Integrationsplattform für den Shopfloor

Industrie 4.0 in wenigen Schritten einführen

22. April 2022, 17:07 Uhr | Andreas Knoll
Mit Xentara können Shopfloor-Betreiber alle relevanten Maschinendaten zusammenführen und kontinuierlich für die Optimierung ihrer Produktionsprozesse nutzen.
Mit Xentara können Shopfloor-Betreiber alle relevanten Maschinendaten zusammenführen und kontinuierlich für die Optimierung ihrer Produktionsprozesse nutzen.
© Embedded Ocean GmbH

Embedded Ocean hat die Software-definierte Industrie-4.0-Integrationsplattform „Xentara“ vorgestellt, mit der produzierende Unternehmen alle auf dem Shopfloor genutzten Bestandssysteme und -protokolle miteinander verbinden und um neue Technologien und Standards ergänzen können.

Die universell einsetzbare und beliebig skalierbare Lösung des Münchner IIoT-Unternehmens lässt sich durch Zusatzfunktionen, sogenannte Skills, modular erweitern, um mit den Anforderungen der Anwender mitzuwachsen. Die Plattform ermöglicht Unternehmen damit einen niederschwelligen Einstieg in intelligente, datengetriebene Produktionsprozesse – von einzelnen „Smart Machines“ bis zur selbst optimierenden „Smart Factory“. Die Software lässt sich auf Xentara.io beziehen und in wenigen Schritten vor Ort implementieren.

Dem Release von Xentara ging eine halbjährige Pilotphase voraus, in der die Plattform bei ausgewählten Pilotkunden im laufenden Produktionsbetrieb getestet wurde. Nach Abschluss dieser Tests hat Embedded Ocean jetzt den Startschuss für den offiziellen Release gegeben.

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Eine universelle Plattform für die smarte Industrie

Mit Xentara wollten die Entwickler laut Embedded Ocean ein bekanntes Problem lösen: Jede Maschine erzeugt Unmengen an Daten, die aber oft entweder ungenutzt bleiben oder von externen Cloud-Diensten ausgewertet werden. Erkenntnisse aus diesen Daten stehen so erst zeitverzögert zur Verfügung – zu spät, um auf einen möglichen Verschleißfall oder einen Produktionsfehler zu reagieren. Xentara löst dieses Problem mit einem Kernfeature: der sogenannten „deterministischen Datenübertragung“ zwischen Systemen. Sie ermöglicht es beispielsweise, Daten zur Qualitätsprüfung schon während der laufenden Fertigung in Echtzeit zu analysieren. Daraus gewonnene Erkenntnisse lassen sich ohne Unterbrechung in den aktiven Produktionsprozess zurückspielen, um ihn laufend zu optimieren. Bewegt sich ein Wert etwa in Richtung seiner Toleranzgrenzen, wird der Trend erkannt und entsprechend korrigiert, noch bevor die Grenze überschritten wird. Dadurch ergeben sich neue Möglichkeiten zur Maschinen- und Produktionssteuerung sowie -optimierung.

Um bevorstehende Maschinenausfälle frühzeitig zu erkennen und zu verhindern, werden Verschleißdaten direkt in der Fertigung erfasst und ausgewertet. Prognosen über Verbrauchs- und Effizienzdaten werden an übergeordnete IT-Infrastrukturen wie ERP oder MES weitergeleitet, um eine wirtschaftlichere Nutzung von Ressourcen zu ermöglichen. So soll Xentara den Weg nicht nur zur intelligenten Maschine, sondern zur sich ständig selbst optimierenden „autonomen Fabrik“ ebnen.

»Der Kern von Industrie 4.0 liegt darin, möglichst alle bestehenden Technologien zusammenzuführen, zu vereinheitlichen und Produktionsumgebungen dadurch fit für das digitale Zeitalter zu machen«, betont Philipp Kirschenhofer, einer der Gründer und Geschäftsführer von Embedded Ocean. »Stattdessen sehen wir heute einen unübersichtlichen Flickenteppich, auf dem jeder Anbieter mit einer eigenen Insellösung antritt. Es gibt einen eindeutigen Bedarf für eine universelle Integrationsplattform, die Türen in alle Richtungen öffnet, statt sie wegen marktstrategischer Entscheidungen zu verschließen.« »Alle sind sich einig, dass Daten wertvoll sind«, ergänzt Mitgründer Michael Schwarz. »Aber dieser Wert geht verloren, wenn die Daten nicht schnell und effizient ausgewertet werden.«

Brownfield-Produktionsumgebungen zukunftssicher modernisieren

Das Gründerteam von Embedded Ocean – von links: Robert Schachner, Michael Schwarz und Philipp Kirschenhofer
Das Gründerteam von Embedded Ocean – von links: Robert Schachner, Michael Schwarz und Philipp Kirschenhofer
© Embedded Ocean GmbH

Xentara bietet offene Schnittstellen, die es ermöglichen, fast unbegrenzte Konnektoren und Anwendungen von einfachen analogen oder digitalen Ein- und Ausgängen bis zur kompletten Maschinensteuerung zu integrieren. Bestehende Fabriken mit alten Maschinen und Steuerungen (sogenanntes Brownfield) lassen sich so auf einfache Weise direkt in das Zeitalter von Industrie 4.0 überführen. Über Xentara können Anwender Bestandsanlagen nahtlos mit zusätzlichen Sensoren und weiteren Maschinen verbinden und einen gemeinsamen Datenpool zur intelligenten Echtzeit-Analyse aufbauen. Ohne Probleme lassen sich verschiedenste Skills - Zusatzfunktionen, die auch von Drittanbietern stammen können - in der Plattform nachladen. Diese reichen von simplen Datenanalyse-Tools bis zu lokalen Machine-Learning-Algorithmen oder kompletten Steuerungsprogrammen.

Weil Xentara skalierbar ist, kann die Plattform – einschließlich eingebundener Skills – sowohl direkt in der einzelnen Maschine (etwa in kleinen Industrie-PCs auf ARM-Basis) als auch in übergeordneten Rechensystemen innerhalb der Fabrik laufen. So lässt sich die Funktionalität von Clouddiensten „on-premise“ abbilden, also vor Ort in der Fertigungshalle oder innerhalb des eigenen Firmennetzwerks. Ist eine Cloud bereits fester Bestandteil der eigenen Industrie-4.0-Strategie, dient Xentara als intelligenter Kommunikationskanal, der für eine flüssige Datenübertragung vom einzelnen Sensor bis zum externen Dienstleister sorgt. Möglich ist es auch, nur zeitkritische oder sensitive Daten ausschließlich direkt vor Ort zu verarbeiten und alles andere wie gewohnt an die Cloud zu senden.

»Xentara ist die erste wirklich universelle Integrationsplattform«, erläutert Robert Schachner, CTO von Embedded Ocean. »Durch ihre Offenheit und Flexibilität ist sie für jeden Einsatzbereich geeignet. Außerdem ist die Plattform imstande, mit den steigenden Ansprüchen des Anwenders mitzuwachsen, indem beispielsweise je nach Anwendungsfall passende Skills nachgeladen werden. Sie ist die einfachste Möglichkeit, echten Mehrwert aus Daten zu generieren.«

Industrie 4.0 schnell und problemlos implementieren

Für Unternehmen, die sich an das Thema Digitalisierung erst langsam herantasten wollen, bietet Embedded Ocean ebenfalls spezielle Lösungen an. So lässt sich ein externes System über einen vorhandenen Feldbus an eine bestehende Maschine anschließen. Werte werden dann im laufenden Betrieb aus der Maschine ausgelesen, ohne die Steuerung zu beeinflussen. »Gerade für zeitkritische Steuerungen ist diese Vorgehensweise unabdingbar, weil keine Latenzen durch Umleitung von Signalen entstehen dürfen«, verdeutlicht Robert Schachner. Autarke Smart-Sensoren, die an den zu überwachenden Maschinenteilen angebracht werden, können zusätzliche Daten erfassen. Die Informationen werden im externen System ausgewertet. So stehen in Echtzeit wertvolle Erkenntnisse für Wartung und Produktionsplanung zur Verfügung, ohne in laufende Prozesse einzugreifen. »Solche Pilotprojekte können gerade in der klassischen Industrie, die dem Thema Digitalisierung noch sehr vorsichtig gegenübersteht, der erste Schritt auf dem Weg zu Industrie 4.0 sein«, ergänzt der CTO.

»Wir machen das überaus komplexe und umfangreiche Thema ‚Digitalisierung‘ einfach umsetzbar, indem wir die Intelligenz von KI und Cloud endlich auf transparente, greifbare Weise direkt herunter an die einzelne Maschine bringen«, kommentiert Tobias Schneider, Marketing- und Produktmanager bei Embedded Ocean, den Roll-Out von Xentara.


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