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Lemgoer Modellfabrik
Intelligente Automation durch Industrial IT
Der Entwurf, die Inbetriebnahme und der Betrieb von technischen Systemen wird aufgrund immer höher werdender Anforderungen zunehmend komplexer und daher in der Folge zeitaufwändiger und fehleranfälliger. Der heute eingesetzten Automatisierungstechnik fehlen Mechanismen für die Selbstkonfiguration, Selbstoptimierung und Selbstdiagnose, um dieser Entwicklung entgegenzutreten und den Menschen geeignet zu unterstützen.
Wie industrielle Informationstechnik (Industrial IT) technischen Systemen zu mehr Intelligenz verhelfen kann, das ist für die Produktionstechnik bereits heute in der Lemgoer Modellfabrik zu sehen.
Produktionstechnik befindet sich im ständigen Wandel und dieser Trend wird sich in Zukunft deutlich verstärken. Die Vielfalt der Einflussfaktoren, die auf Unternehmen einwirkt, kann bezogen auf die Produktionstechnik nicht mehr vorgedacht werden. Eine Strategie des Maschinenbaus, um diese Herausforderungen künftig zu adressieren, ist Wandlungsfähigkeit. In Erweiterung zur flexiblen Maschine, kann sich eine wandlungsfähige Maschine auf neue Konfigurationen selbständig rekonfigurieren.
Das inIT - Institut Industrial IT der Hochschule OWL und das Fraunhofer IOSB-INA in Lemgo untersuchen, erproben und demonstrieren daher in der Lemgoer Smart Factory die Integration von geeigneten Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) für die Automation wandlungsfähiger, rekonfigurierbarer und energieeffizienter Produktionssysteme. Hierbei spielen Service-orientierte Architekturen (SOA), das maschinelle Lernen von Anlagenmodellen, die Mensch-Maschine-Interaktion mit lokalisierten Diensten, wissenschaftlich-technische Fragestellungen der Systemintegration oder die zuverlässige Fernsteuerung/-wartung von entfernten Anlagen via Internet und Mobilkommunikation eine Rolle.
Bei einer Modellfabrik handelt es sich um ein produktionstechnisches Living Lab im Labormaßstab, bei der üblicherweise die reale Sensorik, Aktorik, Bussysteme, Automatisierungskomponenten und Software verschiedener Hersteller zum Einsatz kommt. In der Lemgoer Modellfabrik liegt der Schwerpunkt auf der Abbildung aller informationsverarbeitenden Prozesse und IuK-Technologien von der Leitebene bis an den Sensor. Es handelt es sich um einen sogenannten hybriden technischen Prozeß, d.h. die Anlage beinhaltet sowohl kontinuierliche als auch diskrete Prozesselemente. Hierdurch bietet sie ein ideales Versuchsfeld zur Erprobung und Validierung innovativer Technologien und Produkte, sowie für deren Zusammenspiel.
Die Faszination der Automatisierungstechnik entdecken
Da Automatisierungssysteme immer komplexer werden, fordert die Industrie von den angehenden Ingenieuren und Informatikern entsprechendes Wissen in Theorie und Praxis. Was nicht durch Vorlesungen und Büchern zu vermitteln ist, erlernen Studierende der Hochschule OWL an der Lemgoer Modellfabrik als Living Lab praktisch. So werden hier seit 2009 Praktika zur maschinennahen Vernetzung in den Bachelorstudiengängen Elektrotechnik und Mechatronik, als auch zum Systems Engineering mit formalen Beschreibungstechniken (z.B. UML, SysML) im internationalen Masterstudiengang "Information Technology" durchgeführt. So bietet die Lemgoer Modellfabrik exzellente Voraussetzungen für die Lehre und liefert wichtige Impulse für die Forschung.
Ein moderner Leitstand mit einem modularen Display-Rack übernimmt zusammen mit der dezentral organisierten Steuerungstechnik die Prozesssteuerung- und Visualisierung der Modellfabrik. Als Prozessleitsysteme sind ABB Freelance und das Fraunhofer Pro.Vis im Einsatz.
Die modular aufgebaute Anlage umfasst sieben mechatronische Einheiten zum Umfüllen, Transportieren, Wiegen, Abfüllen und Lagern von Schüttgut und einem anschliessenden verfahrenstechnischen Produktionsprozess. Die Verkabelung der Sensorik und Aktorik wurde neutral gestaltet, so dass sowohl zentrale, als auch verteilte Automatisierungskonzepte realisiert werden können. Hierbei können neben unterschiedlichen Steuerungen (z.B. embedded Control oder PC-basiert), auch unterschiedliche industrielle Kommunikationssysteme, z.B. Interbus, Profibus, Devicenet oder Echtzeit-Ethernet gleichzeitig zum Einsatz kommen. Eine Kopplung der Anlage über das Internet mit dem Fraunhofer IOSB in Karlsruhe ist ebenfalls realisiert und zeigt die Teleoperation per VPN über das Prozessleitsystem Pro.Vis.
- Umlaufrollendemonstrator
Das inIT verfügt über ein weiteres System innerhalb der Modellfabrik. Es handelt sich um einen modernen Umlaufrollendemonstrator, an dem Mustererkennungsalgorithmen in der Bildverarbeitung und Sensorfusion getestet werden können. Die drehzahlgeregelte Umlaufrolle besteht aus Plexiglas, so dass sowohl Auflicht- als auch Durchlichtversuche durchgeführt werden können. Eine über das Winkelsignal synchronisierte Zeilenkamera erfasst die Rollenoberfläche und leitet die Bilddaten an einen Host weiter, der die Signalverarbeitung während der Laufzeit übernimmt. Die Beleuchtung kann wahlweise mit einem LED-Konstantlicht oder mit einem Stroboskop erfolgen. Über eine Messkarte können zusätzlich analoge und digitale Sensorsignale wie Temperatur, Schall oder Kraft akquiriert werden. Der Demonstrator wird zur Untersuchung von Bildverarbeitungsalgorithmen zur Oberflächeninspektion und zur Maschinenanalyse verwendet.
Sponsoren
Die Lemgoer Modellfabrik wird durch folgende Unternehmen unterstützt:
- Sponsoren der Lemgoer Modellfabrik
Kontakt
Die Lemgoer Modellfabrik finden Sie im Centrum Industrial IT auf dem Campus der Hochschule OWL in Lemgo.
Für weitere Informationen und Fragen steht Ihnen Herr Lücke zur Verfügung.
