Projekt DENIoT: Industrie 4.0 Automatisierung

HERAUSFORDERUNG

Die Zukunft einer optimierten industriellen Automatisierung liegt in effizienten, sicheren und zuverlässigen Anwendungen von Industrie 4.0/IoT. Der Schlüssel zu jeder erfolgreichen Industrie 4.0-/IoT-Lösung in sogenannten Smart Factories ist eine einfache, schnelle und äußerst benutzerfreundliche Interaktion zwischen allen Teilen des Systems: Nutzer müssen Prozesse jederzeit, von überall und mit beliebig vielen verschiedenen Geräten überwachen und steuern können. Zentrale Werkzeuge zur Umsetzung dieser Anwendungen sind Cloud-Dienste, die als Plattform für die eigentliche Automatisierungsanwendung und die Benutzersteuerung dienen. Doch wie lassen sich roboterunterstützte industrielle Automatisierung, Cloud-Dienste und Benutzerfreundlichkeit heute in einem System integrieren – unter Nutzung bereits existierender Software und Technologien –, um die Automatisierung noch effizienter zu gestalten?

LÖSUNG

Eine Lösung wurde auf der .Net-Konferenz von Microsoft in Madrid (Spanien) im Jahr 2016 durch ein innovatives Projekt namens „DENIoT“ vorgestellt. Ziel des Projekts war es zu zeigen, wie industrielle IoT-Anwendungen durch die Nutzung bereits existierender Software und Technologien effizienter und sicherer gestaltet werden können. „DENIoT“ wurde von DeROBÓTICA koordiniert, der iberischen Vertriebsorganisation für DENSO Robotics, und unterstützt von ENTRESISTEMAS, einem Spezialisten für industrielle Automatisierung und Systemintegration, sowie ENCAMINA, einem spanischen Beratungsunternehmen mit Spezialisierung auf Microsoft-Produkte.

Zentrale Elemente der Lösung waren die Softwareentwicklungs-Schnittstelle ORiN (Open Resource Interface for the Network), die Bestandteil des DENSO-Robotercontrollers RC8 ist, ein DENSO VS-060 6-Achs-Roboter sowie die Cloud-Plattform Azure von Microsoft. Azure ist eine Sammlung integrierter Cloud-Dienste wie Analytik, Rechenleistung, Datenbanken, mobile Anwendungen, Netzwerke, Speicherlösungen und Websites. ORiN ist ein leistungsstarkes Tool, das die Interaktion mit DENSO-Robotern über Hochsprachen wie C#, C++, VB usw. ermöglicht. Diese einzigartige Programmierfähigkeit erlaubt eine sehr einfache Integration der Softwareplattformen sowohl mit dem DENSO-Roboter als auch mit Microsoft Azure.

Die Cloud-Plattform wurde mit dem DENSO-Robotercontroller verbunden, um Daten mithilfe von Big-Data-Analysen und anderen Techniken zu sammeln und auszuwerten. Diese Daten wurden in umsetzbare Informationen umgewandelt. In der Demonstration wurde der VS-060 so programmiert, dass er bis zu neun verschiedene Bewegungsabläufe ausführen konnte, hauptsächlich Pick-and-Place-Aufgaben. Durch die Überwachung und Analyse der Roboterdaten ist es nicht nur möglich, mit dem Roboter zu interagieren und ihn praktisch von überall aus zu steuern, sondern es wird auch maschinelles Lernen unterstützt, was die Effizienz und Leistung zusätzlich steigert. Zu den überwachten Daten gehörten Parameter wie die Geschwindigkeit und Beschleunigung des Roboterarms, Positionen sowie (Gelenk-)Winkel.

Während der „DENIoT“-Präsentation wurde der Roboter auch über Microsofts intelligentes Sprachsteuerungssystem Cortana gesteuert: Im Grunde übersetzt Cortana Sprachbefehle in Roboterbewegungen (über die Cloud). In der Demonstration wurde jedem der neun Bewegungsbefehle eine Zahl zugewiesen. Der Befehl „move“ beispielsweise war mit der Zahl „10“ verknüpft, die an den Roboter gesendet wurde, um diese spezifische Bewegung auszuführen. Sprachsteuerung wird in Zukunft zunehmend an Bedeutung gewinnen, da die Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter weiter zunimmt.

VORTEILE

Die Vorteile von „DENIoT“ für die Umsetzung von Industrie 4.0-/IoT-Anwendungen in der Automatisierung liegen auf der Hand: einfache Konnektivität von Maschinen und Geräten, Echtzeit-Prozessüberwachung, Erweiterbarkeit, maschinelles Lernen (Analyse und Prognose) sowie Anpassungsfähigkeit an spezifische industrielle Anforderungen. Darüber hinaus kann „DENIoT“ von überall aus über verschiedene Geräte (PC, Tablet, sogar Smartphone) gesteuert werden und bietet den Nutzern ein hohes Maß an Interaktion und Kontrolle.

DENSO-Roboter eignen sich besonders gut für Industrie 4.0-/IoT-Anwendungen, da der mit ORiN ausgestattete RC8-Controller äußerst flexibel ist und sich leicht in jedes System integrieren lässt. Diese Flexibilität ermöglicht es den Anwendern, mit Geräten wie Servomotoren, Greifern, Kameras usw. zu interagieren, industrielle Schnittstellen wie EtherCAT®, PROFINET®, PROFIBUS® usw. zu nutzen und Roboter entweder über SPS-Systeme (z. B. SIEMENS, Beckhoff, OMRON) oder mit Hochsprachen zu programmieren. Darüber hinaus erlaubt sie die Anbindung an Planungs- und Steuerungssoftware bis hin zu Cloud-Plattformen, wie sie in sogenannten Smart Factories verwendet werden.

Sieh dir das Video der Präsentation an:  https://www.youtube.com/watch?v=wGDv2JFSBWc&feature=youtu.be