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Intelligentes Maschineninterface In der Smart Factory besser messen per App

| Redakteur: Sariana Kunze

Informationen von Messmaschinen und Werkstücken über die komplette Lebensdauer zu überwachen und zu analysieren, das ist das Ziel des Messtechnik-Spezialisten Wenzel. Ein mobiles Assistenzsystem namens Wenzel Intelligent Machine Interface (IMI) macht dies möglich – auch per Smartphone oder -watch.

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Der Bediener sieht auf seinem Mobilgerät, welche Maschinen belegt sind, wo ein manueller Eingriff notwendig ist oder wann die nächste Messung gestartet werden kann.
Der Bediener sieht auf seinem Mobilgerät, welche Maschinen belegt sind, wo ein manueller Eingriff notwendig ist oder wann die nächste Messung gestartet werden kann.
(Bild: In-tech)

Hochgenaue Messmaschinen liefern extrem präzise Messergebnisse für unterschiedlichste Anwendungsfälle in Automotive, Luftfahrt, Medizin und anderen Branchen. Solche Messtechnik- und Scan-Produkte werden von dem bayerischen Unternehmen Wenzel entwickelt. Der Hersteller von Messtechnik-Lösungen versteht sich als Innovator in der Messtechnik – und arbeitet deshalb schon seit Jahren daran, Industrie 4.0-Technologien in die eigenen Produkte zu integrieren. Bei den Messmaschinen wollte das Team die Auslastung, Effizienz, Bedienfreundlichkeit und Wartungsfähigkeit optimieren und seinen Kunden ein mobiles Assistenzsystem an die Hand geben. Als Entwicklungspartner setzte Wenzel hierfür auf das Unternehmen In-tech mit seinem Smartconnect-Baukasten.

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Per App Messaufgaben im Blick behalten

Auf Basis des modularen Smartconnect-Frameworks entstand das „Wenzel Intelligent Machine Interface (IMI)“. Die Lösung läuft auf Smartwatch, Smartphone, Tablet und Deskop-PC und bietet Lösungen zur Überwachung und Analyse der Messaufgaben, Werkstücke und Maschinen. Dabei entstehen Informationen, die dem Werkstück und der Messmaschine über die komplette Lebensdauer zur Verfügung stehen und eine intelligente, flexible Nutzung ermöglichen. Die Messprogramme laufen – je nach Anwendungsfall – über mehrere Stunden. Da der Maschinenbediener dabei nicht permanent anwesend ist, wurde eine mobile Lösung entwickelt: Die Smartphone-App benachrichtigt den Bediener sowohl über Fehler während der Messung als auch über die Ergebnisse erfolgreicher Messvorgänge. Somit werden Stillstandszeiten reduziert und die Auslastung der Maschinen optimiert: Das Bedienpersonal kann im Fehlerfall sofort eingreifen oder nach erfolgreicher Messung den nächsten Vorgang starten. Die hochpräzisen Maschinen unterliegen einem Verschleiß, der sich auch auf die Messgenauigkeit auswirkt.

Mit Remotediagnose-Assistent Fehler schneller beheben

Durch eine geführte Nutzung der Maschinen lässt sich ein gleichmäßigerer Verschleiß und damit eine höhere Lebensdauer und Messqualität erreichen: Mittels einer Heatmap zeigt die App dem Bediener die häufig genutzten Messbereiche. Das Bedienpersonal kann die Maschine somit gezielt gleichmäßiger auslasten. Die Intervalle zwischen den Wartungen verlängern sich, die Messqualität wird genauer. Diese Betriebsdaten standen dem Maschinenbediener bislang nicht zur Verfügung. Somit ließ sich im Fehlerfall nicht nachvollziehen, ob die Maschine z.B. außerhalb der Spezifikation betrieben wurde. Das Smartconnect-Framework speichert die Betriebsdaten auf sicheren Servern – entweder „on premise“ in der Produktionsumgebung oder in einer Cloud-Lösung – und ermöglicht somit eine genauere Diagnose im Fehlerfall. Mit dem Remotediagnose-Assistent kann der Wenzel-Service Maschinenparameter online abfragen und somit bei Problemen schneller und gezielter eingreifen.

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Eine Idee mittels Baukastenprinzip umsetzen

Zur Entwicklung der Lösung verwendete das In-tech-Team den modularen Smartconnect-Baukasten. Dieser stellt grundlegende Funktionalitäten zur Verfügung – für Aufgaben wie Authentifizierung, Rollen oder Benachrichtigungen werden vorhandene Bibliotheken genutzt. Bei der Entwicklung konnte sich das Team somit auf kundenspezifische Funktionen konzentrieren und diese darauf aufbauend entwickeln:

Agile Entwicklung: Dank der Basisfunktionalität des Smartconnect-Baukastens war bereits zum Projektstart eine lauffähige Lösung mit grundlegenden Funktionen verfügbar. Diese wurde von In-tech anschließend in ständiger Abstimmung mit Wenzel iterativ weiterentwickelt. Durch diese „Continuous Delivery“ waren neue Funktionen unmittelbar verfügbar und erlebbar, Feedback konnte sofort in der Entwicklung berücksichtigt werden.

User Centered Design: Das Team legte Wert auf Usability und ein auf den Endanwender zugeschnittenes Bedienkonzept. Für die unterschiedlichen Benutzerrollen wurden auf den jeweiligen Kontext optimierte Oberflächen entwickelt.

Langlebige Architektur: Die Lösung berücksichtigt die spezifischen Rahmenbedingungen, wie z.B. proprietäre Schnittstellen der Maschinen. Die Erweiterungsfähigkeit wurde sichergestellt, um in weiteren Releases neue Funktionen zu realisieren.

IT-Security: Die besonderen Anforderungen des Produktionsumfeldes erforderten auch besonderes Augenmerk auf die IT-Security, z.B. eine sichere Kommunikation zwischen Maschinen, Servern und Endgeräten. Das Serverbackend kann sowohl „on premise” in der Produktionsumgebung als auch in einer sicheren Cloudumgebung laufen.

Durch den effizienten Entwicklungsprozess konnte das Maschineninterface-Projekt von Wenzel und In-tech in nur drei Monaten abgeschlossen werden. „Wir konnten schon zu Projektstart erste Mockups und Prototypen testen und unser Feedback dazu geben. Durch diese Herangehensweise hat das In-tech-Team die Anwendung schnell und gezielt realisiert“, beschreibt Prof. Dr. Heiko Wenzel-Schinzer, Chief Digital Officer - Business Development bei Wenzel, den Ablauf. Das entwickelte Wenzel Intelligent Maschine Interface stieß auf großes Interesse und wurde anschließend zur Serienreife weiterentwickelt.

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