EasyAsset

Ansprechpartner: Robert Lehmann

Laufzeit: 07/2023 - 06/2025
Förderinstitution: BMBF
 

Motivation

In einer modernen Produktionsanlage arbeiten die unterschiedlichsten Systeme zusammen. Beispiele für solche Systeme sind Roboter, CNC-Maschinen, Sensoren und Steuerungsanlagen. Für die Kommunikationstechnik ist es eine große Herausforderung, diese Systeme und deren Komponenten so miteinander zu vernetzen, dass sie den Anforderungen der Industrie 4.0 an Flexibilität und Selbstorganisation gerecht werden. Aktuelle Internet- oder Mobilfunktechnologien, die heute bereits in einer großen Breite im Einsatz sind, leisten dies noch nicht im notwendigen Umfang. Der Einsatz entsprechender Technologien bringt erhebliche Kostenvorteile, die bislang in der Produktion aber nur sehr eingeschränkt genutzt werden.

Die Asset Administration Shell (AAS) ermöglicht die Interoperabilität zwischen Komponenten (Assets) im Kontext von Industrie 4.0. Außerdem dient sie als digitaler Zwilling, der die Ausführung von Modellen ermöglicht, die bestimmte Merkmale von Anlagen im Cyberspace darstellen. Obwohl Dienste der AAS definiert wurden, ist die Realisierung für spezifische Technologien und Kommunikationsprotokollen eine weitgehend offene Frage. Zum Teil aus diesem Grund scheuen gerade KMU den Einstieg in die modellgetriebenen Lösungen, die Industrie 4.0 anstrebt. Dadurch werden die versprochenen Mehrwerte bislang nicht erreicht.  Insbesondere für bestehende Anlagen (Brownfield) fehlt eine einfache Möglichkeit, diese auf Industrie 4.0 zu heben.

easyASSET40 ermöglicht den vereinfachten Einsatz von AASs in Anwendungen insbesondere von KMU mittels einer im Projekt zu entwickelnder Hardware (Industrie 4.0-Runtime BoX, kurz: BoX). Sie realisiert die Industrie-4.0-konforme Interaktion mit den Komponenten der Bestandsanlagen, unter Berücksichtigung der Anforderungen an Datenhoheit und Informationssicherheit. Ziel ist, den Aufwand für das Re-Engineering an Bestandssystemen möglichst klein zu halten.  

Ziele und Vorgehen

Ziel des Projektes ist es, Konzepte zur effizienten, sicheren und anwenderfreundlichen Vernetzung von Systemen in Produktionsanlagen für die Industrie 4.0 zu erarbeiten. Es entsteht eine Architektur, die die Kommunikation bestehender und neu zu entwickelnder Systeme und deren Komponenten zusammenführt. Dabei werden aktuelle Entwicklungen der fünften Mobilfunkgeneration (5G) wie beispielsweise Cloud- und Virtuali-sierungstechnologien berücksichtigt. Eines der wichtigsten angestrebten Ergebnisse ist die Konzeption und Implementierung eines neuartigen Netzwerksteuerungssystems. Dieses garantiert beispielsweise für angeschlossene Komponenten wie Sensoren oder Aktoren, dass deren Anforderungen an Datenraten und Echtzeitfähigkeit erfüllt werden. Weitere Forschungsgegenstände sind die Entwicklung von Steueralgorithmen, Schnittstellen und Adaptern zur Integration von Systemen in die EasyAsset-Architektur. So entsteht ein komplexes Managementsystem, das den Anwendern nicht nur eine übergeordnete Sicht auf alle beteiligten Netzwerkressourcen gibt, sondern auch die zentrale Kontrolle über die einzelnen Komponenten ermöglicht.

Innovationen und Perspektiven

Die im Projekt EasyAsset erarbeiteten Lösungen ermöglichen die Integration von Systemen und Komponenten von Produktionsanlagen sowie das Management komplexer Kommunikationsnetze im Kontext von Industrie 4.0. Dabei bringt der Einsatz neuester Internet- und Mobilfunktechnologien signifikante Kostenvorteile. Einsatz findet die neue EasyAsset-Architektur etwa beim Zugriffsmanagement, das eine durchgehende Nachverfolgbarkeit aller Aspekte eines Produktionsprozesses gewährleistet. Mithilfe eines einheitlichen Sicherheitsmodells wird darüber hinaus die nutzerfreundliche Darstellung aller sicherheitsrelevanten Vorgänge ermöglicht. Mit EasyAsset hat der Anwender die Kontrolle über den gesamten Produktionsprozess. Die im Projekt erzielten Ergebnisse werden insbesondere auch kleinen und mittleren Unternehmen zugänglich gemacht. EasyAsset schafft so für alle Unternehmen Zugänge zu den Vorteilen der Industrie 4.0.

Projektpartner 

• Thorsis Technologies GmbH