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Die Rolle von industriellen Edge-Geräten in der Förderung der Industrie 4.0-Revolution

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Die Rolle von industriellen Edge-Geräten in der Förderung der Industrie 4.0-Revolution

11 Oct, 2019

Während Industrie 4.0 reift, nimmt die Rate der Einführung ihrer Geschäftsmodelle zur Förderung der Produktion konstant zu. OEMs integrieren zunehmend intelligente industrielle Edge-Geräte. Mit der zunehmenden Anzahl industrieller Cloud-Computing Lösungen, die den Herstellern zurzeit zur Verfügung stehen, sind die Optionen für die Bestrebungen, intelligente Fabriken zu entwickeln, einfacher zugänglich.

Heute bieten verschiedene Dienstleister intuitive Lösungen für die Verbesserung des IIoT (Industrial Internet of Things) und Reduktion der Ausfallzeiten bei gleichzeitiger Optimierung der Automatisierung an. In den meisten Fällen konzentrieren diese Anbieter und Dienstleister sich aufgrund der zunehmenden Nachfrage nach Konnektivität, Zusammenarbeit und Echtzeitanalysen nur auf den Software-Aspekt. Dies bedeutet, dass der Hardware-Sektor der Industrie 4.0 verborgen geblieben ist. Laut Forbes, bringen folgende drei Bereiche der Hardware-Technologien Industrie 4.0 weiter:

  • Motoren und Motorantriebe
  • Roboter und Robotik
  • Server in Datenzentren und Speicherung

In dem Artikel steht auch, dass diese Bereiche sich signifikant verbessern müssen, wenn Industrie 4.0 wachsen soll. Dies hebt die Bedeutung des Wachstums der intelligenten industriellen Edge-Geräte und der Hardware für die Förderung der Einführung von Industrie 4.0-Geschäftsmodellen hervor.

Dieser Artikel deckt folgende Bereiche ab:

  • Eine Einführung in intelligente industrielle Edge-Geräte
  • Die Bedeutung von Hardware in Industrie 4.0
  • Wie industrielle Edge-Geräte und Hardware Industrie 4.0-Revolution voranbringen werden

 

Wir stellen die intelligenten Edge-Geräte für Industrie 4.0 vor

Intelligente industrielle Edge-Geräte und Hardware bieten Einstiegspunkte in die Netzwerke von Unternehmen oder Dienstleistern. In der Industrie 4.0 hat diese Hardware die Aufgabe, Informationen auf industrielle Cloud-Computing Server oder Unternehmenssysteme zu übertragen. Sie führen auch Datenverarbeitungsaufgaben wie die Datenerhebung von Maschinen, IIoT-Geräten oder die Speicherung und Analyse der erfassten Daten in den Geräten durch.

Aufgrund ihrer Fähigkeit, Datenanalyse zu bewältigen und den Entscheidungsprozess vor Ort zu beeinflussen, heben sich diese Geräte ab. Daher können Altmaschinen und -anlagen mithilfe eines intelligenten industriellen Edge-Geräts mit ihrer direkten Umgebung kommunizieren und auf die sie umgebenen Betriebsbedingungen reagieren.

 

Wie die Innovation bei der intelligenten Edge-Hardware Industrie 4.0 voranbringt

Innovationen in der intelligenten industriellen Edge-Geräte- und Hardwarenische der Industrie 4.0 bieten eine Möglichkeit, Automatisierung in die untersten Ebenen des Fertigungsbereichs zu integrieren. Diese dienen im Prinzip als eine Eine-zu-Vielen- oder Alles-zu-Allem-Plattform, so lange die Plattform API-Aufrufe empfangen kann. Zum Beispiel wird ein großes Unternehmen, das mehrere Millionen Dollar in Altsysteme - Maschinen, Manufacturing Execution Systems (MES), Netzwerke usw. - investiert hat, diese System für die absehbare Zukunft weiter nutzen. Dadurch wird die Integration der Industrie 4.0-Konzepte zur Herausforderung.

Um diese Herausforderung zu bewältigen, können intelligente industrielle Edge-Geräte verwendet werden, um OPC-Foundation-Standards in Altsystemen zu integrieren und eine Möglichkeit zur Kommunikation mit einer großen Anzahl Industrieprotokollen zu bieten. Dies ist möglich, weil die intelligente Hardware Daten von den Maschinen im Fertigungsbereich, der Firmware und den MES erhalten kann, die mit diesen Altsystemen verbunden sind. Die erfassten Daten können dann an einen industriellen Cloud-Computing Server übertragen werden, wo die Daten zur Förderung der Automatisierung genutzt werden können.

Eine weitere innovative Anwendung von intelligenten industriellen Edge-Geräten, die das Wachstum in intelligenten Fabriken fördert, ist die Fähigkeit, die zentrale Automatisierung oder die genutzte Datenbankmanagement-Lösung zu unterstützen. In diesem Fall übernimmt das Gerät die Aufgaben der Maschine im Zusammenhang mit den Daten, wodurch das industrielle Cloud-Computing oder SPS für die Handhabung anderer wichtiger Aufgaben freigestellt wird. Die intelligente Edge-Hardware kann die Datenkommunikationen, Fehlerprüfungen, das Ticketing usw. für die verbundene Maschine oder das verbundene Altsystem übernehmen.

Die Integration von intelligenten industriellen Edge-Geräten ist ebenfalls eine Möglichkeit, eine datengesteuerte Leistungsoptimierung sicherzustellen sowie das Angebot „Machine as a Service“ so zu verbessern, wie wir es heute kennen. In beiden Situationen ermöglicht die Verbindung von intelligenter Edge-Hardware mit Robotern die Erfassung von Daten und die Verbindung des Roboters zu den industriellen Cloud-Computing Servern. Die erfassten Daten können dann genutzt werden, um Entscheidungen bezüglich der Just-in-Time-Lieferung und Flurförderung zu treffen und diese Prozess damit im Fertigungsbereich zu optimieren.

In Bezug auf die Förderung von Machines as a Service können die von mit einem Fertigungsroboter verbundenen, intelligenten Geräte erfassten Daten in den Produktionsprozess eines anderen Kunden integriert werden. OEMs können diese Maschinen dann auslagern, um Hersteller bei ihren Herstellungsaufgaben zu unterstützen. Am Ende wird der Erlös der Produktion zwischen dem Hersteller und dem OEM aufgeteilt.

 

Die Eigenschaften, über die industrielle Edge-Geräte und Hardware verfügen sollten

Zu den Eigenschaften und Fähigkeiten, über die industrielle Edge-Geräte verfügen müssen, um Industrie 4.0 voranzutreiben, gehören:

  • Die Fähigkeit eine Schnittstelle mit intelligenten Elektronik wie Sensoren, Stellantrieben und Bewegungssystemen zu einzurichten, was die Erfassung von Maschinendaten ermöglicht.
  • Die Fähigkeit, sich mit anderen Geräten im Einsatzbereich zu verbinden. Dies bringt Anlagen in das Netzwerk ein, wodurch sie über den zentralen industriellen Cloud-Computing Server gesteuert werden und erfordert mehrere Protokolle für Neuinstallationen und Upgrades.
  • Interne Bearbeitungs- und Analyseeigenschaften, die es dem intelligenten industriellen Edge-Gerät ermöglichen, eigenständige Aufgaben zu übernehmen.
  • Ein stabiler Bau, der den extremen Arbeitsbedingungen und Vibrationen, die in den Fertigungsbereichen auftreten können, standhalten kann.
  • Die Fähigkeit, eine Schnittstelle mit einem industriellen Cloud-Computing Server mit OPC UA, MQTT oder einer der anderen Cloud-zu-Maschine-Protokolle einzugehen.

 

Die Integration von High-Performance Computing (HPC) Hardware zur Förderung von Industrie 4.0

Große Fertigungsunternehmen, die regelmäßig Tausende kundenspezifische Bestellungen bearbeiten, können Industrie 4.0 integrieren, um die Entwicklung, Erstellung von Prototypen und den Herstellungsprozess zu vereinfachen. Um dies zu erreichen, sind Computer erforderlich, welche die Fähigkeit haben, High-Performance Computing zu liefern und mit den erfassten Daten zu arbeiten.

Auch hier muss eine Computer Hardware-Innovation und -Integration in Industrie 4.0 durchgeführt werden. High-Performance Computing umfasst die Anordnung von Computer Hardware in Gruppen, um verbesserte Computerleistungen zu liefern. Das HPC-Ökosystem entwickelt einen Weg, komplexe Produktdesigns und Stressanalysen in Echtzeit durchzuführen. Die Daten des Prototyps können dann an die zentrale industrielle Cloud-Computing Datenbank übertragen werden, um die Produktion zu fördern. HPC-Computer können auch Produktionsdaten von Fertigungsmaschinen in den Entwicklungs- und Prototyp-Schritt integrieren. Die Kombination von HPC und intelligenten industriellen Edge-Geräten wird den Automatisierungsprozess beschleunigen, was für den Erfolg der intelligenten Fabrik sehr wichtig ist.

 

Schlussfolgerung

Die Rolle der Hardware im Fortschritt der Industrie 4.0 und bei der Verbesserung der heute verfügbaren Optionen ist eine wichtige Überlegung, wenn Fabriken intelligent werden sollen. Darum sollte der Fokus auf die Entwicklung von intelligenten Geräten und intelligenter Computing Hardware gelegt werden, die mit den harten Bedingungen in den Fertigungsbereichen umgehen können. Wenn dies erreicht wird, wird auch die App-Ökonomie gefördert, wodurch noch mehr Anwendungen entwickelt werden, welche die Maschinen in den Fabriken von morgen noch effizienter laufen lassen.