Lesedauer: 3min
Forschungsprojekt ‘Kitos‘
Mit KI und TSN zur Industrie 4.0

Mai 7, 2020 | Allgemein

Im Projekt ‘Kitos – Künstliche Intelligenz für TSN zur Optimierung und Störungserkennung‘ arbeiten Wissenschaftler und Ingenieure gemeinsam an Lösungen für ein dynamisches Netzwerkmanagement in der Industrie.

Im Projekt werden Konzepte für das Management TSN-basierter Netzwerke entwickelt – unterstützt durch künstliche Intelligenz (KI). Es sollen KI-Algorithmen entstehen, die Netzwerken die notwendige Dynamik und Zuverlässigkeit für Industrie 4.0-Szenarien geben und es den Anwendern erlauben, diese einfach und ohne tiefere Netzwerk- oder KI-Kenntnisse einsetzen zu können. Intelligente Werkzeuge sollen bei der Entscheidungsfindung unterstützen, erlauben eine effizientere Ressourcennutzung und ermöglichen performantere Konfigurationen. Für den aktiven Betrieb wird das Netzwerkmanagement mit KI-unterstützten Fehlererkennungs- und Adaptionsmechanismen gegen Ausfälle abgesichert.

Komplexe Aufgaben

Die Vernetzung von Maschinensteuerungen, Sensoren und Aktoren spielt in der Industrie eine tragende Rolle. Dabei gibt es zahlreiche echtzeitfähige und deterministische Kommunikationssysteme wie Profinet, EtherCAT oder Sercos, die inkompatibel zueinander sind. Zusätzlich unterscheiden sich die echtzeitfähigen Netzwerke der Feldebene von nicht echtzeitfähigen IT-Netzwerken. Diese verschiedenen Netzwerke miteinander zu verknüpfen ist sehr komplex und arbeitsintensiv.

Industrie 4.0 benötigt Unterstützung unterschiedlicher Anwendungsprofile im selben Netzwerk

Eine nachhaltige Steigerung von Effizienz und Flexibilität in der Produktion ist die Basis, um die Vision Industrie 4.0 weiter umzusetzen. Dazu müssen über dasselbe Netzwerk Anwendungen mit unterschiedlichen Anforderungen betrieben werden:

  • Anwendungen mit hohen Datenraten und niedriger Latenz (Verzögerung) wie Videoinspektion oder Augmented-Reality-Anwendungen zur Unterstützung von Wartungstechnikern.
  • Antriebs- und Robotersteuerungen mit extrem niedriger Latenz und hochgenauer Synchronität.

Bei der Umsetzung setzen die Konsortialpartner auf Time-Sensitive Networking (TSN). TSN ist ein Ethernet-basierter Standard, der sowohl eine geringe Übertragungslatenz als auch eine hohe Synchronität ermöglicht. Ein industrielles Anwendungsprofil für TSN wird gegenwärtig in der Norm IEEE/IEC 60802 erarbeitet. Eine manuelle Konfiguration ist zwar möglich, jedoch ist diese statisch und bisweilen sehr komplex. Die Initialkonfiguration sowie die Reaktion auf veränderte Kommunikationsanforderungen, die Optimierung von TSN Netzwerken im Betrieb und die Vermeidung von Störungen erfordern ein weitreichendes Netzwerk-Know-how, das oft nicht zur Verfügung steht. In Kitos sollen KI-Technologien, wie selbstlernende Verfahren, die sich stetig weiterentwickeln, genutzt und zur Konfiguration und Optimierung eines modernen Kommunikationsnetzes eingesetzt werden. Dadurch soll zum Beispiel ein besserer Schutz gegen Ausfälle erreicht oder auftretende Probleme bei Überlastungen gelöst werden.

Autor:
Firma: Deutsches Forschungszentrum für
http://www.dfki.de

MARKT – TRENDS – TECHNIK

Weitere Beiträge

Das könnte Sie auch interessieren

Am Rande der Cloud

Es heißt das Gold der digitalisierten Industrie seien Daten und Informationen. Nur wie lässt sich dieses Gold
optimal schürfen und nutzen? Gemeinsam mit Dell und der Software AG hat SMC die Lösung Smart Field
Analytics vorgestellt. Darüber sollen sich intelligente Sensoren und Aktoren leicht vernetzen lassen – und ihre Daten mit modernem Edge Computing für die Prozessoptimierung nutzbar werden.

mehr lesen

Smartlink: Alle Daten der Kompressoren auf einen Blick

Das Fernüberwachungssystem Smartlink von Atlas Copco vernetzt alle Maschinen innerhalb einer Kompressorstation, überwacht sie nahezu in Echtzeit und wertet die anfallenden Daten systematisch aus. Anwender erhalten einen schnellen Überblick über den individuellen Wartungsbedarf und können die Verfügbarkeit ihrer Anlagen steigern. Außerdem sinkt deren Energieverbrauch. Jetzt steht Smartlink in der neuen Version 2.0 zur Verfügung, die alle Daten auf einen Blick darstellt.

mehr lesen

Was helfen all die Daten, wenn es an der Datenkompetenz fehlt?

Die Datenmengen steigen und Laut IWD gehört das produzierende Gewerbe aufgrund zunehmender IoT-Anwendungen zu den größten Datentreibern unter allen Wirtschaftsbranchen. Doch sind die Unternehmen überhaupt in der Lage, den Wert ihrer Daten auszuschöpfen? Der Data Literacy Research des Data-Literacy-Projekts (DLP) verneint dies, da die Lücken in punkto Datenkompetenz sind zu groß sind.

mehr lesen

Toastbrot intelligent in die Tüte gebracht

GHD Georg Hartmann Maschinenbau im nordrhein-westfälischen Delbrück zählt zu den weltweit führenden
Herstellern von Maschinen und Anlagen zum Schneiden und Verpacken von Backwaren und Lebensmitteln. Die Verantwortlichen suchten für die Weiterentwicklung einer Verpackungsmaschine mit hohen Bearbeitungszyklen eine zuverlässige Energieversorgung mit pneumatischen und elektrischen Leitungen. Unterstützt von Igus, kommt eine überwachte smarte Lösung zum Einsatz, die Störungen bereits vor dem Ausfall der Maschine
anzeigt. Der Steckerbaukasten Module Connect sorgt darüber hinaus im Wartungsfall für einen raschen und
sicheren Wechsel des einbaufertigen Energiekettensystems.

mehr lesen

Audi Instandhaltung blickt mit Daten in die Zukunft

Smarte und digitale Instandhaltung: Das Projekt ‚Predictive Maintenance‘ am Audi-Standort Neckarsulm macht die Wartung von Produktionsanlagen effizienter und sorgt damit für geringere Ausfallzeiten in der Produktion. Die Instandhaltungs-Experten sammeln und interpretieren dazu Daten und können Verschleiß an Produktionsanlagen vorhersehen.

mehr lesen

Edge Integration

Emerson und Arrowhead Systems gaben kürzlich ihre Partnerschaft zur Entwicklung einer Lösung für die nächste Generation der Maschinenzustandsüberwachung bekannt. Im Ergebnis erhalten etwa Hochgeschwindigkeitspalletierer eine integrierte Zustandsüberwachung.

mehr lesen

Praxistag: Smart Maintenance 2020

Das Münchener Software Unternehmen Membrain veranstaltet auch 2020 wieder gemeinsam mit der MFA (Maintenance and Facility Management Society Austria), Dankl+partner Consulting | MCP Deutschland am 24. September 2020 den Praxistag: Smart Maintenance. Bei der eintägigen Veranstaltung sollen Teilnehmer alles über die aktuellen Trends und Entwicklungen im Bereich Instandhaltung und wie Digitalisierung für effizientere Prozesse und mehr Produktivität sorgt, erfahren. Der Praxistag findet im Münchner Audi Dome statt und setzt inhaltlich auf die Schwerpunkte Erfahrungsaustausch, Networking sowie live aus der Praxis.

mehr lesen

Unerwartete Ausfälle vermeiden

Eines der führenden Abfüllunternehmen für Wasserflaschen in Nordamerika, das seinen Kunden stets eine gesunde Möglichkeit zum Durstlöschen bieten und die Sicherheit seiner Mitarbeiter gewährleisten will, benötigte eine Lösung zur Optimierung seiner Anlagenlebenszyklen. Das Hauptziel bestand darin, kostengünstige und durchgängige Wartungsprozesse für ihre Einrichtungen festzulegen und an allen Abfüllstandorten in den USA und in Kanada die Technologien einzuführen, die zur Unterstützung und Aufrechterhaltung dieser Prozesse erforderlich sind.

mehr lesen

Permanentüberwachung statt Feuerwehreinsätze

Beim Auto ist die Sache klar: „Einmal alle 30.000km oder alle zwei Jahre“ – so oder so ähnlich lauten die
Empfehlungen von Fahrzeugherstellern für die Intervalle der regelmäßigen Inspektionen. Aber wie sieht das
eigentlich bei Feldbussystemen und Industrienetzwerken in industriellen Prozessen aus? Ist deren Instandhaltung wirklich vernachlässigbar? Wenn nein, wieviel ist nötig? Dieser Frage geht der folgende Beitrag nach.

mehr lesen

Vorausschauende Instandhaltung

Die vorbeugende Wartung von Maschinenkomponenten spart dem Betreiber von Windkraftanlagen Zeit und Geld, da Standzeiten seiner Maschinen stark reduziert werden können. Prof. Dr.-Ing. Rainer Engelbrecht vom Institut Polymer Optical Fiber Application Center (POF-AC) der TH Nürnberg entwickelt zusammen mit seinen Kollegen sowie Partnern aus der Wirtschaft neue Sensoren, die erstmals eine umfassende Überwachung von Wälzlagern in Windkraftanlagen ermöglichen. Dadurch lassen sich die Windkraftanlagen effizienter und wirtschaftlicher betreiben.

mehr lesen

Cybersicherheit in der Quantentechnologie

Quantencomputer versprechen die Grenzen der Recheneffizienz stark zu erweitern und damit Probleme zu lösen, mit denen heutige Systeme überfordert sind.

Daten werden mehrheitlich für einfache Analysen eingesetzt

85 Prozent der Unternehmen sehen große Bedeutung von Daten für ihr Geschäft, wie eine aktuelle Bitkom-Studie zeigt. Eine gesetzliche Verpflichtung zum Datenaustausch erweist sich demnach als nicht hilfreich, um die Nutzung von Daten zu erleichtern.

Erstes Maintenance-Update abgeschlossen

Die Digitalisierung und Industrie 4.0 prägen derzeit neue Anforderungen an die Automatisierung. Profibus & Profinet International (PI) stellt sich seit Beginn neuen Anforderungen und arbeitet daran, diese in ihren Technologien zu erfüllen. Denn nur die Technologien, die agil weiterentwickelt werden, sind zukunftssicher. Deshalb entwickelt PI die Basis-Spezifikationen für Profinet fortwährend unter Wahrung der Kompatibilität weiter.

Siemens und SAP arbeiten an gemeinsamen Lösungen

Im Rahmen der neuen Partnerschaft von Siemens und SAP wollen beide Unternehmen ihre Branchenkompetenz nutzen und ihre sich ergänzenden Softwarelösungen für Product Lifecycle, Supply Chain und Asset Management kombinieren.

IVG Göhringer Teil der Leadec-Gruppe

IVG Göhringer gehört ab dem 01.06.2020 zu Leadec, einem führenden Anbieter technischer Dienstleistungen in der Automotive- und Fertigungsindustrie.

Mit KI und TSN zur Industrie 4.0

Im Projekt ‘Kitos – Künstliche Intelligenz für TSN zur Optimierung und Störungserkennung‘ arbeiten Wissenschaftler und Ingenieure gemeinsam an Lösungen für ein dynamisches Netzwerkmanagement in der Industrie.