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Industrielle Automation 2/2018

Industrielle Automation 2/2018

KOMMUNIKATION 4.0 I

KOMMUNIKATION 4.0 I KOMMENTAR Warum Industrial-Ethernet-Netzwerke essentiell sind für Industrie 4.0 LIVE@ Ein Kommentar von Horst Kalla über Kommunikationswege von morgen Horst Kalla ist Technikexperte bei der Weidmüller GmbH & Co. KG in Detmold Mit der webbasierten Fernwartungslösung „u-link“ können Maschinen effizient und sicher überwacht werden Das Internet bildet als Kommunikationsplattform die Basis von „Industrie 4.0“ sowie der „Smart Factory“. In diesen Fabriken sind Maschinen zu einem intelligent vernetzten Fertigungsprozess zusammengeschlossen und kommunizieren untereinander, sowie mit den zu produzierenden Produkten autonom. Doch worauf kommt es dabei und welche Herausforderungen steht die Industrie gegenüber? „Industrie 4.0“ stellt eine komplette Neuausrichtung der Industrie dar. Aus starren, unflexiblen Fertigungsanlagen werden modulare, effiziente und ressourcenschonende „smarte Fabriken“. Eine besondere Herausforderung hierbei ist die Absicherung des Industrie-4.0-Netzwerks gegen unbefugte Eingriffe jeglicher Art. Denn die neuen Automatisierungskonzepte sind gekennzeichnet durch signifikant mehr Interaktionen, also durch eine deutlich stärkere autonome Steuerung der Produktionseinrichtungen und des Datenaustauschs. Die durchgängige Ethernet-Kommunikation vereinfacht und beschleunigt Prozesse, schafft Transparenz und reduziert Kosten. In diesem Szenario ist das Thema Datentransfer und Datenschutz hoch aktuell. Weidmüller zählt zu einem der Wegbereiter für Lösungen und Konzepte im Umfeld von Industrie-4.0-Anwendungen und bietet bereits heute konkrete Lösungen, mit denen produzierende Unternehmen sich auf das Internet der Dinge und die sichere Steuerung der Produktion aus der Cloud vorbereiten können. Eine der Komponenten sind Security Router, die autarke Systeme im Industrial Ethernet Feld vor unnötigem Traffic und unbefugter Nutzung von außen schützen. Die Gigabit Security Router verfügen über diverse Sicherheitsmechanismen. Dazu gehören unter anderem eine intelligente Firewall sowie ein sicherer Fernzugriff über eine VPN-Verbindung. Die Router sind eigens für Industrienetzwerke entwickelt worden und bieten eine sichere, zuverlässige Kommunikation zwischen Ethernet basierten Maschinen und Anlagen sowie übergeordneten Netzwerken. Aus Sicherheitsgründen sowie um ein effizientes Management des Datenverkehrs zu gewährleisten, werden Maschinennetzwerke vermehrt segmentiert und für den Netzwerkübergang industrielle Router eingesetzt. Auch das Thema Fernwartung wird um Umfeld von Industrie-4.0- Anwendungen eine große Rolle spielen. Sie ermöglichen Anlagenherstellern ihren Kunden individuelle Services anzubieten, die auf den gesamten Lebenszyklus einer Maschine abzielen – und das unabhängig vom globalen Standort. Ein zukunftsfähiges Konzept für das Predictive Maintenance ist die Systemlösung u-link, bestehend aus Netzwerkkomponenten wie Industrial Security Router und Ethernet Switche, das Remote I/O-System u-remote inklusive integriertem Webserver für detaillierte Systemdiagnosen, zusätzliche kommunikationsfähige Automatisierungskomponenten und webbasierte Fernwartungs- Lösung u-link. Mein Fazit: Industrie 4.0 eröffnet mit dem Einzug von Internettechnologien und der durchgängigen, transparenten Vernetzung in die Produktion eine ganze Reihe neuer Möglichkeiten. Eine sichere Kommunikation, sowie der Schutz vor einem Zugriff von nicht autorisierten Nutzer gilt es zu gewährleisten. Als Spezialist für nachhaltige Lösungen im Bereich der Industrial Connectivity bieten wir Unternehmen zukunftsfähige Konzepte für eine zuverlässige, sichere „Kommunikationen 4.0“. Bilder: Weidmüller www.weidmueller.com 72 INDUSTRIELLE AUTOMATION 2/2018

RUBRIZIERUNGSEBEBE 2 I RUBRIZIERUNGSEBENE Ein Unternehmen mit der Vision für eine flexible Produktion Statisch vorprogrammierte Arbeitsschritte in der automatisierten Fertigung werden vollautomatisch und selbstständig agierenden Robotern und Cobots weichen. Diese neuartigen Fertigungsweisen stellen große Herausforderungen an optische Sensoren, über die Maschinen ihre Umgebung erkennen und Werkstücke und Abläufe prüfen. Dies sind Aufgaben, an denen heutige Sensoren scheitern, sodass komplexe Mehrsensorsysteme eingesetzt werden müssen. Die Bin-Picking-Lösung mit dem Robotvisionsensor LumiScan+ ist auf einem kollaborierenden Roboter UR5 (Universal Robots) montiert und gibt diesem die Lage metallischer Objekte für den Griff an Das junge Unternehmen HD Vision Systems wurde im Januar 2017 gegründet und konnte seither Erfolge wie den ersten Platz der Zeiss Robotic Challenge und die Umsetzung diverser Pilotprojekte feiern. So wird lichtfeldbasierte Sensorik und Algorithmik einer breiten Anwenderschicht zugänglich gemacht und bietet Kunden des Start-ups signifikante Vorteile einhergehend mit einer Kostenreduktion. Das Gründerteam ist aus der Arbeitsgruppe von PD Dr. Garbe am Interdisziplinären Zentrum für Wissenschaftliches Rechnen (IWR) der Uni Heidelberg hervorgegangen. Während der Promotion von Dr. Wanner wurde klar, dass mit dem Abtasten des Lichtfelds Sensoren deutlich einfacher und vielfältiger eingesetzt werden können als bisher. Seit März 2016 arbeitet das Team, durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert, eng mit Partnern aus der Industrie zusammen. Durch dieses Ohr am Kunden konnte schnell ein belastbares Businessmodell entwickelt und bereits 2017 ein sechsstelliger Umsatz erwirtschaftet werden. HD Vision Systems baut ihr Geschäft auf drei Säulen auf: der Lizensierung der Algorithmik an OEMs, der Entwicklung und Vermarktung des Robotvisionsensors Lumiscan+ sowie dem Projektgeschäft für Bildverarbeitungslösungen in der Industrie. Inzwischen ist das Unternehmen auf sechs Mitarbeiter angewachsen und steht kurz davor, Lumiscan+ in Serie herzustellen. Weit verbreitet in der heutigen Sensortechnologie ist nach wie vor das Triangulationsprinzip, z. B. bei passiven Stereo-Sensoren oder aktiven Systemen mit strukturierter Beleuchtung. Diese Systeme haben häufig Schwierigkeiten mit komplexen Objekten, bedingt durch Abschattungseffekte oder bei metallisch glänzenden Oberflächen. Um derartige Fehler zu vermeiden, sind diese Verfahren oft aufwändig in der Einrichtung oder Parametrisierung. Das Lichtfeld beinhaltet die komplette optische Information einer Szene. Durch die Abtastung des Lichtfeldes ist die genaue Rekons truktion von Objektform und -position, aber auch Oberflächenfarbe und -glanz möglich. Dafür wird keine spezielle Beleuchtung benötigt. Bedingt durch diese Vorteile ist der konsequente Einsatz der Lichtfeldbildgebung als Lösungsansatz prädestiniert, um die fortschreitenden Anforderungen an die optische Sensorik auch langfristig bedienen zu können. Das patentierte Verfahren von HD Vision Systems gibt Maschinen die Fähigkeit menschenähnlichen Sehens. Dies wird erstmals mit dem System Lumiscan+ umgesetzt. Nimmt ein Mensch in der Fertigung ein Bauteil in die Hand, überprüft er normalerweise, ob das Bauteil der gewünschten Qualität entspricht: Stimmen Form, Größe und Farbe? Ist die richtige Seriennummer vorhanden oder sind Schäden zu sehen? Dies alles sind Fragen, die beim Menschen während des Sichtungsprozesses größtenteils unbewusst ablaufen. Lumiscan+ erlaubt es, mit nur einem Sensor selbst auf komplexen und glänzenden Oberflächen, die Objektgeometrie, die Objektfarbe und die Glanzeigenschaften zu vermessen. Gleichzeitig können Ansätze der künstlichen Intelligenz auf 2D- und 3D-Daten angewendet werden. Diese hohe Flexibilität und Genauigkeit löst die Aufgaben der Automatisierung im Zeichen von Industrie 4.0 mit nur einem Sensor. www.hdvisionsystems.com INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2015 2/2018 73