Eine Technik im Durchbruch Effektives Fernwarten per Telematik

Redakteur: Reinhard Kluger

Die Telematik behandelt Techniken, um Dienstleistung an entfernten Orten zur Verfügung zu stellen. Anwendungsschwerpunkte liegen in der Fernwartung und Fern-Inbetriebnahme von Industrieanlagen, aber auch in so vielfältigen Bereichen wie bei Sicherheitsüberwachung, Unterstützung von Hilfskräften in Gefahrensituationen, in der Telemedizin, der Tele-Ausbildung und der Verkehrssteuerung.

Firmen zum Thema

Er ist nur 10 cm x 10 cm x 10 cm gross: UWE-1, der Picosatellit der Universität Würzburg, ein Experimentalsatellit, der optimierte Internetprokolle zur Kommunikations mit seiner Bodenkontrollstation an der Uni Würzburg nutzt.
Er ist nur 10 cm x 10 cm x 10 cm gross: UWE-1, der Picosatellit der Universität Würzburg, ein Experimentalsatellit, der optimierte Internetprokolle zur Kommunikations mit seiner Bodenkontrollstation an der Uni Würzburg nutzt.
( Archiv: Vogel Business Media )

Prof. Dr. Klaus Schilling*

Die Telematik integriert interdisziplinär Methoden der Telekommunikation, der Automatisierungstechnik und der Informatik. Sie gewinnt durch die rasante Ausbreitung moderner Telekommunikationstechnologien und die enormen Fortschritte in der Informationsverarbeitung rasch wachsende Bedeutung. An der Universität Würzburg besteht hier ein Forschungsschwerpunkt, an dem die Lehrstühle für Technische Informatik, für Verteilte Systeme, sowie für Robotik und Telematik zusammenarbeiten und in Zusammenarbeit mit der Industrie bereits mehrere internationale Projekte realisiert haben.

Bildergalerie

An industriellen Transportrobotern lässt sich die Aufgabenstellung an die Fernwartung exemplarisch aufzeigen, und zwar anhand von Transportrobotern in der industriellen Produktion. Mobile Roboter stellen eine Schlüsselkomponente für den Materialfluss in einer flexiblen Fertigung dar und verursachen im Fehlerfall kostenträchtige Stillstandszeiten der Produktionsanlagen. In den von der EU geförderten Forschungsprojekten RETRARO und SMART war als Zielsetzung die Fernwartung von Transportrobotern vom deutschen Hersteller über Internet am Einsatzort in einer österreichischen Spinnerei durchzuführen. Beim Auftreten von Problemen konnte so ein schneller Zugriff auf die Sensordaten jedes einzelnen Roboters der Anlage erfolgen, um eine erste Fehleranalyse durchzuführen.

Lässt sich die Ursache nicht eindeutig feststellen, so werden von der Wartungszentrale spezielle Fahrbefehle an den Roboter gesandt, um aus dessen Reaktionen die Ursache weiter einzugrenzen. Anschließend erhalten die Arbeiter vor Ort Anweisungen, welche Teile auszuwechseln sind. In komplizierten Fällen muß eventuell weiterhin ein Fachmann zur Reparatur gesandt werden, allerdings kann auf Grund der erhaltenen Informationen gleich der geeignete Spezialist mit den benötigten Kenntnissen ausgewählt und mit den entsprechenden Ersatzteilen auf den Weg geschickt werden. So kann dann schnellstmöglich der Produktionsprozess wieder zum Laufen gebracht werden.

Einsatzbeispiele bei Roboterfahrzeugen für Gefahrenbereiche und in der Raumfahrt

Um das breite Anwendungsspektrum der Telematik zu illustrieren, sollen hier einige weitere, an der Uni Würzburg durchgeführte Beispiele dargestellt werden. Zur Unterstützung von Feuerwehrleuten bei gefährlichen Rettungseinsätzen wurde die Kooperation von Teams aus Menschen und Robotern in EU-Forschungsprojekt “PeLoTe“ behandelt. Dabei ist ein zuverlässiger Datenaustausch zwischen den einzelnen Teammitgliedern vor Ort und einer entfernten Einsatzzentrale zur Koordination verschiedener Einsatzteams sicherzustellen. Insbesondere sollen die Roboter ferngesteuert werden können, um eine Voraufklärung der Gefahrensituationen durchzuführen. So sollen nutzlose Gefahreneinsätze für die Menschen vermieden werden und die Risiken durch verfügbare Informnationen über die Einsatzumgebung weiter reduziert werden. Dieses Telematik-Projekt wurde von der Uni Würzburg in einem internationalen Team mit tschechischen und finnischen Partnern aus Industrie und Hochschulen realisiert.

Mit nur 1 kg Masse wurde der erste deutsche Pico-Satellit UWE-1 (Universität Würzburg’s Experimentalsatellit) gebaut, um die Optimierung von Internet-Telekommunikationsprotokollen unter Weltraumbedingungen zu untersuchen. Nach dem Start im Oktober 2005 wurden zunächst die Störungen der Telekommunikationsstrecke durch die Erdatmosphäre charakterisiert und anschließend Experimente zur Anpassung der Parameter in den IP-Protokollen durchgeführt, mit dem Ziel eine möglichst effektive Datenübertragung zwischen Satellit und Bodenstation zu gewährleisten.

Eingesetzte Techniken

Während im Umfeld der industriellen Automatisierungstechnik die Datenkommunikation zwischen PCs an verschiedenen Produktionsstandorten bereits Standard ist, werden hier Methoden zur direkten Sensordatenfernerfassung mittels des Mikroprozessors der Fahrzeugsteuerung realisiert, um damit den aktuellen Fahrzeugzustand zu charakterisieren. Diese Daten sind geeignet zu verschlüsseln, sodass Unbefugte bei der Übertragung via Internet an die Wartungszentrale keine Einsicht nehmen können. Ebenso sind die Fahrbefehle der Zentrale zum Steuerrechner des Fahrzeugs über zuverlässige Kommunikationswege zu übertragen. Durch regelungs- und informationstechnische Ansätze sind Störungen und Verzögerungen im Übertragungsweg zuverlässig zu kompensieren. Gerade durch die Möglichkeiten, Testprogramme interaktiv ablaufen zu lassen, können Fehlerursachen viel besser lokalisiert werden.

Telematik: Das wirtschaftliches Potenzial

Dank der Telematik-Ansätze lassen sich Fachleute in Fernwartungszentren zusammenführen, um gemeinsam weltweit Hilfestellung bei der Lösung auftretender Probleme zu geben. So gilt es, beim Gerätehersteller oder Maschinenbauer zentrale Wartungszentren einzurichten, um schnell und effektiv den Arbeitskräften vor Ort Hinweise zur Ausführung von Wartungsarbeiten oder zur Fehlerbehandlung zu geben. So werden direkt beim Hersteller hochqualifizierte Ingenieur-Arbeitsplätze geschaffen, anstelle der heute oft etablierten Filialen beim Einsatzort der Maschinen.

Dank schneller Informationsvernetzung mit den Maschinen können kosteneffzient Stillstandszeiten von Anlagen minimiert und wirtschaftlich interessante, innovative Dienstleistungen zur Erhöhung der Anlagenverfügbarkeit den Kunden angeboten werden. Beispielsweise wird die präventive Wartung von Verschleißteilen so kostengünstig ermöglicht. Insbesondere ermöglichen derartige Telematik-Techniken auch Mittelständlern ohne ein Netz von Filialen den weltweiten Export Ihrer Produkte, da so dennoch die Betreuung der Kunden sichergestellt werden kann.

*Prof. Dr. Klaus Schilling lehrt an der Universität Würzburg, Institut für Informatik VII.

(ID:189607)