Hannover Messe 2016

HPE zeigt digitales Retrofit und Fertigungssteuerung per Cloud

| Redakteur: Ulrike Ostler

Die "CP Factory", ist Teil der integrierten Lernfabrik am Produktionsstandort von Festo in Scharnhausen, Deutschland.
Die "CP Factory", ist Teil der integrierten Lernfabrik am Produktionsstandort von Festo in Scharnhausen, Deutschland. (Bild: Festo)

IT und Industrie gehen neue Verbindungen ein, jetzt zu sehen auf der Baumaschinen-Messe „Bauma“ und noch viel mehr vom 25. bis 29. April auf der Hannover Messe. Mit dabei: Hewlett-Packard Enterprise und Technik aus dem Rechenzentrum.

Hewlett Packard Enterprise (HPE) zeigt auf der diesjährigen Hannover Messe IT-Plattformen in Halle 8, Stand A07, Informationstechnik, mit der sich die Fertigung über Unternehmensgrenzen hinweg überwachen, vernetzen und steuern lässt. Zusammen mit der Firma Festo Didactic demonstriert HPE zum Beispiel, wie die Industrie-4.0-Plattform „Virtual Fort Knox“ (VFK) Fertigungsabläufe online analysiert und während der laufenden Produktion anpasst.

HPE präsentiert in Hannover außerdem den „HPE Windpark Manager“, der ein 360-Grad-Management der Windturbinen, Stromnetze und IT-Systeme eines Windparks aus einer einzigen Management-Konsole heraus ermöglicht. Ein weiterer Messe-Schwerpunkt ist die kreative Entwicklung neuer digitaler Geschäftsmodelle in der Fertigungs-Industrie. HPE stellt Methoden, Konzepte und Dienstleistungen vor, die Firmen dabei helfen, digitale Geschäftskonzepte schnell zu entwickeln und zu testen. Einen Blick in die Zukunft der IT und der Fertigung wirft HPE in Hannover mit „The Machine“, eine neue Rechnerarchitektur für das Internet der Dinge, dieses Mals als Embedded System.

Volkhard Bregulla ist Mitglied der Geschäftsführung von Hewlett Packard Enterprise in Deutschland.
Volkhard Bregulla ist Mitglied der Geschäftsführung von Hewlett Packard Enterprise in Deutschland. (Bild: HPE)

„Die technischen und organisatorischen Probleme von Industrie 4.0 sind lösbar, die wirkliche Herausforderung ist der digitale Strukturwandel der Branche. Denn dabei werden nicht nur die Karten im Wettbewerb neu gemischt, es gelten auch neue Spielregeln“, sagt Volkhard Bregulla, Vice President Manufacturing und IoT von Hewlett Packard Enterprise EMEA. „Auf der Hannover Messe demonstrieren wir deshalb nicht nur, wie die digitale Fabrik die Effizienz in der Produktion steigern kann – wir zeigen auch Wege auf, um neue Formen der digitalen Wertschöpfung zu entwickeln.“

Der Manufacturing Service Bus

Für die horizontale Integration von Wertschöpfungsnetzwerken und die vertikale Integration von Produktionssystemen hat HPE eine Referenzarchitektur entwickelt, die unter anderem der Plattform Virtual Fort Knox (VFK) zugrunde liegt. Die Plattform ist aus einem Pilotprojekt des Landes Baden-Württemberg hervorgegangen und wurde federführend von HPE und dem Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) aufgebaut.

Sie besteht aus einem Services-Marktplatz und Dienste-Broker, einer Integrations-Schicht – dem so genannten Manufacturing Service Bus – und der Software- und Hardware-Infrastruktur, die die Dienste bereitstellt, betreibt und überwacht. Eine entscheidende Eigenschaft der Plattform ist ihr föderativer Charakter, der den Schutz von Wissen und geistigem Eigentum sicherstellt.

Auf der Hannover Messe sind drei Anlagen über den Manufacturing Service Bus live mit dem VFK verbunden:

  • 1. Die Cyber-Physical (CP) Factory von Festo Didactic (auf dem Festo-Stand in Halle 15, Stand D07),
  • 2. eine digital nachgerüstete Drehmaschine aus dem Jahr, mit der HPE demonstriert, wie jegliches physikalische Ding über Standard-IT-Komponenten virtualisiert, digital vernetzt und in Wertschöpfungsnetzwerke integriert werden kann
  • 3. und ein Festo-Roboter, der über das VFK gesteuert den Besuchern des HPE-Stands Kaffee serviert.

Die „CP Factory“ hingegen ist eine cyber-physische Lern- und Forschungsplattform, auf deren Basis alle relevanten Technologien der Mechatronik und Automation praxisnah vermittelt werden können. Die Plattform bildet die Stationen einer realen Produktionsanlage modellhaft ab und ermöglicht das Erlernen unterschiedlicher Bereiche der Fertigung: Anlagenprogrammierung, Vernetzung, Lean Production, Logistik, Qualitätssicherung und viele weitere Inhalte wie Energie-Effizienz und Daten-Management. Die Module der CP Factory auf der Hannover Messe kommunizieren per OPC-UA-Protokoll über den Manufacturing Service Bus mit den Diensten der VFK-Plattform.

An dieser Schnittstelle zwischen Forschung, Produktion und Ausbildung arbeitet Festo Didactic an der Bereitstellung von Komponenten und Lernsystemen, mit denen sich Fachkräfte auf die digitale Produktion vorbereiten können und die zu Forschungszwecken eingesetzt werden können – zum Beispiel für die Entwicklung von Standards in der Netzwerkkommunikation durch intelligente Komponenten.
An dieser Schnittstelle zwischen Forschung, Produktion und Ausbildung arbeitet Festo Didactic an der Bereitstellung von Komponenten und Lernsystemen, mit denen sich Fachkräfte auf die digitale Produktion vorbereiten können und die zu Forschungszwecken eingesetzt werden können – zum Beispiel für die Entwicklung von Standards in der Netzwerkkommunikation durch intelligente Komponenten. (Bild: Festo)

HPE und Festo Didactic zeigen in Hannover eine Reihe von Anwendungen, die auch in Produktivumgebungen einsetzbar sind – zum Beispiel die Optimierung der Produktionsabläufe, etwa eines Fräsvorgangs, auf der Grundlage von Online-Analysen von aktuellen und historischen Sensordaten. Dazu werden Produktionsabläufe im MES während der laufenden Produktion dynamisch und automatisch angepasst.

In künftigen Ausbaustufen sollen die VFK-Dienste auch auf die Steuerungseinheiten der CP-Factory-Module zugreifen, so dass eine deterministische Steuerung der Produktion auf der Grundlage von Datenanalysen in Echtzeit möglich sein wird. Fertigungs-Steuerung aus der Cloud mit der CP Factory von Festo Didactic (Festo-Stand, Halle 15, Stand D07)

PoC: Brillenglas-Fertigung bei Zeiss Vision mit Echtzeit-Qualitätsmanagement und maschinellem Lernen

Am Beispiel der Brillenglas-Fertigung präsentiert HPE in Hannover eine Machbarkeitsstudie, die zusammen mit Zeiss Vision umgesetzt wurde. Die Herstellung von Brillengläsern ist ein hochkomplexer Vorgang: Ein Brillenglas kann bis zu 500 unterschiedliche Eigenschaften haben, zudem werden für die Linsenfertigung meist Maschinen von unterschiedlichen Herstellern eingesetzt.

Echtzeit-Qualitätssicherung während des Produktionsvorgangs, maschinelles Lernen und die digitale Durchgängigkeit des Fertigungsprozesses sind daher entscheidende Faktoren für die Effizienz der Brillenglas-Fertigung. In dem mit Zeiss Vision entwickelten Prototypen sollen Fertigungsabläufe und Produkteigenschaften über mehrere Maschinentypen hinweg in Echtzeit über das VFK analysiert werden, um damit den Produktionsvorgang im laufenden Betrieb zu optimieren. Durch Korrelation von Echtzeit- und historischen Daten erkennt das System Datenmuster, die auf vorhandene oder sich anbahnende Probleme hindeuten. Damit lässt sich die Produktion anpassen, um Durchsatz zu erhöhen, Nachbearbeitung zu verringern und Ausschuss zu senken.

Management des Internets der Dinge: HPE Windpark Manager

Mit dem HPE Windpark Manager zeigt HPE in Hannover ein Beispiel für das Management des Internets der Dinge. Die Anlagenbetriebsführung von Windkraftanlagen ist heute oft teuer und aufwendig, weil es bisher kein integriertes Management von Windturbinen-Systemen, Stromnetzen und IT-Systemen gibt. Der HPE Windpark Manager führt Maschinen-, Strom-, IT- und Security-Informationen herstellerübergreifend in ein einheitliches Management-System zusammen. Informationen wie Getriebevibrationen, Rotorblätterwinkel, Stromleistungsabgabe, IT-Systemparameter und Sicherheits-Ereignisse werden laufend überwacht und analysiert.

Die Korrelation historischer und aktueller Datenmuster zeigt Probleme bereits im Entstehungsstadium auf und ermöglicht damit eine vorsorgliche Wartung. Auf Grundlage dieser Informationen lässt sich außerdem das Betriebs-Management der Turbinen automatisieren. Somit steigert der HPE Windpark Manager die Produktivität der Betriebsführung zum einen durch Reduktion manueller Tätigkeiten und zum anderen durch eine höhere Effizienz bei der Turbinenwartung, da Probleme aus der Ferne diagnostiziert, behoben oder ganz verhindert werden können.

Rapid Business Protoyping für digitale Wertschöpfung in der fertigenden Industrie

Nach einer aktuellen Studie der Unternehmensberatung Oliver Wyman bringt Industrie 4.0 ein Margen-Potenzial von weltweit 1,4 Billionen Dollar im Jahr 2030 – allerdings entstehe dieser zusätzliche Wert nur zum Teil durch die Optimierung der Fertigung. Das größte Margen-Potenzial stecke in „teilweise produktionsfernen, indirekten Bereichen“. Die von Oliver Wyman befragten Firmen gaben an, das größte Hindernis bei der Erschließung dieser Potenziale sei die “mangelnde Kreativität, um über bestehende Betriebs- und Geschäftsmodelle hinauszudenken”.

HPE stellt auf der Hannover Messe Methoden und Dienstleistungen für die kreative Entwicklung und Einführung von digitalen Geschäftsmodell-Innovationen in der fertigenden Industrie vor. Sie helfen Fertigungsfirmen dabei, mit den Traditionen und Regeln der eigenen Organisation und der Branche zu brechen und neue Formen der Innovations-Entwicklung und Markteinführung zu nutzen. Grundlage dafür sind Konzepte wie Business Model Canvas, Design Thinking und Lean Startup. Neue Produkte, Dienstleistungen oder Geschäftsmodelle werden dabei sehr früh, ohne große Vorabinvestitionen, im Markt getestet. Eine Firma erhält damit schnell Rückmeldungen, wie das neue Angebot von Kunden angenommen wird, und wie groß sein Umsatz- und Margen-Potenzial ist.

Embedded Systems heute und morgen

Mit „Edgeline“ stellt HPE in Hannover schließlich eine neue Produktlinie von IoT-Gateways auf der Grundlage von Standard-Server-Technologie vor. Als eingebetteter Teil von Maschinen oder Anlagen vereinheitlichen und integrieren die Edgeline-IoT-Systeme die Kommunikation zwischen Maschinensystemen und IT-basierten Diensten (zum Beispiel MES, PLM, ERP). HPEs IoT-Gateways sind damit ein Kernelement bei der Entkopplung und „Virtualisierung“ der Maschinendaten und Maschinensteuerung, die für die vertikale und horizontale Vernetzung der Fertigung benötigt wird.

Einen Blick in die Zukunft der Embedded Systems wirft HPE in Hannover mit The Machine. The Machine ist der Name für das derzeit größte Entwicklungs- und Forschungsvorhaben von HPE, das ein Kernproblem des sich entwickelnden Internets der Dinge lösen soll: Das massenhafte Aufkommen an Echtzeitdaten wird in Zukunft die Leistungskraft heutiger Computer und Mobilfunknetze übersteigen.

Deshalb entwickelt HPE mit The Machine die Architektur und alle wesentlichen Bauteile des Computers neu: Speicher, Datenübertragung, Chip-Design, Betriebssystem und Datenbanken. Damit wird sich ein kompletter Server-Raum mit Hunderten von Prozessor-Kernen auf die Größe eines Tablet-Computers reduzieren lassen.

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13.04.16 - Die Hannover Messe 2016 steht im Zeichen der vernetzten Industrie. 5000 Aussteller zeigen fünf Tage lang Technologien für die Fabriken und Energiesysteme der Gegenwart und Zukunft. Das Partnerland USA präsentiert Hightech „Made in America“. Und US-Präsident Barack Obama nutzt die weltweit wichtigste Industriemesse, um das transatlantische Handelsabkommen (TTIP) voranzubringen. lesen

Dies ebnet unter anderem den Weg für hochintelligente Sensoren und Aktoren in der vernetzten Produktion. Aus dem Internet der Dinge wird damit ein Internet der intelligenten Dinge. Ende dieses Jahres wird HPE einen voll funktionsfähigen Prototypen von The Machine vorstellen.

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