Alle Beiträge von Thomas Holthöfer

19 Aug 2019

MICA Container Development Video Tutorial

Der Edge Computer MICA® von HARTING ist ein Pionier im Bereich der Virtualisierung für Embedded Devices und kompakte IoT Gateways. Auf einem sehr schlanken Basissystem setzt das System Linux Container ein, um Anwendungen auch auf einem Feldgerät zu virtualisieren. Jede Anwendung kann in einem eigenen Container isoliert und gekapselt werden. Da MICA als Open Source IoT Device konzipiert ist, können Container vom Anwender selbst konfiguriert oder entwickelt werden.

In einem Video-Tutorial zeigt das MICA Entwickler-Team die einzelnen Facetten der Container Entwicklung. Das Tutorial in englischer Sprache ist ein Basis-Training für die Container-Entwicklung durch User. Das gesamte Tutorial ist als Playlist mit einzelnen Kapiteln aufgebaut; dadurch lassen sich einzelne Bausteine gezielt auswählen.

In 10 Schritten (Kapiteln) zur eigenständigen Container-Entwicklung

  1. Einführung
    Ein schneller Überblick über die MICA-Systemarchitektur und die Busybox- und Debian-Entwicklungscontainer.
  2. hosts und resolv.conf-Einträge
    Wie Sie die Netzwerkeinstellungen des Containers konfigurieren und den Container mit dem MICA-Dienst für einmaliges Anmelden authentifizieren.
  3. Hilfsbibliotheken
    Für C- und C ++ – Entwickler stellt HARTING einige Hilfsbibliotheken zur Verfügung, die das Aufrufen der JSON-RPC-Schnittstelle erleichtern. Dieses Video zeigt, wie Sie sie in Ihre Projekte integrieren und wie Sie mit JSON-RPC-Aufrufen arbeiten.
  4. README
    Selbst die intuitivste Software benötigt Dokumentation. Dieses Video zeigt, wie Sie mithilfe von Markdown eine Online-Hilfedatei für MICA-Container erstellen.
  5. Diagnosis Container
    Wie der MICA-Container-Lebenszyklus funktioniert, indem ein Container erstellt wird, der einen anderen Container startet, überwacht und herunterfährt.
  6. Zusätzlicher Netzwerkcontainer
    Wie Informationen zu einem Container abgerufen und durch Hinzufügen einer zusätzlichen Netzwerkschnittstelle zu einem Container neu konfiguriert werden.
  7. Get State JRPC
    Wie Informationen zu einem Container abgerufen und mithilfe der Micarpc-Bibliothek neu konfiguriert werden.
  8. Rückrufskript konfigurieren
    Wie Sie mithilfe von Rückruffunktionen interaktiv Parameter an ein Skript übergeben, das in einem Container ausgeführt wird.
  9. Frontend-Entwicklung
    MICA-Benutzeroberflächen verwenden eine Mischung aus Javascript, CSS und HTML. Dieses Video zeigt Ihnen, wie Sie die Web-Benutzeroberfläche mit dem Mozilla Code Inspector bearbeiten und neue Benutzeroberflächen-Steuerelemente hinzufügen und verbinden.
  10. Cross Compile
    Das letzte Video in dieser Wiedergabeliste führt Sie durch das Cross-Kompilieren von C ++ – Code für das MICA von einem PC mit der Toolchain gcc-linareo.

Die gesamte MICA Container Development Tutorial Playlist finden Sie hier auf YouTube…

25 Jul 2019

MICA Praxistest mit Schwimmprüfung

Gough Lui vom Elektronik-Distributor element14 hat das MICA Industrial IoT Kit einem Praxistest unterzogen, der es in sich hat. Vorab sei soviel gesagt: MICA kann nicht schwimmen, aber lange tauchen.

Zweieinhalb Wochen lang musste das Setup bestehend aus MICA USB und Bosch CISS Sensor der Witterung mit Temperaturunterschieden von mehr als 30° ausharren, inklusive Morgentau und praller Mittagssonne. Detaillierte Auskunft über die vorherrschenden Witterungsverhältnisse während des Testverlaufs gibt das Node-RED Dashboard, dass die vom CISS Sensor gemessenen Werte wie Temperatur, Feuchtigkeit Druck und Helligkeit in einer Zeitverlaufskurve visualisiert. Power kommt von einer Autobatterie, aber nur wenn die 15 Watt Solarpanele nicht liefern kann.

Finale Prüfung: Kann MICA Schwimmen?

Als finale Praxis-Prüfung wurde die MICA einem Schwimmtest unterzogen. Dafür genügte eine einfache Plastikwanne gefüllt mit Wasser. Ein schneller Check der PushPull USB und M12 Steckverbinder und schon folgt der „Sprung“ ins kalte Wasser. Das Ergebnis: MICA kann zwar nicht schwimmen aber über eine Stunde unter Wasser einwandfrei Daten liefern. Prüfung bestanden!

In einem zweiten Test demonstriert Gough neben der Funktionalität der GPIO Schnittstelle den Betrieb der MICA im höheren Temperaturbereich bis knapp an die zulässige 75° C Grenze. Auch hier zeigt MICA dass sie „zum Überleben gemacht“ ist.

02 Jul 2019

Mit OEE-Kennzahlen besser investieren

Häfele, europäischer Marktführer im Bereich Möbel-Beschläge, setzt eine MICA basierte Condition Monitoring Lösung von HARTING und SIC! Software an einer Blechbearbeitungsmaschine ein. Das Ziel: OEE-Kennzahlen als Entscheidungshilfe für eine geplante Neuinvestition zu generieren.

Ausgangspunkt ist eine Maschine zum Abkanten von Blechen, an der unter anderem Schubladen geformt werden. Um die derzeitige Anlageneffektivität (OEE) zu dokumentieren hat Häfele mit Unterstützung von SIC! Software ein Condition Monitoring System an der Anlage installiert. Die Daten sollten eine Kosten- / Nutzenrechnung ermöglichen und auch Vorgaben für die langfristig geplante Investition in eine neue Maschine liefern. Dazu werden verschiedene Parameter mit nachgerüsteter Technik an der Anlage erfasst:

  1. Ein Temperatursensor überwacht das Hydrauliköl.
  2. Die Umgebungstemperatur wird erfasst.
  3. Ein Beschleunigungssensor registriert die Bewegungen der Maschine.
  4. Stromsensoren ermitteln, wie viele Werkstücke bewegt und bearbeitet werden.
  5. Zusätzlich werden Maschinenzustände (Störung, Wartung, Nebentätigkeit, Justage) über ein Tablet durch den Maschinenbediener erfasst.

Sensordaten von 2GB auf 120MB komprimieren

Alle Sensordaten werden über eine Modbus-Sensor-Box zusammen mit den Statusinformationen an das Edge Computing System MICA übertragen. Die ‚Modbox‘ ist eine Entwicklung des MICA.network Partners Formsmedia. Zur Verringerung des Datenvolumens werden nur die Signale ausgewählt und gespeichert, die für die Auswertung benötigt werden. Der Datenumfang wird auf diese Weise von 2 Gigabyte auf nur noch 120 MB reduziert.

Greengrass macht MICA zum Bestandteil der AWS Cloud

Für die nahtlose Schnittstelle zwischen MICA und der AWS Cloud hat SIC! Software AWS IoT Greengrass als Anwendungs-Container in die MICA implementiert. Damit werden Analyse- und Visualisierungsfunktionen sowie die Speicherung in der Cloud durch ständige Synchronisation sehr vereinfacht. Ist das Gateway offline, werden die Daten durch Greengrass auf der MICA zwischengespeichert. Selbst wenn sich am Status der Applikation etwas ändert, während die Anwendung offline ist, wird dies nach dem Verbindungsaufbau korrekt berücksichtigt. Außerdem sorgt Greengrass für den verschlüsselten Datenaustausch und für sichere Over-the-air-Updates.

Live-Dashboard liefert OEE-Kennzahlen

OEE-Kennzahlen einer älteren Maschine
Die OEE-Kennzahlen des Condition Monitoring Systems liefern wertvolle Einblicke in die tatsächliche Anlagenverfügbarkeit

Häfele erhält dank der Condition Monitoring Lösung monatlich eine komprimierte managementtaugliche Übersicht der produktiven Zeiten, der Ausfall- und Störungszeiten, der Nebentätigkeiten und Justagen sowie über die gesamten Einsatzzeiten der Maschine im Abgleich mit den Einsatzplänen. Die Auswertungen liefern auch Zahlen und Fakten für eine Kosten- und Nutzenrechnung sowie für die Ermittlung von OEE-Kennzahlen. Zusätzlich zeigt ein Live-Dashboard den jeweils aktuellen Zustand der Maschine.

21 Jan 2019

Digitale Warenflüsse vom RFID Gate direkt in die Cloud

RFID Gate von HARTING

HARTING zeigt auf der LogiMAT (19. – 21. Februar 2019, Stuttgart) wie einfach Warenflüsse dank morderster UHF RFID Technik automatisiert werden können. Mit dem GateToGo können schnelle Projektstarts und Proof Of Concepts in Logistik-Applikationen ohne Programmieraufwand durchgeführt werden.

Das HARTING GatetoTo ist eine komplette RFID Torlösung zum Erfassen von RFID Signalen im Pulk. Palettenware und andere Objekte werden beim Passieren des RFID Gate ohne manuelles Scannen eines Mitarbeiters automatisch erfasst. Auf Basis der HARTING MICA in Kombination der HARTING GS1 ALE 1.1 basierter Middleware können die erfassten Objektdaten direkt am Gate gefiltert und verdichtet werden. Von hier können die Daten drahtgebunden, via W-LAN oder sogar direkt via LTE ins Warenwirtschaftssystem übermittelt werden. Via LTE entfällt eine aufwändige Integration in die lokale IT-Infrastruktur.

Mit dem HARTING GatetoGo können Industrie 4.0 Projekte und Proof of Concept schnell und mit wenig Aufwand umgesetzt werden. Das Set besteht aus dem physischen Gate inklusive robustem CE konformen Schaltschrank mit RFID Reader und MICA mit vorinstallierter Software. Das Gate wird auf dem AIM Gemeinschaftstand in Halle 4, Stand D05 der LogiMAT zu sehen sein.

16 Jan 2019

Sichere Datenübertragung für Industrieanlagen

Sichere Datenübertragung für Industrieanlagen mit MICA

Eine über viele Jahre gewachsene Vielfalt an Maschinen und Anlagen wird für Monitoring- und Wartungszwecke zunehmend vernetzt. Dabei ist die Gefährdung durch Cyberangriffe hochproblematisch, weil Altanlagen und deren Datenanbindungen über keine eigenen Schutzmechanismen verfügen. 

Bei der Integration von Bestandsanlagen in ein Netzwerk stellt sich neben der Verfügbarkeit von Anlagenschnittstellen vor allem die Sicherheit von Verbindungen und Daten als die größte Herausforderung dar. 

Große Cyber-Risiken für Maschinen und Anlagen

Eine Vielzahl an aktuellen Studien bestätigt die steigende Anzahl von Cyberangriffen. Besonders das Know-how mittelständischer Produktionsunternehmen ist ein attraktives Angriffsziel. Laut der VDMA-Studie „Cyber-Risiken im Maschinen- und Anlagenbau“ ist die Mehrzahl der Unternehmen nicht ausreichend auf Attacken vorbereitet. Der Schutz ist unzureichend und veraltet. Es drohen existenzgefährdende Betriebsunterbrechungen und der Verlust von vertraulichen Firmendaten.

Hier setzt der Edge-Computer MICA mit den Erweiterungen aus dem MICA-Partnernetzwerk an. Mit MICA können Maschinen und Anlagen jeglicher Art in ein IIoT-System integriert werden. Je nach Anwendung werden mit der MICA geeignete Schnittstellen und die passende Software zu einem Lösungspaket zusammengefasst.

Die Absicherung umfasst fünf Kernelemente:

  • der Schutz der MICA durch ein sicheres Betriebssystem,
  • der Schutz von Anwendungen in der MICA,
  • die Verwendung sicherer Protokolle,
  • eine Ende-zu-Ende verschlüsselte Datenübertragung,
  • die Absicherung von Anwendungen.

Infotecs aus Berlin, ein führender internationaler IT-Sicherheitsanbieter und Spezialist software-basierter VPN-Lösungen, ist ein Partner aus dem MICA-Netzwerk. Mit der MICA und den Sicherheitslösungen von Infotecs können beispielsweise Windparks aus der Ferne gesteuert, Qualitätsendkontrollen in fernen Produktionsstätten per Video übertragen, Fernwartungszugriffe gemanagt oder Wartungseinsätze frühzeitig geplant werden. Mit der Infotecs-Lösung wird die Datenübertragung zwischen der MICA und der entfernten Gegenstelle durch eine abhör- und manipulationssichere VPN-Verbindung (Virtual Private Network) geschützt und Ende-zu-Ende-verschlüsselt. „Ausgangspunkt für unsere Sicherheitslösung ist die MICA. Sie ist speziell für das industrielle Umfeld sehr robust und sicher aufgebaut“, erläutert Josef Waclaw, CEO von Infotecs.

Übersicht verschlüsselte Datenübertragung
Dank MICA kann ein sicherer Zugriff nicht nur auf die Maschinendaten realisiert werden, sondern beispielsweise auch auf die Videokameras, die sowohl einen Überblick über die Produktionsumgebung liefern als auch direkt in Produktionsanlagen integriert sind.

Die Absicherung der MICA gegen Angriffe

Der MICA ist ein Mini-Computer mit Netzwerkanschluss. Der Rechner fußt auf einem Linux-basierten Betriebssystem und einer virtualisierten Anwendungsumgebung aus Linux-Containern. Das MICA-Betriebssystem ist sehr schlank konzipiert und enthält nur die Softwareelemente, die für den Betrieb der MICA erforderlich sind. Dadurch sind viele potenzielle Angriffsvektoren bereits beseitigt. Zum Beispiel enthält das MICA-Basissystem keine Paketmanager, E-Mail-Clients oder andere Dienste, die häufig von Hackern attackiert werden. Das MICA-Basissystem ist außerdem für Benutzer oder Administratoren nicht zugänglich und kann darüber nicht verändert werden.

Die Anwendungen auf dem MICA laufen in einzelnen voneinander getrennten virtualisierten Linux-Containern. Sie sind so konzipiert, dass Prozesse oder Anwendungen keinen Zugriff auf ein anderen Container oder auf das Betriebssystem erhalten. Während das MICA-Betriebssystem von HARTING zur Verfügung gestellt wird, können Container auch von Dritten entwickelt werden, um beispielsweise Sicherheitsanwendungen bereitzustellen.

Ende-zu-Ende-Absicherung der Datenübertragung von Anwendungen

Die ViPNet-Software von Infotecs wurde als MICA-Container entwickelt und fungiert als ein virtueller Security-Gateway für die anderen Applikationscontainer der MICA. Wenn die Applikationen Daten verschicken, werden diese von ViPNet abgegriffen, verschlüsselt und an die ebenfalls geschützte Gegenstelle versendet. Dies kann eine andere Maschine am gleichen Standort sein, aber auch eine Gegenstelle in einem entfernten Netz für die Verarbeitung der Prozessdaten.

Josef Waclaw, der CEO von Infotecs, hebt die zusätzlichen Sicherheitsanforderungen hervor, die bei Industrieanwendungen berücksichtigt werden sollten. Standard-Applikationen für die Vernetzung arbeiten in der Regel mit Webservern, die anfällig für Cyberattacken sind. Josef Waclaw verweist hier auf Probleme mit Pufferüberlauf (buffer overflow), unsichere Protokolle oder Man-in-the-Middle-Angriffe. Deshalb verwendet die ViPNet-Software keine Webserver-Technologien. Als weiteren Unterschied nennt Josef Waclaw, dass Standard-VPN-Lösungen mit asymmetrischen Verschlüsselungen für Büroumgebungen entwickelt wurden. Dabei werden die Schlüssel und Zertifikate zunächst im Netzwerk ausgetauscht und die gesicherte Verbindung dann zum kompletten Netzwerk hergestellt.

Für die Sicherheit einer industriellen Produktionsumgebung ist es wichtig, dass eine Verbindung nur zu einer einzelnen Maschine hergestellt wird und nicht gleich der Zugang zum gesamten Netzwerk

„Für die Sicherheit einer industriellen Produktionsumgebung ist es dagegen wichtig, dass eine Verbindung nur zu einer einzelnen Maschine hergestellt wird und nicht gleich der Zugang zum gesamten Netzwerk. Dies erreichen wir durch eine direkte Verbindung, die symmetrisch Ende-zu-Ende-verschlüsselt ist“, so der CEO von Infotecs. Dabei sind die Gegenstellen auch mit symmetrischen Schlüsseln ausgestattet und es werden nur die Datenpakete geöffnet, wo dieser Schlüssel passt. Ein Schlüsselaustausch über das Netz und die anschließende Prüfung von Zertifikaten ist bei diesem Verfahren nicht erforderlich. Das ist u.a. bei Verbindungen über Mobilfunk von Vorteil, da bei häufigeren Verbindungsabbrüchen keine zusätzlichen Verzögerungen durch das erneute Austauschen der Schlüssel entstehen. „Die Lösung schützt zusammen mit der MICA sensible Anlagen und Industrieanwendungen. Die Software wird einmal eingerichtet. Tiefe IT-Kenntnisse sind dafür nicht erforderlich“, fasst Josef Waclaw das Konzept zusammen.

Weitere Lösungen zum Thema Datensicherheit

Fernwartungslösung mit zentralem Serviceportal

PerFact::MPA (Meeting Point Architektur) wurde eigens entwickelt für eine effiziente und geregelte Erfassung, sowie zur Behebung von Störfällen per Fernwartung. Damit wird der sichere und gleichzeitig einfache Aufbau einer Remote-Verbindung zur Maschine ermöglicht. Tritt ein Problem an einer Maschine auf, verbindet der Kunde durch einen einzigen Knopfdruck die Maschine über das Internet und der Servicetechniker erhält einen zeitlich begrenzten Zugriff auf die Steuerung einer Maschine.

Sichere Datenübertragung über öffentliche Netze

Die SeComBo Suite von krumedia ermöglicht eine sichere und dynamische Vernetzung einzelner Netzteilnehmer oder kompletter Netzwerke über öffentliche Netze. Dies ist auch bei restriktiven Sicherheitsanforderungen firmeneigener Infrastrukturen oder Datenübertragungswege möglich. Der Fokus liegt auf einfachster Bedienung und völliger Transparenz für die beteiligten Geräte, so dass beliebige Netzteilnehmer diesen Services nützen können. Die zentrale Verwaltung ist webbasiert und erfordert keine zusätzliche Software.

30 Okt 2018

Digitale Zustandsüberwachung von Transport-Systemen

Hängebahn-Transportsysteme kommen in Fließband-Fertigungen in der Automobilindustrie und anderen Branchen zum Einsatz. Ausfälle einzelner Traggestelle kann zum Stillstand kompletter Produktionslinien führen. Ein Condition Monitoring System auf Basis des Edge Computers MICA® erkennt Verschleiß frühzeitig und verhindert so ungeplante Ausfälle.

Hängebahn-Systeme in Fertigungslinien transportieren zum Beispiel Maschinenteile oder Karosserien durch einzelne Montage-Abschnitte. Verschlissene Laufrollen oder Schäden an den Antrieben können zum Ausfall einzelner Traggestelle führen, was durch die serielle Führung der Hängebahn zwangläufig zum Stau der ganzen Fertigungslinie führt. Um Ausfälle vorzubeugen, bietet HARTING eine Lösung zur digitalen Zustandsüberwachung der Traggestelle. Dabei wird schleichender Verschleiß erkannt und rechtzeitig vor einem potentiellen Ausfall gewarnt. Das System unterstützt die Reduzierung ungeplanter Ausfälle der Hängebahn; auch Wartungsaufwände können durch eine zustandsbasierte Wartung deutlich reduziert werden. Das Ziel ist, eine höhere Anlagen-Effektivität (OEE) der Hängebahn zu erreichen. Da die Condition Monitoring Lösung für die Nachrüstung bestehender Systeme konzipiert ist, lässt sich ebenfalls eine Laufzeitverlängerung von Transportsystemen erreichen.

Hängebahn-Systeme in Fertigungslinien transportieren zum Beispiel Maschinenteile oder Karosserien durch einzelne Montage-Abschnitte. Verschlissene Laufrollen oder Schäden an den Antrieben können zum Ausfall einzelner Traggestelle führen, was durch die serielle Führung der Hängebahn zwangläufig zum Stau der ganzen Fertigungslinie führt.

Das System besteht aus zwei hochsensiblen Sensorboxen und einem MICA Edge Computer, der die Sensorwerte direkt auswertet und über die integrierte WLAN-Funktion an das Leitsystem sendet. Die Sensoren detektieren fortwährend Vibrationen an den Laufrädern, den Motorstrom sowie Temperatur der Antriebe. Wird ein Schwellwert überschritten, sendet das mitfahrende Zustandsüberwachungs-Set über das Leitsystem eine Meldung an die Betriebstechnik. Betroffene Traggestelle werden gezielt aus dem Verkehr genommen und gewartet.

Die Condition Monitoring Set lässt sich für alle Arten von Transportsystemen mit langsam beweglichen Komponenten, wie Rolltreppen, Aufzüge und Förderbänder, nachrüsten. Dank Schutzart IP 65/67 der Sensorboxen und der MICA lässt sich das System in vielen Umgebungsbedingungen problemlos betreiben. Die Lösung entstand in enger Kooperation mit einem Automobilhersteller und FormsMedia, einem Unternehmen aus dem Partner-Netzwerk MICA.network.

09 Okt 2018

MICA.network auf der SPS IPC Drives 2018

Das MICA.network hat sich einiges einfallen lassen, um Besucher der Messe SPS IPC Drives (27. bis 29. November 2018) live von den Vorteilen der Digitalisierung von Maschinen und Anlagen zu überzeugen. Die Netzwerkpartner akquinet, Assystem, Infotecs, PCO und PerFact Innovation zeigen eindrucksvoll am HARTING Stand (Halle 10 / Stand 140) anhand von Demonstratoren, wie mit MICA® digitale Zwillinge, Zustandsüberwachung, OEE-Berechnung, vorbeugende Wartung und der sichere Zugang von außen auf die Maschine zu einer nachhaltigen Maschinenoptimierung führen.

Die MICA bildet in Verbindung mit einer Service-Management-Software die perfekte Grundlage für einen digitalen Zwilling einer Maschine oder Anlage. In Kooperation mit dem MICA.network Mitglied PerFact Innovation wird dies anhand HARTINGs Smart Factory „HAII4YOU“ live auf der SPS IPC Drives präsentiert. Im digitalen Zwilling werden sehr unterschiedliche Lösungskompetenzen zusammengeführt: Die Anbindung von Maschinen mit den vielfältigsten Schnittstellen auf der „letzten Meile“, die Definition von Datenstrukturen, grundlegende Analysefunktionen, die Visualisierung ausgewählter Maschinenparameter und der sichere Zugang von außen auf die Maschine. Alles mit dem übergeordneten Ziel, die OEE (Overall Equipment Effectiveness – Gesamtanlageneffektivität) der Maschine nachhaltig zu optimieren.

Hier setzt auch das Unternehmen akquinet an, die über Kundenanwendungen wie die prozessgesteuerte Entwicklung von Autoersatzteilen, das Flottenmanagement und Predictive Maintenance von Flurförderzeugen oder die Zustandsüberwachung von Maschinen informieren. Für die Industrie 4.0-Projekte in den Bereichen PPS, MES sowie Condition Monitoring und Predictive Maintenance setzt akquinet neben MICA insbesondere auf Open Source-Technologien von Red Hat und Standards in der M2M-Kommunikation, häufig im Zusammenspiel mit Lösungen von SAP und Microsoft.

Einfache Integration von Hard- und Software in Maschinen- und IT-Infrastruktur

Assystem zeigt anhand eines Demonstrators, wie mit Data Science und Machine Learning Nutzenpotenziale bei Kosten und Effizienz realisiert und Maschinenbediener effektiv unterstützt werden können. Dabei kommunizieren Maschinen miteinander und greifen auf interne sowie externe Daten zu. Dadurch zeigt Assystem auch seine profunde Erfahrung im Bereich der M2M-Kommunikation mit OPC/UA. Die individuellen Lösungen von Assystem können im Umfeld von Bestandsmaschinen verschiedener Hersteller realisiert und nachträglich bei jeder Anlage nachgerüstet werden.

PCO demonstriert live die Umsetzung von Predictive Maintenance und OEE-Betrachtung bei Bestandsmaschinen. An einem Show Case ausgestattet mit MICA, Sensorik, RFID und Microsoft Azure zeigt der Netzwerkpartner, wie Werkzeugidentifizierung, Maschinen-, und Fertigungsauftragsdaten miteinander kombiniert, visualisiert und analysiert werden. Die zentrale Rolle spielt dabei der „pco integration Layer“ für eine einfache Integration von Hard- und Software in Maschinen- und IT-Infrastruktur.

PCO ShowCase
Der Show Case von PCO mit MICA, Sensorik und RFID zeigt, wie Werkzeugidentifizierung, Maschinen-, und Fertigungsauftragsdaten miteinander kombiniert, visualisiert und in Microsoft Azure analysiert werden.

Sichere Datenübertragung für verteilte Produktionsanlagen

Der Cyber Security und Threat Intelligence Anbieter Infotecs entwickelte speziell für MICA eine Security-Lösung für die sichere Datenübertagung. Diese kann z. B. für den abgesicherten Remote-Zugang für Predictive Preventive Maintenance auf weltweit verteilten Produktionsanlagen eingesetzt werden sowie für e-Charger-Infrastrukturen. Die MICA Plattform mit der vorinstallierten Verschlüsselungssoftware ViPNet von Infotecs fungiert dabei als Security-Gateway, welches die Authentisierungsprozesse und die Datenübertragung an der gesamten Strecke bis zum Backend-System absichert und somit das unbefugte Auslesen der Information verhindert.

09 Okt 2018

Online Qualifizierung zum Digital-Retrofit-Experten

Die Lernplattform University4Industry zeigt anschaulich wie man Datenverfügbarkeit mit dem Edge Computer MICA® an einer Maschine im Brownfield realisiert. Als Demonstrationsobjekt wurde das Modell einer Dampfmaschine – Symbol der 1. Industriellen Revolution –  mit einer MICA® als Edge-Gateway verbunden. Die an der Anlage gewonnenen Daten wie Druck, Temperatur und Drehzahl etc. stehen somit online zur Beobachtung, Speicherung und Analyse zur Verfügung; die Ausgangslage für Wirtschaftlichkeitsberechnungen und Predictive Maintenance Anwendungen.

University4Industry setzt derartige Anwendungsfälle in seinen Onlinekursen ein, um das zuvor online vermittelte Wissen handlungsorientiert zu vertiefen. University4Industry ist eine Online-Lernplattform, die Einsichten aus erster Hand von Branchenexperten anbietet. Auf der Plattform finden Nutzer Inhalte und Wissen der Unternehmen Bosch-Rexroth, HARTING, Lenze, Siemens, Fraunhofer sowie vom VDMA.

Bis heute hat das 2015 gegründete Münchner Start-up U4I mit mehr als 100 Experten aus 60 Industrieunternehmen zusammengearbeitet und über 160 Stunden relevante Lerninhalte zu Digitalisierung und Industrie 4.0 produziert. Die Themenbreite umfasst nahezu alle relevanten Themen der Digitalisierung von Connectivity mit OPC-UA, Machine Learning, Retrofit von Industrieanlagen, Virtual Engineering, Design Thinking bis hin zu Blockchain uva. 

Dampfmaschine als Lernobjekt
Die an der Dampfmaschine gewonnenen Daten wie Druck, Temperatur, Drehzahl etc. stehen online zur Lernzwecken zur Verfügung.

Eine Besonderheit der Online-Lernprogramme von U4I sind die nutzergruppenspezifischen Lernpfade, die entsprechend der Qualifizierungsanforderungen der Unternehmen von U4I erstellt werden. So werden relevante Digitalisierungsthemen besonders effizient und effektiv erlernt. Auf der Messe SPS IPC Drives 2018 präsentiert U4I am HARTING Stand (Halle 10 / Stand 140) u.a. die gemeinsam mit HARTING entwickelten Online-Lernprogramme zur Digitalisierung.

Im „HARTING Campus“ auf U4I stehen insgesamt über acht Stunden hochwertige Lerninhalte online zur Verfügung. Zum Kursprogramm gehören praxisnahe Übungen und Anwendungsbeispiele als auch technische Grundlagen und Standards. Nutzer können die Kurse zudem mit einem Zertifikat abschließen. Mit einem Gutschein-Code, die bei U4I am HARTING Stand erhältlich sind, können alle Kurse im Online HARTING Campus kostenlos genutzt werden.

Zum Online HARTING Campus auf U4I

21 Aug 2018

Sensoren und Aktoren mit MICA verbinden

Eines der hervorstechendsten Merkmale des MICA Edge Computing Systems ist die hohe Flexibilität beim Anschluss externer Geräte und die einfache Datenerfassung vor Ort. In diesem Whitepaper werden einige der häufigsten Anwendungsfälle veranschaulicht. Der erste Fall ist das „Hello World“ Äquivalent und zeigt die Steuerung von einfachen digitalen Eingängen/Ausgängen. Weiterhin beschreibt das Whitepaper die Kommunikation mit IO-Link-Geräten. Als Anlage werden komplette Flows für eigene Experimente bereitgestellt.

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Whitepaper Sensoren und Aktoren mit MICA verbinden

19 Jul 2018

Asset Tracking für Industrie 4.0

Asset Tracking zur Identifikation und Standortbestimmung von Gegenständen

Für Tracking-Prozesse sind Barcodesysteme oft noch das Mittel der Wahl. Wenn sich die Objektdaten häufiger ändern, sind sie allerdings zu unflexibel. Barcodes werden deshalb immer häufiger durch RFID-Lösungen ersetzt. In Verbindung mit aktiven Funktechnologien wie WLAN sowie Sensoren wird RFID zum Schlüsselelement für vernetzte Prozesse.

Wo befindet sich der Behälter? Ist der Ladungsträger leer? Wie viele Objekte befinden sich auf der Palette? Lässt sich die Stückzahl zuverlässig und automatisch erfassen? Kann ich dem Werkstück im Fertigungsprozess mehr Informationen mitgeben und diese laufend aktualisieren? Auch ohne ständige Verbindung zu einer zentralen Datenbank?

RFID-Lösungen (Radio Frequency Identification) werden für unterschiedlichste Anwendungen eingesetzt. Sie eignen sich, um Container zu tracken, die Materiallogistik zu automatisieren, für das Behälter- oder Palettenmanagement oder um ganze Fertigungsprozesse zu optimieren. RFID-Systeme im UHF-Band (860-960 MHz) ermöglichen hohe Leseraten und große Reichweiten. Die RFID-Tags aus Mikrochip und kleiner Antenne arbeiten batterielos, sind wartungsfrei und können über Entfernungen von mehr als 10 Metern auch ohne Sichtverbindung ausgelesen werden. Die RFID-Tags sind robust und langlebig und wie geschaffen für ein raues industrielles Umfeld. Mit dem gleichen RFID-Schreib-/Lesegerät werden auch Hunderte von gestapelten Objekten auf einer Palette innerhalb von Sekunden erfasst.

Asset Tracking im Industrieumfeld
Asset Tracking ist die drahtlose Identifikation und Standort-Bestimmung physikalischer Gegenstände. Dafür kommen Technologien wie Barcode, Bluetooth, RFID, WLAN, GPS als auch LoRa und NB-IoT zum Einsatz. Zweck ist z.B. die Identifikation und Integration unterschiedlichster Produktionsgüter /-Mittel für optimierte Betriebsabläufe. Eine weitere Anwendung ist die Standortbestimmung von (mobilen) Gegenständen. Insbesondere durch Industrie 4.0 Konzepte gewinnt die digitale Integration aller Vermögenswerte zunehmend an Bedeutung. Im Sinne eines Asset Managements können zudem alle Wertgegenstände papierlos dokumentiert werden, z.B. für Inventur- und Wartungszwecke.

RFID optimiert die Supply Chain

Wenn sich die Informationen zu einem Objekt entlang der Supply Chain oder in Bearbeitungsprozessen ändern, ist RFID gegenüber Barcodesystemen deutlich flexibler. Bei RFID-Tags können Daten ersetzt und im Bearbeitungsprozess weiter ergänzt und aktualisiert werden. Der wiederholte manuelle Austausch von Barcode-Etiketten entfällt.

Anwendungsbeispiel Elektronikfertigung: Distributoren, Zwischenhändler und Bauteillieferanten nutzen jeweils eigene Kennzeichnungssysteme zur Etikettierung. Vor der Bestückung erhalten Leiterplatten dann nochmals ein neues Label mit Informationen zur Elektronikfertigung. Durch die Nutzung von RFID-Tags kann das manuelle Handling mit Etiketten entfallen. Der RFID-Mikrochip wird geschützt in eine Innenlage der Leiterplatte eingefügt und kann in jeder Stufe der Supply Chain individuell genutzt werden. An jedem Punkt der Lieferkette werden die Produktionsdaten der Leiterplatten und weitere relevante Daten digital übergeben.

Bei der Anlieferung der Leiterplatten wird das gesamte Paket im Pulk gelesen, die Bestelldaten werden automatisiert überprüft und die Lieferung im ERP-System als Wareneingang verbucht. Eine manuelle Erfassung ist nicht mehr notwendig. Vor der Bestückung wird auf dem RFID-Chip beispielsweise eine eigene Artikelnummer mit Informationen zum Produkt, zum Nutzen, den Bauteilen usw. gespeichert. Diese Daten können jetzt bei jedem Bearbeitungsschritt automatisch ausgelesen und um weitere Bearbeitungs-, Test- und Statusinformationen ergänzt werden. Die fertig bestückte Leiterplatte wird anschließend in eine andere Halle oder in ein anderes Werk transportiert und hier mit anderen Komponenten in einem Gehäuse montiert, verpackt und zum Kunden ausgeliefert. Das Tracking&Tracing der Leiterkarte ist dank der RFID-Technik auch durch das geschlossene Gehäuse möglich. So kann ein Wartungstechniker die relevanten Daten jederzeit auslesen.

RFID verbessert das Asset Management

In Industrie-4.0-Umgebungen reichen reine Track-&Trace-Funktionen nicht aus. Es geht um das Sammeln, Speichern und Auswerten von Prozessdaten und die Integration in die IT-Systeme. Mit der MICA-Systemfamilie von Harting lassen sich die RFID-Reader auch um weitere Schnittstellen wie Bluetooth Low Energy (BLE), WLAN oder LTE erweitern. Außerdem können die RFID-Tags mit Sensoren kombiniert werden, um Sensordaten wie an/aus, Temperatur etc. zu übertragen. So können beim Überschreiten von Grenzwerten Aktionen ausgelöst oder Prozesse aktiviert werden.

Anwendungsbeispiel Spritzgusswerkzeuge: In der Harting-Fertigung werden viele Spritzgussmaschinen eingesetzt, um robuste Steckverbinder herzustellen. Weil in den Spritzgusswerkzeugen sehr viel Know-how und auch ein großer materieller Wert steckt, ist deren sichere und effiziente Lagerung und Verwaltung wichtig. In der Vergangenheit wurden für mehrere Hundert Werkzeuge deshalb eigene Listen geführt. Weil sie als wertvolle Anlagegüter auch steuerlich relevant sind, müssen regelmäßig Inventuren durchgeführt werden. Mit hohem manuellem Aufwand.

Für den Spritzgussprozess ist es außerdem wichtig, dass für jedes Spritzgusswerkzeug immer die richtige Handlings-Unit zum Einsatz kommt, denn deren Greifer sind exakt für das jeweilige Werkzeug ausgelegt. Wird die falsche Handlings-Unit zum Entnehmen des Werkzeugs eingesetzt, kann es zu Beschädigungen am Werkzeug kommen. Durch die über Jahre gestiegene Variantenvielfalt reichten einfache Codierungen nicht mehr aus, um diese Zuordnung sicher leisten zu können. Mit Hilfe von RFID-Tags werden die Komponenten jetzt eindeutig und sehr effizient identifiziert.

Die RFID-Lösung wird im Industrie-4.0-Umfeld der Harting-Fertigung außerdem für weitere Auswertungen genutzt. Das Controlling wertet anhand der in SAP gespeicherten RFID-Daten aus, welche Werkzeuge in den letzten 12 Monaten genutzt wurden. So kann die Inventur deutlich vereinfacht werden. Das Asset Tracking wird zudem mit Zusatzdaten erweitert. Es wird registriert, welches Werkzeug auf welcher Maschine eingesetzt wird und wie hoch die Strom-Verbrauchsdaten je Auftrag sind. Die Daten wurden über einen langen Zeitraum gesammelt und daraus Soll-Ist-Vergleiche erstellt. Daraus kann abgeleitet werden, ob das Werkzeug und die Maschine noch im Normbereich arbeiten. Das ist sehr relevant, weil bei der Fertigung von Hochleistungssteckverbindern ein glasfaserverstärkter Kunststoff eingesetzt wird. Das Material führt zu einem Verschleiß der Schneckenförderung in der Maschine. Der Verschleiß kann anhand der RFID-Daten und der Verbrauchswerte jetzt vorausgesagt werden. So werden durch eine vorausschauende Wartung eine erhöhte Ausschussrate und mögliche Schäden an der Anlage vermieden.

Alle Use Cases zum Thema Asset Tracking finden Sie hier…