Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Beitrag drucken

IoT-Demeonstrator in der Textilindustrie

Vom Signal zum Servicefall

Mit dem IoT-Demonstrator von Kontron auf der Basis von Intel-Technologie konnten zahlreiche Prozesse des Vor-Ort-Service in der Textilindustrie verbessert werden. Daten aus dem Internet der Dinge erlauben es den Verantwortlichen, die Produktionsanlagen besser zu kontrollieren und Änderungen an ihnen schneller umzusetzen. Der Demonstrator soll sich in viele andere Branchen adaptieren lassen.



Bild: Intel Corporation

Erst tatsächlich umgesetzte und greifbare Anwendungen geben dem Internet der Dinge ein Gesicht. Seit die technischen Komponenten für das IoT zu vertretbaren Preisen verfügbar sind, generieren immer mehr Firmen damit einen praktischen Nutzen, der vorher so nicht möglich war. Dass ein Sensor Daten übermittelt, ist zwar nicht erst seit dem Internet der Dinge so. Allerdings hat sich durch IoT das Übertragungsformat verändert. Statt RS-485 oder eines potenzialfreien Kontakts wird nun eine Netzwerkschnittstelle oder Profibus verwendet. Allein daraus entsteht aber noch kein Mehrwert. Der Vorteil einer IoT-Installation liegt darin, diese Daten einfach und sicher an übergelagerte Instanzen weitergeben und verarbeiten zu können. Dazu zählen die Gateways, die Sensordaten lokal aufbereiten und für die Cloud in andere Datenformate umwandeln können. Durch Gateways wird die Filterung und effektive Kommunikation von Informationen in die Cloud möglich. Dort lässt sich dann über die Verknüpfung mit zusätzlichen Plattformen und Informationen Nutzen erzeugen.

Abgesicherte Basis für das IoT

Die von Kontron entwickelte IoT-Demo-Anwendung spannt den Bogen vom Sensor in der Maschine bis hin zum Flottenmanagement und der Ressourcenplanung der Servicetechniker. Der Systemnutzen besteht in kürzeren Stillstandzeiten, die wiederum zu einem geringeren Produktionsausfall sowie reduzierten Service-Kosten führen sollen. Technisch bringt das IoT-System mehr Kontrolle und Übersicht über die Verfügbarkeit der Produktionsanlage. Die Anwendung ist mit dem Intel IoT-Gateway auf Basis der Intel Atom E3800-Produktfamilie ausgestattet. Zudem beinhaltet die IoT-Anwendung weitere Technologien des Chipherstellers wie die Wind River Intelligent Device Platform XT 2.0 sowie McAfee Embedded Control. Das alles lässt sich bei der Hardware- und Softwareentwicklung zusammenstellen und implementieren.

Auch die Sicherheit kann früh im System verankert werden. Die im IoT-Gateway integrierten Sicherheitsmechanismen bieten Schutz vor Angriffen auf dem gesamten Kommunikationsweg der Daten. Im Anwendungsszenario in der Textilindustrie ist ein Webstuhl mit IT-Technologie ausgestattet. Dieser automatisierte Webstuhl erzeugt große Stoffbahnen. Reißt nun eine dieser Bahnen ab, tritt ein Servicefall ein. Typische Ursachen dafür sind Fremdkörper im Websystem oder ein Fehler bei der Fadenzuführung. Mit der IoT-Demoanwendung kann schnell und mit geringem Serviceaufwand auf den Produktionsstopp reagiert werden. Dazu wurde der Webstuhl mit dem Gateway KBox A-201 verbunden. Das Gerät kann Daten von vielen Quellen mit unterschiedlichen Formaten entgegennehmen und nach flexiblen Regeln behandeln. Das Ergebnis sind normalisierte, aggregierte Informationen, die durch IT-Systeme weiter verarbeitet werden können.

Schnittstellen-support und Sicherheit

Das Gateway verfügt dafür neben Ethernet- und USB-Anschlüssen auch über RS-232 und RS-485-Schnittstellen sowie optionale Canbus- und Profibus-Interfaces. Falls das System drahtlos mit den übergeordneten Instanzen im Rechenzentrum oder in der Cloud kommunizieren soll, sind WLAN, LTE und 3G als Funkschnittstellen möglich. Aber auch zum lokalen Speichern von Daten ist die Einheit geeignet. Hierfür können Anwendungen auf eine SSD mit 64 Gigabyte Speicher zurückgreifen. Für die Sicherheit ist ein Trusted Platform Module (TPM) zuständig. Es nutzt die dort hinterlegten, manipulationssicheren Schlüssel, um ein abgesichertes ‚Web of Trust‘ aufzubauen. Der Start des Systems durch das BIOS wird über Zertifikate geschützt.

Jede folgende Systemebene bezieht sich bei ihren Authentisierungsmaßnahmen auf die tiefer liegende, bereits bestätigte Schicht. Sobald das Betriebssystem läuft, wird es durch McAfee Embedded Control geschützt. Diese Software erlaubt die Ausführung von nur einem autorisierten Programmcode, der in einer unveränderbaren Whitelist gespeichert ist. Schadsoftware kann somit auf diesem Weg keine Kontrolle über das IoT-Gateway erlangen. Ihre Rohdaten erhält die Einheit sowohl direkt über die verschiedenen Industrieschnittstellen als auch von der Bedienungseinheit des Webstuhls. Dazu nutzt Kontron einen industrietauglichen Panel-PC mit Touch-Display als Human Machine Interface. Der PC bezieht seine Rechenleistung von einem Intel Atom-Prozessor und kommuniziert mit dem Gateway per Ethernet. Auf dem PC und dem Gateway läuft das Application Programming Interface (KEAPI) von Kontron, das die Kommunikation – auch beim Zugriff von entfernten Standorten aus – steuert. Sowohl das KEAPI und sein für den Remote-Zugriff verantwortlicher Bestandteil KRS verfügen über integrierte Sicherheitsmechanismen.



Reißt bei einem Webstuhl in der Textilindustrie die Stoffbahn, kostet jede Minute bis zum Serviceeinsatz Geld. Mit der IoT-Anwendung von Kontron löst eine Lichtschranke im Falle eines Risses Aktivitäten aus – bis hin zur Terminplanung des Technikers.
Bild: Intel Corporation

Rechenleistung und Business-Logik aus der Cloud

Vom Gateway aus stehen die gesammelten und vorverarbeiteten Daten in einem einfach zu lesenden und zu verarbeitenden Format zur Verfügung. In der Demo-Anwendung setzen die beiden Projektpartner auf die Salesforce1-Plattform, um die Daten in einen Business-Kontext zu bringen. Salesforce1 ist eine Cloud-Plattform, mit der sich Apps entwickeln lassen. Der Nutzen für die IoT-Anwendung bestand in der Entwicklungsdauer und der Integration der Business-Daten, die für die Auswertungen benötigt werden. So stehen die Service-Zeiten der Vor-Ort Techniker ebenso in der Umgebung bereit wie die Standorte der Webstühle und deren Performance- und Verfügbarkeitsdaten. Im Ergebnis lassen sich mit dem IoT-System Stillstandzeiten nach einem Stoffbahnabriss äußerst kurz halten. In einem solchen Fall liefen die Sensoren und der Panel-PC die Informationen an das IoT-Gateway. Von dort wird die Meldung an die Cloud geschickt und von der Salesforce1-Plattform entgegengenommen.

Damit die Verbindung nicht abgehört oder manipuliert werden kann, nutzt das Gateway Secure Socket Layer (SSL) als Verschlüsselungstechnik. Die Business-Plattform erzeugt ein Ticket und zeigt dem Operations-Manager auf einer Karte den defekten Webstuhl an. Auf der gleichen Karte werden aktuelle Standorte von Servicetechnikern mit ihren gebuchten Tagesplänen eingeblendet. Wenn ein Servicetechniker Zeit hat, das Problem zu lösen, erhält er per Mail oder SMS eine Nachricht, einschließlich Standortdaten und Fehlerbeschreibung. Der Vorgang ist automatisiert, was menschliche Fehlerquellen, Irrtümer und Versäumnisse reduziert und die Bearbeitung beschleunigt. Und so mag das Signal für eine abgerissene Stoffbahn zwar von einer simplen Lichtschranke kommen, trotzdem sorgt es für Mails, SMS-Nachrichten und einen bestückten Terminkalender eines Servicetechnikers.


Das könnte Sie auch interessieren:

Um Produktionsdaten per Manufacturing Execution System auswerten zu können, müssen die Daten aus der Maschine in das System gelangen - bei alten Maschinen ein Problem. Doch können Fertiger nicht einfach so in einen neuen Maschinenpark investieren. Der Retrofit-Ansatz kann dabei helfen, auch ältere Maschinen Industrie 4.0-Ready zu machen.‣ weiterlesen

Auf Basis einer PC-basierten Automatisierungsplattform hat Cretec bei einem deutschen Automobilzulieferer die Taktraten bei Prüfungen von Turboaggregaten deutlich gesenkt. Inklusive vollständiger Rückverfolgbarkeit der Produkte.‣ weiterlesen

Wollen Fertigungsunternehmen die Vorteile einer vernetzten Produktion erschließen, kommen sie an der Einführung eines firmenweiten IIoT-Netzwerks kaum vorbei. Der Weg bis zum Betrieb einer solchen zentralen Steuerungsinstanz lässt sich in drei Schritte gliedern.‣ weiterlesen

Unternehmensprozesse können nicht in einem Schritt digitalisiert werden. Es kommt auf die Priorisierung an. Beim Pumpenhersteller KSB halfen dabei eine Wertstromanalyse sowie agiles Projektmanagement.‣ weiterlesen

Nahezu die Hälfte der für eine Reichelt Elektronik-Studie befragten Unternehmen würde Implementierung von künstlicher Intelligenz nach heutigem Stand anders angehen. Beispielsweise würden sie Mitarbeiter stärker einbeziehen.‣ weiterlesen

Die Auftragseingänge der deutschen Maschinen- und Anlagenbauer sind im Oktober zweistellig gewachsen. Die Wachstumsraten fallen jedoch geringer aus als im Sommer dieses Jahres.‣ weiterlesen

Viele MES-Anwendungen unterscheiden sich in ihren Leitideen, Anforderungsschwerpunkten und Steuerungsansätzen deutlich voneinander. Zusammen mit ihren Branchen- und Funktionsschwerpunkten lassen sich die Angebote am Markt schwer vergleichen. Der neue MES-Marktspiegel hilft dabei, indem er unternehmerische Zielgrößen mit MES-Funktionalitäten korreliert und marktverfügbare Lösungen auf ihre Abdeckung untersucht.‣ weiterlesen

Lieferketten waren in der letzten Zeit von gleich mehreren unvorhersehbaren Ereignissen mit solcher Tragweite betroffen, dass vielerorts die Produktionsplanung darunter leidet oder die Fertigung sogar zum Stillstand kommt. Solche Ereignisse können Algorithmen zwar nicht vorhersagen, wohl aber wie Firmen bestmöglich darauf reagieren können.‣ weiterlesen

Um Produktionssysteme in der Automobilindustrie schneller, flexibler und effizienter zu gestalten soll im Forschungsprojekt ’Software-Defined Manufacturing für die Fahrzeug- und Zulieferindustrie (SDM4FZI)‘ eine neue technologische Grundlage entwickelt werden.‣ weiterlesen

Erstmals seit Februar ist die Zahl der Kurzarbeitenden in Deutschland wieder gestiegen. Wie das Ifo Institut mitteilt, waren im November 10.000 Beschäftigte mehr in Kurzarbeit als noch im Oktober.‣ weiterlesen

Geht es um Datenspeicher und ihre Verarbeitungsoptionen, gibt es zahlreiche Plattformen: Edge-, On-Premise- oder Cloudbasierte Server sollen den unterschiedlichen Anforderungen gerecht werden. Doch was erfüllen diese Ansätze im Fabrikumfeld besonders gut, und wie setzen Firmen diese um?‣ weiterlesen

Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige