Smart Retrofitting durch Design Thinking angewendet auf einen Industrie 4.0 Migrationsprozess in einem Stahlwerk

Whitepapers Industrie 4.0

Zusammenfassung: Alle Funktionen und Komponenten des Internets der Dinge und des industriellen Internets der Dinge treiben den Übergang zu Industrie 4.0 voran. Neue Enabling Technologies, Big Data, Sensornetzwerke, Embedded Computing, maschinelles Lernen verändern Branchen, Unternehmensprozesse und Menschen. Für Unternehmen ist es wichtig, flexibel zu sein, um diese Veränderungen wahrzunehmen und bereit zu sein, ihre Strukturen und Prozesse zu aktualisieren.

In diesem Beitrag schlagen wir eine auf Design Thinking basierende Umrüstungsmethodik in einem Stahlwerk vor und zeigen auf, wie wichtig die Umrüstungsaktivität ist, um noch mehr Unternehmen den Übergang zu Industrie 4.0 zu ermöglichen und die Kluft zwischen KMU und Großindustrie für die Teilnahme an der vierten industriellen Revolution zu verringern. Die implementierten Lösungen werden vor allem in Bezug auf die Maschinenanbindung durch OPC für die Datenerfassung, die Bildverarbeitung für die Erkennung von Anomalien und die Informationsvisualisierung für die Mensch-Maschine-Interaktion beschrieben. Diese Arbeit unterstreicht die Notwendigkeit der Zusammenarbeit zwischen den Bedienern im Entwicklungsprozess und die Synergie zwischen Maschinen-Dingen-Menschen in der Produktionsanlage.

Der Hauptbeitrag dieser Arbeit macht deutlich, wie eine Produktionsanlage des 21. Jahrhunderts durch die Lösung spezifischer Probleme aufgerüstet werden kann, und wie dies mit einer vertretbaren finanziellen Investition und mit einer Verbesserung der Erfahrung und der Einbeziehung der Arbeiter geschehen kann. Die endgültige Aufrüstung wird es dem Werk ermöglichen, die Effizienz zu steigern und Maschinenfehler zu verringern, die einen Verlust an menschlicher Erfahrung und finanziellen Kosten verursachten.

Schlüsselwörter:Nachrüstung, Design Thinking, Industrie 4.0, Internet der Dinge

SECO-Produkte, die in diesem Whitepaper vorgestellt werden

UDOO X86 II ist ein Einplatinencomputer und eine Arduino™ Leonardo kompatible Plattform, die alle auf derselben Platine integriert sind. (Abb.1)

UDOO X86 enthält zwei Prozessoren:

  • einen Quad-Core 64-Bit x86 Braswell 14nm Prozessor der neuen Generation, der für den PC-Bereich entwickelt wurde (Die N-Serie Intel® Pentium® / Celeron® und die x5-Serie Atom der System-on-Chips (SoCs), die früher als Braswell bezeichnet wurde, ist eine Serie von Quad-Core SoCs mit 64-Bit Befehlssatz und sehr niedrigem TDP).
  • der Microchip ATmega32U4 8-Bit AVR-Mikrocontroller, der dem Arduino® Leonardo entspricht.

Abb. 1 UDOO X86 II

Der SBC-C23 [Abb. 2] ist eine Smart Edge Compute Unit, die auf dem NXP i. MX 6SoloX-Prozessor basiert und Multi-Core-Edge-Computing und Networking ermöglicht und gleichzeitig eine breite Konnektivität gewährleistet.

Was den Speicher betrifft, so verfügt das Gerät über einen 32-Bit-DDR3L-Speicher, der auf dem Board verlötet ist und bis zu 1 GB groß ist. Was die Schnittstellen betrifft, so ist das Board reichhaltig bestückt: Netzwerkschnittstellen - wie 2x Fast Ethernet RJ-45 Ports, Wifi, BT LE Combo Modul mit on-board Antenne - aber auch andere Schnittstellen wie 2x CAN Port, 4x analoge Eingänge, I2C, 2x PWM und viele andere.

Das Gerät ist in der Tat ein Multiprotokoll-Bridging für industrielle PLCs und Smart Factory Geräte. Zu den Anwendungsgebieten gehören unter anderem Home Automation, das industrielle Internet der Dinge und Überwachung.

Abb. 2 SECO SBC-C23