ScaleIT
ScaleIT ist ein vom BMBF gefördertes Verbundprojekt, das skalierende IKT (Information- und Kommunikationstechologie) zur Produktivitätssteigerung in der Mechatronik-Fertigung erforscht. Im Rahmen des im Januar 2016 gestarteten Projektes[1] werden Lösungen konzipiert und demonstriert, wie klein- und mittelständischen Unternehmen in der Mechatronikproduktion Digitalisierung und Industrie 4.0 erfolgreich umsetzen können. Das Projekt erhielt eine Fördersumme in Höhe von 2,75 Millionen Euro aus öffentlichen Geldern im Rahmen des BMBF-Wettbewerbs Industrie 4.0 - Forschung auf den betrieblichen Hallenboden.
Beteiligte Projektpartner[Bearbeiten]
Beteiligt am Projekt sind die Universitäten Karlsruher Institut für Technologie KIT (Lehrstuhl für Pervasive Computing Systems – Forschungsgruppe TECO), die Universität Stuttgart (Institut für Arbeitswissenschaft und Technologiemanagement IAT) sowie das Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation (IAO).
Der Fachverband für intelligente Mikrosystemlösungen im Produktions- und Lebensumfeld, microTEC Südwest e.V., sorgt für den Technologietransfer in klein- und mittelständische Unternehmen.
Als Unternehmen sind am Projekt beteiligt: digiraster GmbH, FEINMETALL GmbH, Ondics GmbH, RoodMicrotec GmbH, SICK AG, Smart HMI GmbH, Worldline Germany GmbH, Carl Zeiss 3D Automation GmbH.
Projektinhalte[Bearbeiten]
Ziel des Forschungsprojekts ist die Entwicklung einer erweiterbaren technischen Plattform, über die Messwerte und Daten von Sensoren und intelligenten Werkzeugen bereitgestellt und mit den IT-Systemen vernetzt werden. Mit Softwarebausteinen (Apps) werden die Daten zu Informationen verlinkt. Die Anwendung intelligenter Werkzeuge, wie interaktive Dokumente, intelligente Werkstückträger und Prüfmittel, soll Prüfprozesse durch mehr Transparenz effizienter machen und alle Beteiligten bei Entscheidungen unterstützen.
Die im Projekt angestrebten Teilziele sind:
- Horizontale Vernetzung der Wertschöpfungsketten
- Verständlichere IT auf dem Hallenboden
- Skalierbarkeit mit der Entwicklung der Produktion
- Effiziente Umsetzung bei einer Losgröße von 1
- Vernetzung und Konfigurierbarkeit von Geräten und Systemen
- Nutzung von Lebenszyklusinformationen zur Verbesserung von Wartung und Zuverlässigkeit
Im Projekt werden folgende Anwendungsfälle erforscht:
- Prozesse in der Prototypen und Kleinserienfertigung
- Intelligente Prüfmittel für die Elektronikfertigung
- Kontinuierliche und maschinenunabhängige Prozessüberwachung in der mechatronischen Fertigung
- Serienprozesse von der Datenaufnahme bis zur Datenverwertung
Ergebnisse[Bearbeiten]
Industrie 4.0 Plattform[Bearbeiten]
Im Projekt ScaleIT wurde eine als Open-Source veröffentlichte und skalierbare technische Industrie 4.0 Plattform entwickelt. Die Plattform ermöglicht es Prozessschritte und häufige Problemstellungen in produzierenden Unternehmen mit Hilfe von Softwarebausteinen, sogenannten Apps, zu verbessern. Dadurch wird es vor allem kleineren Betrieben leichter gemacht, neue Industrie 4.0-Anwendungen zu testen und zum Einsatz zu bringen. Unternehmen tragen durch diesen Ansatz nicht das Risiko einer tiefgreifenden Umstellung ihrer Prozesse, sondern können ihre Wertschöpfungskette Schritt für Schritt durch die Installation neuer Apps optimieren. Die Unternehmen können also das Potenzial der Digitalisierung leichter ausschöpfen. Zudem bietet die Plattform für App-Entwickler durch Lizenz- und Bezahlsysteme einfachere Abrechnungsmöglichkeiten.
Skalierbarkeit[Bearbeiten]
Die Skalierbarkeit wird in unterschiedlichen Bereichen erarbeitet:
- Produktionsvolumen: vom Prototyp über die Manufaktur zur Serienfertigung
- Unternehmensgröße: vom Kleinunternehmer über den Mittelstand zum Konzern
- Nutzergruppe: vom Werker über den Planer zum Produktionsleiter
- Visualisierung: von der Smartwatch über Multi-Touch-Anzeigen zu Datenbrillen
- Betrieb der Plattform: von einem Raspberry Pi bis zum Rechenzentrum oder die Cloud
Im Rahmen des Projektes sind in Zusammenarbeit mit den Anwendungspartnern bereits einige Apps entstanden, die über den ScaleIT-App-Store installiert werden können.
Technologie-Stack[Bearbeiten]
Das Projekt setzt auf bewährte (Open Source) Lösungen und Technologien auf, um maßgeschneiderte Software zu entwickeln und auf einfache Weise installieren bzw. aktualisieren zu können.
Bei der Entwicklung von Apps hat sich folgender Technologie-Stack bewährt:
- Mikroservices als Architekturmuster und Docker zur Isolierung mit Containervirtualisierung
- Private Docker Registry, um Container (verpackte Apps / Mikroservices) verfügbar und versionierbar zu machen
- Git-Repository, um einen eigenen Katalog auf der Container Management Plattform Rancher bereitstellen zu können
- Rancher, um die Apps einfach installierbar, aktualisierbar und überwachbar zu machen
- API-Spezifikation mit Swagger: Open Source Tools zur Spezifikation von RESTful APIs, u.a. mit Definition und Validierung des Datenmodells (JSON Schema) und Code Generierung
- Webtechnologien für plattformunabhängige, responsive und einfach bedienbare User Interfaces
Publikationen[Bearbeiten]
- Andrei Miclaus et. al.: Towards the Shop Floor App Ecosystem: Using the Semantic Web for Gluing Together Apps into Mashups[2]
- Prof. Dr. Michael Beigl: Industrie 4.0 out of the box[3]
- ScaleIT: Skalierende IKT zur Produktivitätssteigerung in der Mechatronik-Fertigung[4]
- A. Beu (Smart HMI) & A. Miclaus (KIT, TECO): "HMIs treffen auf Internet of Things"[5]
- C. Knecht & A. Schuller: "KMUs digitalisieren: So fix wie eine App installieren - Plattform ermöglicht gezielten Einsatz von Apps zur Prozessoptimierung"[6]
Weblinks[Bearbeiten]
Einzelnachweise[Bearbeiten]
- ↑ Redaktion: BMBF LS5 Internetredaktion: Projekte - BMBF Produktion Dienstleistung Arbeit. Abgerufen am 31. Oktober 2018.
- ↑ Andrei Miclaus, Wolfgang Clauss, Fabian Schmidt, Eugen Schwert, Martin Alexander Neumann, Ferdinand Mütsch: Towards the Shop Floor App Ecosystem: Using the Semantic Web for Gluing Together Apps into Mashups. ACM, 2016, ISBN 978-1-4503-4874-4, S. 17–21, doi:10.1145/3017995.3017999 (acm.org [abgerufen am 31. Oktober 2018]).
- ↑ Prof. Dr. Michael Beigl: Industrie 4.0 out of the box. In: Das Magazin für Forschung, Lehre, Innovation 1/2017. Karlsruher institut für Technologie (KIt), Januar 2017, abgerufen am 22. November 2018.
- ↑ ScaleIT Skalierende IKT zur Produktivitätssteigerung in der Mechatronik-Fertigung. Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e.V., 2017, abgerufen am 22. November 2018.
- ↑ A. Beu (Smart HMI), A. Miclaus (KIT, TECO): HMIs treffen auf Internet of Things. In: zeitschrift PC und Industrie, S. 58. Abgerufen am 22. November 2018.
- ↑ InnoVisions. Abgerufen am 23. November 2018.
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