Mit zukunftsweisender Maschinensteuerung zu intelligenten Wertschöpfungsnetzen

Smart Factories durch hoch performante, intelligente Maschinensteuerung

Eine hoch leistungsfähige Automatisierungstechnik ist ein grundlegender Stellhebel zur Realisierung selbstoptimierender vernetzter Smart Factories.

Im Innovationsprojekt „Extreme Fast Automation“ (itsOWL-efa) des Spitzenclusters it’s OWL erforscht Beckhoff Automation Many-Core-Technologien zur hoch performanten Steuerung von Produktionsanlagen. Pilotanwendungen belegen signifikante Produktivitätssteigerungen durch die parallele Abarbeitung der Steuerungssoftware auf mehreren Kernen. Die mit der Many-Core-Technologie einhergehende zusätzliche Rechenleistung ermöglicht die Realisierung rechenintensiverer Steuerungssoftware. Genau hier greift das Leitprojekt Scientific Automation (itsOWL-ScAut). In itsOWL-ScAut werden Technologien, Methoden und Ansätze weiterer Ingenieurwissenschaften, der Statistik oder der künstlichen Intelligenz in die PC-basierte Automatisierungstechnik integriert und ermöglichen damit messtechnische Aufgaben, Zustandsüberwachungen sowie ganzheitliche Analysen und Optimierungen von Produktionssystemen in Echtzeit direkt in der Steuerung.

Seit über 25 Jahren realisiert Beckhoff offene Automatisierungssysteme auf Basis PC-basierter Steuerungstechnik. Mit steigender Rechenleistung werden fortwährend weitere Funktionen in die Maschinensteuerung integriert. In dem Projekt itsOWL-efa macht Beckhoff die Many-Core-Technologie für die Automatisierungstechnik nutzbar und erforscht deren Anwendung mit Projektpartnern entlang der Wertschöpfungskette - dem Küchenhersteller Nobilia-Werke J. Stickling GmbH & Co. KG (Verl), den Anlagenherstellern Hüttenhölscher Maschinenbau GmbH & Co. KG (Verl), IMA Klessmann GmbH Holzbearbeitungssysteme (Lübbecke) und Schirmer Maschinen GmbH (Verl), dem Heinz Nixdorf Institut der Universität Paderborn sowie dem Studienort Gütersloh der Fachhochschule Bielefeld. Die zusätzlich zur Verfügung stehende Rechenleistung nutzen die Projektpartner zur Realisierung von Scientific Automation Ansätzen. Diese werden in dem Leitprojekt itsOWL-ScAut entwickelt und in Baukästen bereitgestellt. Die Projektpartner bedienen sich der Baukästen, kombinieren die für ihre Anwendung erforderlichen Hard- und Softwarebausteine und prägen diese anwendungsspezifisch aus. Es entsteht eine Vielzahl an Lösungen zur Erfassung physikalischer und steuerungstechnischer Größen sowie zur Analyse und -Optimierung des Systemverhaltens.

Das Potenzial der Lösungen wird bereits im Projektverlauf eindrucksvoll belegt. An einer Profilverarbeitungsanlage kann der durchschnittliche Energieverbrauch eines Anlagenmoduls um 17 Prozent reduziert und die Durchlaufzeit um 10 Prozent gesenkt werden – das Ergebnis sind höhere Produktivität bei niedrigerem Energieverbrauch. Durch den Einsatz von Scientific Automation Lösungen kann die Schärfe von Bohrern während des Produktionsprozesses in Echtzeit direkt in der Steuerung überwacht werden. So kann die Qualität der eingebrachten Bohrungen garantiert und durch die vollintegrierte Bohrerüberwachung die Produktion von Ausschuss erheblich reduziert werden. Die Pilotanwendungen zeigen zudem, dass die Analysen, Auswertungen und Optimierungen je nach Bedarf direkt in der Steuerung an der Maschine oder über die Kombination mit IoT-Technologien in der Cloud erfolgen können. Damit sind auch übergreifende Optimierungen von Wertschöpfungsnetzwerken möglich.

Weiterführende Links:

• beckhoff/its-owl-efa.htm
• beckhoff/its-owl-scaut.htm
• www.beckhoff.de/