Schwerpunkte

Einstieg in die Digitalisierung

4 Tools für die digitale Produktion

05. August 2021, 11:23 Uhr   |  Ute Häußler

4 Tools für die digitale Produktion
© iTac Software

Mit einfachen Mitteln in die industrielle Digitalisierung starten: Mit diesen vier Tools gelingt der Einstieg in die digitale Produktion.

Maschinen und Systeme am Shopfloor zu verbinden war noch nie so einfach und zugleich so komplex wie heute. Kleine Tools können als digitale Ersthelfer unterstützen, die Komplexität in Brownfield-Anlagen zu meistern und in eine digital gesteuerte Produktion zu starten.

Digitalisierung Industrie 4.0 IIoT MES Checklisten Digital
© iTac Software

Das mobil einsetzbare Checklisten-Tool soll aufwendig geführte Papierlisten in der Produktion beseitigen und Prozesse schneller und sicherer gestalten.

Checklisten-Plug-in für papierlose Produktion

Adieu Papier und Bleistift: Noch werden beim Start einer Anlage oder bei der erstmaligen Produktion die meisten Fertigungschecklisten per Hand erstellt, doch für reibungslose und moderne Produktionsprozesse sind elektronische, dynamische Checklisten-Systeme unabdingbar. Der vollständig papierlose Checklisten-Manager des MES-Herstellers iTAC Software als Tochter des Maschinen- und Anlagenbauers Dürr unterstützt Fertiger bei der elektronischen Erfassung von Checks und der Auswertung der Ergebnisse.

Produktionsmanager können mit dem neuen Tool mehrere Checklisten angelegen und pflegen; die Software läuft sowohl auf Desktop-PCs wie auch auf mobilen Geräten. Der Überprüfungsprozess vor dem Start einer Maschine ist damit lückenlos, elektronisch und vor allem leicht anpassbar durchführbar. Faktoren wie „Umgebungstemperatur überprüfen“, „sind alle Werkzeuge eingebaut?“, „wurden alle Sicherungsmaßnahmen aktiviert?“ können vom Werker digital abgehakt und von allen Verantwortlichen zentral überprüft werden.

Wie oft ein Check laufen soll, kann für jede Liste frei definiert werden, z.B. täglich, monatlich, jährlich oder auch zum Beginn und Ende jeder Schicht. Neben den gängigen Funktionen „done/not done“, „okay/not okay“ kann das iTAC-Checklistenmodul auch zwischen den Typen „numerisch“, „Entscheidung“, „Auswahl“ oder „Text“ unterscheiden. Das digitale Checklisten-Tool besitzt eine sehr geringe Abhängigkeit zum MES. Mithilfe einer nahtlosen Integration in die Workbench können Fertiger die Ergebnisse der Checklistenprüfung in ihr Prozess-Interlocking einbinden.

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So meistern Fertiger die Digitalisierung:
Groß denken, klein anfangen, jetzt!

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Digitalisierung Industrie 4.0 IIoT
© Actyx

Mit der Low-Code-Plattform Actyx können Maschinen und Geräte am Edge dezentral und ohne Cloud-Anbindung auf dem Shopfloor kommunizieren.

Ganze Fabriken in wenigen Wochen digitalisieren

Ein völlig dezentrales Edge-System ohne jegliche Server in der Cloud und damit eine einfache und vor allem schnelle Digitalisierung in der Industrie und Produktion verspricht die Low-Code-Plattform Actyx. Über die lokal laufende Software des gleichnamigen Münchner Startups tauschen Maschinen und Geräte Informationen auf dem Shopfloor direkt über WLAN, LAN und bald auch Bluetooth oder ZigBee miteinander aus.  Die am Edge verarbeiteten Maschinendaten können so ohne große Latenzen direkt mit anderen Maschinen ausgetauscht und für Echtzeit-Analysen genutzt werden. 

Actyx-Mitgründer Maximilian Fischer sagt: »Ohne ein Netzwerk und ohne Cloud gibt es keine Abhängigkeiten – unsere Plattform sorgt so für mehr Zuverlässigkeit, Schnelligkeit und eine höhere Performance am Edge.« Die Integration soll in wenigen Wochen produktiv sein und läuft über Low Code; der Kunde kann seine eigene IT damit beauftragen oder auch Integratoren nutzen. Use Cases aus dem Gerüstbau, der Stahlproduktion und der chemischen Industrie zeigen bereits schnelle Digitalisierungserfolge in klassischen, bisher rein analogen Produktionsbetrieben.

»Digitalisierung ist nicht einfach, das wäre gelogen. Fabriken und die komplexen Prozesse zu verstehen ist schwierig«, räumt Fischer ein. »Mit Actyx kann ohne langwierige Spezifizierungen direkt mit der Programmierung begonnen werden, inklusive Vor-Ort-Testen und der immerwährenden Schleife ‚Was fehlt?‘, ‚Was wird gebraucht?‘. Damit entfällt der hohe, vorbereitende Engineering-Aufwand, das ist agile Programmierung on-the-fly.« Laut Fischer sind je nach operativer Umsetzung zwischen 10 und 25 Prozent effizientere Prozesse möglich. »Die Maschinenwelt ist noch komplett analog, wir reden hier über erste Erfahrungen. 20 Prozent klingen unglaubwürdig, aber das ist nur der Anfang.«

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Unser Markt & Technik   Thema der Woche
Thema der Woche: Digitalisierung in der Industrie

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Digitalisierung Industrie 4.0 IIoT Cloud
© Spectra

Die UniCloud, eine No-Code IIoT-Plattform für Fertiger, erfordert keinerlei Programmierkenntnisse oder Expertise von Cloud-Professionals.

IIoT-Plattform für Unitronics-SPS

Eine Cloud für Automatisierer, gänzlich ohne Coding, hat der Industrie-PC- und Automationsexperte Spectra auf den Markt gebracht. Die UniCloud bietet als Online-Portal die Möglichkeit zur Visualisierung, Speicherung und Analyse aller Prozessdaten, die an beliebigen Orten auf Unitronics-Steuerungen verarbeitet werden. Für eine einfache Inbetriebnahme und Digitalisierung spricht die einfache Konfiguration der IIoT-Anwendung, die keinerlei Programmierkenntnisse oder Expertise von Cloud Professionals erfordert. Per „Click and Select“ können Fertiger eine auf die spezifischen Bedürfnisse des eigenen Shop­floors abgestimmte Cloud-Applikation erstellen und so Maschinendaten online präsentieren, verwalten und weiterverarbeiten. 

Für die sofortige Nutzung und Analyse aktueller, historischer oder aggregierter Daten einer oder mehrerer Maschinen lassen sich über die recht unkomplizierte Konfiguration vorgefertigter Graphen, Tabellen, Landkarten, usw. übersichtliche Dashboards erstellen. UniCloud ist sicher! Ein Ende-zu-Ende- (E2E) Schutz sorgt für eine durchgängige Absicherung des Datenzugriffs, bis hin zur Vergabe von Benutzerrollen mit definierten Zugriffsrechten. Weitere eingebaute Schutzmechanismen sind Encrypted REST APIs over TLS, MQTT X.509 authentication, Anti-Virus und Web Application Firewall (WAF) Rules.

An die UniCloud können alle SPS-Modelle der UniStream-, Samba- und Vision-Serien angebunden werden. Sowohl in Neuinstallationen als auch in bereits vorhandene, laufende Installationen, ohne dass Programmänderungen notwendig werden. UniCloud-Abonnements sind in verschiedenen Paketen erhältlich, abhängig von der Datenmenge und der Update-Rate, die zwischen zehn Sekunden und fünf Minuten wählbar ist. Laut Spectra ist die UniCloud in den ersten drei Monaten kostenlos und kann per einfacher Anmeldung ausführlich und ohne funktionale Einschränkungen für eigene Digitalisierungsprojekte durchgetestet werden.

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Low Code statt Automatisierungs-Angst:
Mitarbeiter gestalten die Industrie 4.0

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Digitalisierung Industrie 4.0 IIoT Datenbank Cloud NoSQL
© objectbox.io

Objectbox.io ist als NoSQL-Datenbank auf die objektorientierte IIoT-Entwicklung und effizientes Edge Computing ausgerichtet. objectbox.io

Mikro-Datenbank für IIoT-Edge-Synchronisation

Edge to Edge oder Edge to Cloud: Auf dem Shopfloor kann es beliebig viele verschiedenste Geräte geben, von Sensoren über Brownfield bis Greenfield, mit oder auch ohne Internetverbindung. Gleichzeitig gibt es verschiedenste Mitarbeitergeräte wie Tablets oder Smartphones, zentrale Computer und die Cloud. Um Wert aus den Daten zu schöpfen, müssen verschiedene Daten in der Rohform aggregiert oder als Ergebnis an verschiedenen Orten verfügbar sein, also effizient und selektiv synchronisiert werden. Mit speziellen Edge-Datenbanken können auch kleinere Firmen und der Mittelstand schnell und kostengünstig Edge-Projekte umsetzen. Das deutsche Startup ObjectBox stellt den Kern seiner NoSQL-Datenbank kostenfrei über GitHub zur Verfügung.

Die Mikro-Datenbank der Münchner Firma hat nur einen sehr kleinen Footprint von rund 1 MB und läuft hochperformant auf Geräten mit beschränkten Ressourcen wie z.B. auf einem Raspberry Pi Zero oder einer ECU. Während relationale Datenbanken mit Rows und Columns erst in die in der objektorientierten IIoT-Entwicklung verbreiteten Entwicklersprachen C++ oder Java übersetzt werden müssen, arbeitet objectbox.io als NoSQL-Datenbank von Haus aus mit dem Objektansatz und speichert Objekte in Bits und Bytes. Der kleine Software Stack für den Shopfloor kann die vier Hauptoperationen create, read, update, delete rund zehnmal schneller ausführen als Alternativen und schafft 100.000 Operationen pro Sekunde auch auf kleinen Geräten. Dafür benötigt ObjectBox nur niedrig einstellige CPU-Power und wenige MB RAM. Im Gesamtsystem kann über die eingesparte CPU, Memory und Power auf kleinere Hardware gesetzt werden. Die auf höchste Datensicherheit ausgelegte Datenbank eignet sich auch für Retrofitting; mit dem Edge Computing Tool können Industrie-4.0-Anwendungen deutlich schneller und zuverlässiger arbeiten. Die Offline-Verfügbarkeit und Schnelligkeit ermöglichen Echtzeitsteuerung mit geringen Latenzen. Die Kombination aus Edge-Daten und effizientem Sync-Protokoll hilft Cloud-Kosten deutlich zu senken. 

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