ZIM-Forschungsprojekt für mittelständische Unternehmen
Foto: Wiesel/OTH Amberg-Weiden
AMBERG / WEIDEN. In der heutigen Produktion entstehen viele Daten, die erfasst, gespeichert und analysiert werden müssen. Dafür ist eine passende technische Infrastruktur notwendig, wobei Edge Computing eine wichtige Rolle spielt. Als Brücke zwischen Technologie und Anwendung fungiert das neue Industry 4.0 Edge-Device: Es soll dabei helfen, Probleme in Fabriken frühzeitig zu erkennen, wie zum Beispiel Fehler in Maschinen, Wartungsbedarf oder sogar Sicherheitslücken.
Bei der Entwicklung des Industrie 4.0 Edge-Device (I4.0 ACE) arbeiten verschiedene Organisationen zusammen – darunter das An-Institut aia, das Innovations- und Kompetenzzentrum für Künstliche Intelligenz (IKKI) der OTH Amberg-Weiden, das Laboratory for Safe and Secure Systems (Las3) der OTH Regensburg und die Firma MSF-Vathauer Antriebstechnik. Das Forschungs- und Entwicklungsprojekt, das über ein Projektvolumen von ca. 1 Million Euro verfügt, wird durch das „Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand“ des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert.
Die smarte Technologie Industrie 4.0 Edge-Device (I4.0 ACE) wird nah an den Produktionsmaschinen in Fabriken installiert, um dort riesige Mengen an Daten schnell zu sammeln und zu verarbeiten – idealerweise direkt dort, wo sie anfallen. Denn kurze Wege zwischen Verarbeitungsanlagen und IT-Systemen bilden die Voraussetzung, um das Potential von Industrie 4.0-Technologien in kleinen und mittelständischen Unternehmen zu fördern.
Die Nähe zur Fertigung ermöglicht eine zuverlässige Datenerhebung und lokale Verarbeitung, was in den spezifischen industriellen Umgebungen bei KMUs von entscheidender Bedeutung ist. Anhand verfügbarer Schnittstellen zu benachbarten Systemen soll das I4.0 ACE Rohdaten sammeln und aufbereiten, um frühzeitige Veränderungen am Betriebsverhalten festzustellen und um den Energiebedarf zusammenhängender Anlagen zu analysieren.
Durch den Einsatz von KI-Modellen werden verschiedene Indikatoren herangezogen, um zugeschnittene Wartungspläne, Anomalie-Erkennung und intelligentes Energiemanagement innerhalb der Fertigung zu realisieren. Im Gegensatz zu den Lösungen für die Großindustrie soll dieser Ansatz ohne großen Aufwand und Spezialwissen für spezifische Aufgaben geeignet sein. Durch eine innovative und portable Systemarchitektur entspricht das I4.0 ACE aktuellen Sicherheitsanforderungen und kann weiterführend als Integrationsplattform für unterschiedliche KI-gestützte Verfahren eingesetzt werden.
Flexible Anpassungen auf betriebliche Bedürfnisse sind möglich durch Software auf Linux-Basis und Docker-Container. Ferner wird im Rahmen des Projektes Verschlüsselung und Informationssicherheit explizit adressiert. Die Forscher und Entwickler hoffen, dass dieser technologische Ansatz bald auf andere Industriezweige übertragen werden kann.
Projektziel ist ein industrielles Computing Edge-Device, das in einer prototypischen Anwendung (AUT Smart Factory, der digitalen Modellfabrik im Digitalen Campus der OTH in Amberg) autonom Betriebsdaten erfasst, Vorhersagen zum Zustand der eingesetzten Aktoren macht und den Energieverbrauch der Versuchsanwendung optimiert.
Bericht: OTH Amberg-Weiden
