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Rapid Prototyping

Vorteile vom IIoT identifizieren und umsetzen

08. Juni 2020, 08:50 Uhr   |  Von Jacob Lunn Lassen, Senior Marketing Manager für IoT and Functional Safety bei Microchip Technology

Vorteile vom IIoT identifizieren und umsetzen
© Microchip Technology

Die Entwicklungs-Boards ARV-IoT WG und PIC-IoT WG ermöglichen ein schnelles und problemloses Prototyping im IIoT-Umfeld

Wie lassen sich im Industrie-4.0-Umfeld Ansätze identifizieren, die die Produktivität und Qualität wirklich verbessern? Es kommt darauf an, die wirklichen Bedürfnisse der Kunden zu erkennen.

Über Industrie 4.0 oder IIoT (Industrial Internet of Things) wird zwar viel geschrieben und die damit verbundenen Vorteile beschrieben, dennoch ist es für viele Unternehmen nicht einfach, die Ideen in ein reales Produkt umzusetzen. Eine der großen Herausforderungen des industriellen IoT (IIoT) 4.0 besteht schon darin, überhaupt erst einmal die „richtige Anwendung“ und das „nächste große Ding“ zu identifizieren. Es gibt zu Industrie 4.0 zwar viele allgemeine Begriffe, das macht es für Industrieunternehmen aber oft sehr schwierig, Projekte ganz konkret anzugehen und innovativ zu sein.

Denn in vielen Gesprächen innerhalb der Industrie heißt es einfach nur, »dass man verbundene Sensoren einsetzen kann, die irgendwelche Daten in einer Anlage messen können« – eine eher abstrakte Aussage. Und genau diese sehr abstrakte Aussage verhindert oft, dass Kunden innovative und vielversprechende Ansätze identifizieren können, die ihnen wirklich helfen könnten, ihre Produktivität und Qualität und damit ihre Wettbewerbsfähigkeit zu verbessern. Doch wie kann aus der abstrakten Idee eine reale Umsetzung folgen, welche Ansätze können dazu beitragen, die IoT-Bedürfnisse eines Kunden besser zu erkennen und darauf aufsetzend entsprechende Lösungen zu entwickeln?

Die richtigen Fragen stellen

Die Unternehmen müssen in kleinen Schritten iterativ vorgehen. Das fängt damit an, dass sie sich beispielsweise folgende Frage stellen sollten: „Welcher Bereich, welches Teil bereitet die größten Probleme in einer Produktionslinie?“ Angenommen, die Antwort lautet „Schlupf, der einen ungleichmäßigen Einheitenfluss zur Folge hat“. Sobald diese Frage beantwortet ist, können IIoT-Ansätze gezielt genutzt werden, um dieses Problem zu beheben. Das heißt, es könnten spezielle Sensoren eingesetzt werden, die prüfen, wann Schlupf auftritt. Damit wäre es möglich, Anpassungen vorzunehmen, sobald Probleme auftreten, und damit wiederum wäre es möglich, das Band die ganze Zeit mit der vorgesehenen Geschwindigkeit laufen zu lassen. Das hat auch den Vorteil, dass eine geplante Wartung und Echtzeit-Anpassungen weniger kostspielig sind als ein unerwarteter Stillstand – ein entscheidender Vorteil vom IIoT.

Die Entwicklung vereinfachen

Aber auch wenn das Problem identifiziert ist und klar ist, wo welche Sensoren eingesetzt werden müssen, der nächste Schritt ist auch nicht einfach. Denn selbst wenn es ziemlich simpel klingt, einfach ein paar Sensoren zu verbinden, das ist es definitiv nicht. Dementsprechend ist es im industriellen Umfeld absolut notwendig, dass IIoT-Provider ihren Kunden ein schnelles Prototyping ermöglichen. Das wiederum ist kein Problem, denn die richtigen Basiskomponenten sind bereits heute verfügbar. Und auf Basis dieser Basiskomponenten können die Provider einerseits die Bedürfnisse ihrer Kunden besser erkennen, andererseits aber auch die Kunden besser verstehen, welche Vorteile ein Anbieter bzw. Industrie 4.0 für sie hat, beispielsweise indem die Effizienz einer Anlage verbessert wird.

Eine Möglichkeit für ein schnelles Prototyping sind die Entwicklungsplattformen „AVR-IoT WG“ und „PIC-IoT WG“ von Microchip Technology. Auf diesen Entwicklungs-Boards sind die größten Hürden bereits überwunden, denn Funktionalitäten wie WiFi-Konnektivität, Security und Cloud-Anbindung sind bereits integriert. Dementsprechend sind die AVR-IoT- und PIC-IoT-Boards der perfekte Ausgangspunkt, um eine Vielzahl von Anwendungen mit der Cloud für eine Fernsteuerung oder -kontrolle zu verbinden, angefangen bei drahtlosen Sensorknoten bis hin zu intelligenten Beleuchtungssystemen. Dank der Kombination aus einem leistungsstarken und dennoch einfachen AVR- oder PIC-Mikrocontroller (MCU), einem „CryptoAuthentication“ Secure Element und einem vollständig zertifizierten WiFi-Netzwerkcontroller-Modul machen es diese Plug-and-Play Boards einfach, Embedded-Anwendungen mit der Google Cloud zu verbinden. Dank des Click-Steckverbinders eignen sich die Boards hervorragend für die Realisierung von Sensor-Prototypen. Es können einfach existierende Click-Module verwendet oder andere Sensortypen hinzugefügt werden.

Schnelles Prototyping

Mit den Microchip-Platinen sind die größten Konnektivitäts- und Security-Hindernisse bereits überwunden. Dementsprechend können Entwickler in Zusammenarbeit mit Industriepartnern schnell neue Industrie-4.0-Konzepte in kleinem Maßstab entwerfen und evaluieren. Die Lernkurve kann schnell durchlaufen werden, Iterationen sind einfach und schnell möglich. Damit lassen sich Ideen und Konzepte schnell und einfach in reale Systeme umsetzen. Mit dem „Rapid IIoT 4.0 Prototyping“ können die Kosten und Effizienz in hohem Maße optimiert werden, ganz abgesehen davon, dass damit das Potenzial des IIoT gehoben werden kann.

Damit Designhäuser die Innovationen des IIoT 4.0 erfolgreich vorantreiben können, ist es wichtig, mit den richtigen Entwicklern zusammenzuarbeiten. Eine Cloud-Anbindung und eine Cloud-Verarbeitung erfordern qualifizierte Software- und Webentwickler. Und da Daten in vollkommen unterschiedlichem Volumen anfallen, können auch Datenanalysten und KI-Experten benötigt werden. IIoT-Provider und Industrieunternehmen, die nicht auf Rapid Prototyping setzen, um ausgeklügelte Automatisierungs- und Überwachungslösungen zu entwickeln, werden sich auf dem heutigen wettbewerbsintensiven Markt wahrscheinlich schwer tun. Nur sehr wenige Unternehmen verfügen über die Fähigkeiten, die Zeit und das Geld, um sichere WiFi-Lösungen zu entwickeln. Diese sind aber notwendig, um das Prototyping und IIoT-4.0-Innovationen zu beschleunigen.

Daher können Entwicklungs-Boards wie das AVR-IoT WG oder PIC-IoT WG von Microchip sowie das seitens des Unternehmens verfügbare Know-how Unternehmen dabei helfen, sich im industriellen Markt zu differenzieren.

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