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Node-RED-basiertes Gerätemanagement

Anlagen-Monitoring bei Lisi Aerospace

Mit den passenden Tools lassen sich selbst komplexe Anlagenüberwachungs-Anwendungen ohne großen Aufwand pflegen, aktualisieren und umstellen. Bei Lisi Aerospace etwa automatisiert die Gerätemanagementlösung Qbee vieles, was sonst sehr aufwendig oder sogar unmöglich wäre. Das erhöht der Wert der Anlagenüberwachungen als Assistenzsystem einer Industrie-4.0-geprägten Fertigung.

In der Werkstatt angezeigtes Tableau-Dashboard (Bild: Lisi Aerospace)

In der Werkstatt angezeigtes Tableau-Dashboard (Bild: Lisi Aerospace)

Lisi Aerospace ist auf die Entwicklung und Herstellung von Hightech-Komponenten und -Baugruppen für Flugzeuge spezialisiert. Die Produkte des Unternehmens werden in den meisten Flugzeugen der Welt und in jeder Phase ihres Lebenszyklus eingesetzt. In der Produktionsstätte in Rugby in Vereinigtes Königreich hat ein Prozessentwicklungsteam ein internes System entwickelt, das die Überwachung der Lisi Aerospace-Produktionsanlagen für die Herstellung von Flugzeugteilen ermöglicht. Ein Schwerpunkt dieses Projekts war die Erfassung von Echtzeit-Statusinformationen über die Produktionsanlagen und die Schaffung einer bidirektionalen Kommunikation mit einer zentralen Datenbank. Darüber hinaus sollten die Bediener vor Ort die Möglichkeit haben, die Maschinendaten auf einem Touchscreen-Display zu sehen und mit den Maschinen zu interagieren.

Geräte aus der Ferne warten

Angesichts der vielen Geräte vor Ort und zusätzlicher Anfragen von Produktionsstätten in Frankreich stellte sich die Frage, wie diese Geräte möglichst effektiv verwaltet und Over-the-Air-Software-Updates verteilt werden können. Es wurde klar, dass dies eine Geräteverwaltungssoftware zur Unterstützung der eingebetteten Linux-Controller und der Softwareanwendung erfordern würde. Die Wahl fiel auf die Lösung von Qbee.io, da sie die Anforderungen wie OTA-Software-Updates, Linux-Paket-Updates, Fern-Gerätekonfiguration und die Ausführung von Remote-Skripten erfüllte. Bislang wurde ein geräteseitiges Skript verwendet, um jedes Gerät mit einem Netzwerkspeicher zu verbinden. Änderungen an den Node-RED-Anwendungsdateien auf dem Netzwerkspeicher löste einen rsync-Download in einen lokalen Ordner aus, verbunden mit einem Kopiervorgang von dort in den Arbeitsanwendungsordner. Dies war ziemlich umständlich und fehleranfällig. Im neuen System ließ sich diese Aufgabe in einen Continuous Integration und Continuous Deployment (CI/CD)-Prozess unter Verwendung von GitHub umwandeln. Die Anwendungsdateien werden jetzt in GitHub verwaltet und versionskontrolliert. Sollen Änderungen für den Produktionszweig freigegeben werden, löst automatisch ein GitHub-Runner-Prozess aus. Der Runner-Prozess erstellt einen API Call an den Qbee-Dateimanager und überträgt die aktualisierten Anwendungsdateien. Von dort aus verteilt die Qbee Embedded Linux Device Management Plattform die Anwendungsdateien automatisch und startet die Anwendung auf den Geräten jedes Mal neu, wenn eine Änderung für die Produktion akzeptiert worden ist. Nun ist es auch möglich, verschiedene Versionen zu haben und diese zu lokalisieren. Neue Geräte einer bestimmten Gruppe werden automatisch auf die neueste relevante Version und den neuesten Linux-Konfigurationsstatus aktualisiert. Dies erleichtert die Bereitstellung neuer Maschinen oder den Ersatz vorhandener Controller, die ohne manuelle Konfiguration ausfallen würden.

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Erzielte Effekte

Das Ergebnis ist ein wesentlich schnellerer und reibungsloserer Release-Prozess zur Unterstützung des Asset-Monitoring-Systems. Durch den kontinuierlichen Integrations- und Bereitstellungsansatzes können Änderungen und neue Funktionen effizient und differenziert gehandhabt werden. Dies ermöglicht maschinenspezifische oder standortspezifische Änderungen an der Codebasis, die in einem neuen Pilotprojekt in einer Produktionsstätte in Frankreich verwendet wird. Durch die Implementierung der Plattform wurde die Verwaltung der Geräte in der Werkstatt einfach und übersichtlich.

Tools zur Systempflege

Zudem hat Qbee eine Metrikdatenerfassung für die angeschlossenen Edge-Geräte integriert. Für das Aerospace-Unternehmen entfiel der Aufwand, ein eigenes Tool zu entwickeln, das die Überwachung der Produktionsanlagen weiter verbessern sollte. Da sich das System noch in der Entwicklung befindet, kam eine weitere Funktion gerade recht. Mit dem mitgelieferten VPN bietet Qbee einen abgesicherten ssh-Fernzugriff sowie eine vollständige Portweiterleitung zu einem lokalen Computer. Etwaige Fehler kommen die Mitarbeiter so auch über Unternehmensfirewalls hinweg leicht auf die Spur. Die Desktop-Anwendung Qbee-connect bietet die Funktion, entfernte Geräteports gesichert auf localhost abzubilden. Das ermöglicht den Zugriff per VPN von einem lokalen Rechner auf die auf Node-RED aufgesetzte UIBuilder-Benutzeroberfläche, die auf dem Edge-Gerät läuft. Die Entwickler sehen somit genau den gleichen Bildschirm wie der Bediener, was ebenfalls dem Troubleshooting zugute kommt.

Flexible Infrastruktur

Die Kombination von Qbee mit Node-RED beschleunigt die Entwicklung der verschiedenen Machbarkeitsnachweise oder Datenextrakte von Altgeräten. Skalierbarkeit ist mit der Node-RED-Lösung kaum noch ein Problem, da sich Feldgeräte in Minuten hinzufügen, entfernen und konfigurieren lassen. Die Konfiguration beschränkt sich auf die Auswahl der Anlagen-Nummer auf dem Konfigurationsbildschirm. Alles andere geschieht hinter den Kulissen, wo das Gerät in einen korrekten Zweig gebootet und die richtige Software auf dem Gerät installiert wird – ohne Zutun der IT- oder Prozessentwicklungsteams.


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