Industrie-PC

Durchgängiges System aus Hard- und Software für Edge Computing

| Redakteur: Gudrun Zehrer

Das kompakte Simatic Edge Device auf Basis des Embedded Industrie-PC Simatic IPC227E ist durch integrierte Konnektivität zur Automatisierung an der Maschine angeschlossen.
Das kompakte Simatic Edge Device auf Basis des Embedded Industrie-PC Simatic IPC227E ist durch integrierte Konnektivität zur Automatisierung an der Maschine angeschlossen. (Bild: Siemens)

Siemens ergänzt das Industrial Edge Portfolio um zukunftssichere Hardware für Edge-Applikationen: Das kompakte Simatic Edge Device auf Basis des Embedded Industrie-PC Simatic IPC227E. Produktionsdaten können dadurch direkt in der Fertigung erfasst und verarbeitet werden.

Wenn sich die Rahmenbedingungen der Industrie Applikation ändern, bietet Industrial Edge die Möglichkeit, Software-Applikationen auf dem Edge Device über funktionale rückkopplungsfreie Updates anzupassen und auf den neuesten Stand zu bringen.

Die Hardware verfügt über ein geschlossenes Ganzmetallgehäuse und bietet eine hohe Industriefunktionalität für den flexiblen und wartungsfreien Einsatz. Eine vorinstallierte Edge Software gewährleistet laut Siemens eine schnelle Inbetriebnahme.

Mit Edge Computing große Datenmengen lokal verarbeiten

Mit Siemens Industrial Edge bietet Siemens Anwendern die Möglichkeit, die Lücke zwischen der klassischen lokalen Datenverarbeitung und der cloudbasierten Datenverarbeitung zu schließen. Mit Edge Computing lassen sich große Datenmengen lokal nahezu in Echtzeit rückwirkungsfrei verarbeiten. Zusätzlich verringert sich für Anwender der Speicher- und Übertragungsaufwand, da große Datenmengen vorverarbeitet werden und ausschließlich relevante Daten anschließend in eine Cloud- oder firmeneigene IT-Infrastruktur übertragen werden. Siemens Industrial Edge unterstützt Cloud-Übertragungsprotokolle für MindSphere, dem offenen, cloudbasierten IoT-Betriebssystem von Siemens und zukünftig auch Message Queuing Telemetry Transport (MQTT), um einen flexiblen Datenaustausch auch mit weiteren Systemen und Clouds zu gewährleisten.

Edge-Anwendung im Elektronikwerk Amberg

Im Siemens-Werk in Amberg kommt bei der Fertigung von Simatic-Produkten eine Leiterplatten-Schneidemaschine zum Einsatz. Bei dem Fräsvorgang wird feiner, für die Maschine aggressiver Frässtaub gebildet, der zu einer Verklemmung des Spindellagers und somit zu einem unvorhersehbaren Stillstand der Maschine führen kann. Damit dies nicht passiert, wurden Parameter aus dem Maschinenbetrieb mit Hilfe künstlicher Intelligenz analysiert, um Anomalien im Verhalten der Spindel zu erkennen, die auf einen bevorstehenden Ausfall hinweisen. Die Daten aus der Sensorik werden dabei an das Edge-Gerät übertragen und dort analysiert. Ein Algorithmus für maschinelles Lernen berechnet den Anomaliewert in Echtzeit. Sobald dieser einen bestimmten Schwellenwert überschreitet, deutet dies auf einen bevorstehenden Maschinenausfall hin. Diese Edge-Anwendung ermöglicht es laut Siemens, Lagererosionen und Maschinenausfälle 12 bis 36 Stunden vor dem tatsächlichen Ausfall vorherzusagen. Bei Anomalien kann die Maschinen-Spindel in der nächsten geplanten Ausfallzeit gewechselt werden, wodurch der ungeplante Stillstand der Maschine vermieden wird.

Hintergrundinformation zum Edge Computing

Bei der Analyse von Produktionsdaten auf Basis cloudbasierter Lösungen stehen Unternehmen vor der Herausforderung, neben der Kernaufgabe auch damit einhergehende Prozesse wie Update-Handling und IT-Security effizient und wirtschaftlich zu lösen. Um Daten aus der Produktion zu erfassen, zu analysieren und basierend darauf Prozesse zu verbessern, gibt es mehrere Möglichkeiten.

Viele gehen dabei weg von der klassischen lokalen Datenverarbeitung, die mitunter einen hohen eigenen Aufwand für die Software-Pflege erfordert. Sie wählen den digitalen Weg und setzen auf die Datenverarbeitung und -analyse, die auf zentralen IT-Infrastrukturen (Serverfarmen) im Internet in Form von Cloud Computing basiert. Dieses ermöglicht das einfache Aktualisieren und Verwalten der Anwendungen, da sich Updates über ein zentrales Cloud-Management-System auf allen Servern installieren lassen.

Edge Computing logische Ergänzung zum Cloud Computing

Während sich das Cloud Computing mehr und mehr etabliert, entwickelt sich das Edge Computing als logische Ergänzung dazu. Damit lassen sich Produktionsdaten entweder dezentral oder zentral verarbeiten. Funktionalität, Intelligenz und Daten liegen nicht mehr ausschließlich auf zentralisierten Serverfarmen in der Cloud, sondern wahlweise auch nahe an der Datenquelle – bei der Automatisierungstechnik am Rande (Edge) des Produktionsnetzwerks. Die Lösung von Siemens – Siemens Industrial Edge – basiert auf bewährter Hard- und Software sowie auf Mechanismen der Cloud-Technik und integriert die Vorteile der lokalen und der cloudbasierten Datenverarbeitung.

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