Retrofitting „alter“ Maschinen

Technik wird immer schnelllebiger. So bekommen wir mit unseren Handy-Verträgen alle zwei Jahre ein neues Gerät. In der Industrie ist das so nicht möglich, da planen Unternehmen den Einsatz von Maschinen über Jahrzehnte. So kommt es, dass man heute noch viele Maschinen antrifft, die zwar datengetrieben sind, meist jedoch nur lokal und nicht im Verbund mit anderen Informationen und Maschinen. Eine solche Situation war der Ausgangspunkt für das Projekt „Retrofitting“.

Zusammen mit unserem Partner Q-loud hatten wir die Idee, das Retrofitting-Prinzip an einem echten Beispiel auf Messen zu demonstrieren. Dazu wollten wir die Daten einer Maschine mit einer älteren Siemens SPS Steuerung über eine Cloud-Lösung bereitstellen und visualisieren. Q-loud stellte seine IoT Cloud und Sensoren sowie ein Gateway zur Verfügung und wir machten uns an die Aufbereitung und Auswertung der Daten.

Die Maschine, die Würfel aus unterschiedlichen Materialien zusammenbaut, wurde um ein paar Sensoren erweitert und erhielt eine Möglichkeit, diese Daten und die Informationen der Siemens SPS an die IoT Cloud zu streamen.

Das OC|lab® Team hatte die Aufgabe, diese Daten aufzugreifen, zu speichern und ein sinnvolles Dashboard zu entwerfen. Da das Team über mehrere Standorte verteilt war, fanden die meisten Sessions online statt. Nachdem wir in den ersten Stunden intensiv darüber diskutiert hatten, für wen welche Daten relevant wären, kamen schnell Vorschläge für zwei Dashboards zusammen: eins für die Produktion und eins für das Management mit weiterführenden Informationen aus anderen Quellen.

Übungshalber wählte das Team eine Big-Data-Architektur, auch wenn die Datenmenge dies nicht unbedingt erforderte. War das jetzt „mit Kanonen auf Spatzen geschossen“? Nein, denn ein Prinzip im OC|lab® heisst „Wir lernen im Versuch“. Und das stand hier im Vordergrund. Klar wollten wir auch für verschiedene Konferenzen etwas Vorzeigbares liefern, aber der Wissensaufbau im Team war uns genauso wichtig.

Aus dem Entwurf entwickelten sich also zwei unterschiedliche Dashboards, die die Daten in quasi Realtime anzeigen und analysieren.

Auf der OOP 2017 konnten wir dann das Ergebnis präsentieren und stießen auf großes Interesse. In kurzer Zeit und mit relativ geringem Aufwand hatten wir eine Maschine, wie sie in vielen Fertigungen steht, „smart“ gemacht und die dort anfallenden Daten mit anderen Daten kombiniert und über weitere Lösungen Mehrwerte geschaffen, die direkt an der Maschine so nicht möglich gewesen wären. Der Retrofitting Test war damit bestanden – Danke an das Team!

Und was passiert, wenn man den Studenten im Lab freie Hand lässt?

Ein Teammitglied beschäftigte sich weiter mit dem Projekt, und da wir „eh mal was“ mit einer Microsoft HoloLens machen wollten, lag eine Erweiterung des Showcases in diese Richtung nah: die Anzeige des Dashboards auf einer Mixed-Reality-Brille. Doch warum nur anzeigen? Warum nicht gleich steuern? Nichts leichter als das!

Mit Hilfe der Microsoft HoloLens konnten wir schon bald die direkte Steuerung der Maschine ermöglichen. Dazu wird im Sichtfeld wird auf der linken Seite ein Dashboard über produzierte Teile angezeigt. Im zentralen Sichtfeld werden Informationen über den Zustand der Maschine visualisiert und Fehlermeldungen direkt angezeigt. Auf der rechten Seite werden mögliche Produktionskombinationen zur Auswahl angeboten, die über Gestensteuerung ausgewählt werden können. Somit ist es nicht nur möglich, Informationen auf der HoloLens anzuzeigen, sondern auch direkt in die Steuerung der Maschine einzugreifen. Befehle, die über die Gestensteuerung eingegeben werden, landen über die Cloud und eine IoT Lösung direkt bei der Maschine.

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