An wie vielen und welchen IIC-Testbeds ist NI beteiligt?
Bisher an vieren. Das erste heißt "Track and Trace Testbed" und wurde unter Mitwirkung von Bosch, Cisco, Tech Mahindra und NI erstellt. Sein Hintergrund ist folgender: Hochentwickelte Fabriken von heute erfordern ein exaktes Arbeiten - das betrifft sogar das exakte Drehmoment, das erforderlich ist, eine Schraube festzuziehen. Das "Track and Trace Testbed" soll deshalb unter anderem aufzeigen, wie sich die Position eines Funk-Akkuschraubers innerhalb einer Werkshalle genau ermitteln lässt. Abhängig von dieser Position lässt sich dann automatisch das richtige Drehmoment für die jeweilige Aufgabe bestimmen. Dies wiederum ermöglicht es, sicherheitsrelevante Schrauben stets mit exakt der vorgeschriebenen Kraft anzuziehen. Erste Ergebnisse des Testbeds wurden anlässlich der Bosch Connected World im Februar 2015 vorgestellt.
Das zweite, "Condition Monitoring and Predictive Maintenance Testbed" genannt, entstand in Zusammenarbeit mit IBM. Alternde Produktionsstätten und die Tatsache, dass sich immer mehr sachkundiges Personal in den Ruhestand verabschiedet, bringen gewisse Risiken mit sich. Um diese auf ein Minimum zu reduzieren, gilt es, die Zuverlässigkeit der Betriebseinrichtung einschätzen zu können. So sollen mit dem Testbed anhand von Big Analog Data und Analytics Muster bei Betriebsausfällen von Maschinen oder Anlagen erkannt werden. Dies wiederum ermöglicht es den IT-, Wartungs- und Produktionsabteilungen, vorauszusehen, an welchem Anlagenteil unter Umständen ein Ausfall bevorsteht.
Und die beiden anderen?
Das dritte betrifft den Energiesektor und nennt sich "Microgrid Communication and Control Testbed". Es soll die Machbarkeit eines sicheren Echtzeitdatenbusses im Stromnetz nachweisen, der die Kommunikation zwischen Maschinen, zwischen Maschinen und Steuerzentrale oder Leitstelle sowie zwischen Maschinen und Cloud-Daten vereinfacht. Dabei sollen verteilte Datenverarbeitungs- sowie Steuer- und Regel-Anwendungen, die sich in direkter Nähe des Knotens befinden - auch als "edge-located" bezeichnet -, mit intelligenten Analyseverfahren kombiniert werden. Die IIC-Mitgliedsfirmen, die das Testbed realisieren, sind Real-Time Innovations, NI und Cisco. Als Kommunikationsprotokoll im Testbed dient der offene Standard DDS (Data Distribution Service).
Das Testbed durchläuft drei Phasen. Im April 2015 begann die erste Phase des Proof of Concept, mit dem die grundlegende Sicherheit und Leistung sichergestellt werden soll. Phase zwei - für 2016 anberaumt - wird die Skalierbarkeit der Microgrid-Kommunikations- und Steuerarchitektur in einer simulierten Umgebung demonstrieren. Die dritte Phase soll zeigen, wie sich das Testbed in einer realen Situation einsetzen lässt.
Das vierte Testbed bezieht sich auf den kommenden Echtzeit-Ethernet-Standard TSN (Time-Sensitive Networking). NI kooperiert dabei mit den Unternehmen Bosch Rexroth, Cisco, Intel, Kuka, Schneider Electric und TTTech. Ziel der Kooperation ist, eine Netzwerkinfrastruktur für IIoT und Industrie 4.0 bereitzustellen. Das Testbed soll die Nutzung der neuen, als TSN bezeichneten IEEE-802-Ethernet-Standards in einer Live-Produktionsanwendung evaluieren. TSN stellt eine offene Standard-Netzwerkarchitektur bereit, die für herstellerübergreifende Interoperabilität und Integration sorgt. Die Technologie unterstützt Echtzeit-Regelung, -Steuerung und -Synchronisierung über ein einziges Ethernet-Netzwerk, etwa zwischen Motorsteuerungs-Anwendungen und Industrierobotern. Gleichzeitig unterstützt TSN aber weiteren in Produktionsanwendungen gängigen Datenverkehr, was die Konvergenz zwischen IT- und Betriebstechniken fördert.
Ist NI auch außerhalb des IIC in puncto Testbeds aktiv?
Ja. Wir arbeiten beispielsweise an einem LTE-U- und LTE-LAA-Testbed, mit dem Anwender die neuen drahtlosen Zugangstechniken LTE-U (LTE Unlicensed) und LTE-LAA (License Assisted Access) testen und mit ihnen experimentieren sowie Prototypen auf deren Basis erstellen können. Der Quellcode des Echtzeit-Testbeds umfasst eine FPGA-basierte LTE-Bitübertragungsschicht, mit der sich verschiedene LTE-U- und LTE-LAA-Szenarien testen, evaluieren und gegebenenfalls erweitern lassen. Dies ermöglicht Leistungsbewertungen und höhere Datenübertragungsraten von Systemen, die auf LTE- und 802.11-Infrastrukturen beruhen.