software können Maschinen- und Prozessdaten analysiert und, darauf aufbauend, konkrete Optimierungsmassnahmen umgesetzt werden – die vorausschauende Instandhaltung ist nur ein Beispiel der zahlreichen Möglichkeiten für Industrie 4.0-Anwendungen.

ZUMBACH ist sich der Herausforderung bewusst, welche entsteht, um den Kunden geeignete Mess-, Überwachungs- und Regelsysteme zu bieten, welche für die Realisierung einer Industrie-4.0-Vision notwendig sind. Durch die Verwendung von anerkannten, fortschrittlichen Standards und der Zusammenarbeit mit den Kunden will sich ZUMBACH im Bereich Industrie 4.0 als zuverlässiger und kompetenter Partner stellen.