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Industrie 4.0 Kinderleichte Analyse von Produktionsdaten

Redakteur: Beate Christmann

Mit Analytics Apps haben Fraunhofer-Forscher eine App entwickelt, die produzierenden Unternehmen dabei helfen soll, ihre Fertigung zu optimieren. Die webbasierte Anwendung soll benutzerdefinierte Maschinendaten auslesen, analysieren und verständlich visualisieren.

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Die neue Anwendung Analytics Apps des Fraunhofer-IPA soll es ihren Nutzern ermöglichen, komplexe Analysen aus beliebigen Datenquellen durchzuführen.
Die neue Anwendung Analytics Apps des Fraunhofer-IPA soll es ihren Nutzern ermöglichen, komplexe Analysen aus beliebigen Datenquellen durchzuführen.
(Bild: Fraunhofer-IPA)

In Zeiten der Digitalisierung und infolgedessen der Industrie 4.0 haben Produktionsmaschinen und -anlagen das „Sprechen gelernt“: Anwendern ist es seither möglich, riesige Mengen von Daten über die Produktionsmittel und deren Prozesse zu erheben. Doch was nützt die umfangreichste Datensammlung, wenn man sie nicht adäquat verwalten kann und dementsprechend nicht in der Lage ist, sie durch zielgerichtete Auswertungen in wertvolle Information umzuwandeln?

Produktionsrelevante Vorgänge prognostizieren

Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung IPA berichten, einen Weg gefunden zu haben, mit dem sie Maschinenbetreibern bei der Lösung dieser Problematik behilflich sein können. Sie geben an, eine App entwickelt zu haben, die Daten von Produktionsmitteln mit IT-Schnittstelle abrufen und benutzerdefiniert analysieren kann. Mit Analytics Apps, wie die webbasierte Anwendung getauft wurde, lassen sich nach Aussage ihrer Entwickler beispielsweise Umsatzprognosen, Qualitätsbewertungen, Produktionszeiten oder Instandhaltungsvorgänge schnell voraussagen und übersichtlich aufbereiten.

Das neue Tool arbeitet nach dem Prinzip des digitalen Schattens: Die Idee hinter dieser Methode ist, Daten sämtlicher Maschinen, Bauteile oder Werkstückträger zu erheben und damit die Produktion in Echtzeit abzubilden. Ein zentrales IT-System nutzt dann diese Informationen, um sie auszuwerten und möglichst erkenntnisreich weiterzuverarbeiten. So beschreiben die Forscher auch die Funktionsweise von Analytics Apps: Die Anwendung soll aus verschiedenen Quellen Daten abrufen und mit integrierten Data-Mining-Algorithmen Analysen durchführen.

App macht numerische Prognosen möglich

„Wir können prinzipiell jedes Produktionsmittel mit IT-Schnittstelle als Datenquelle verwenden. Aber es lassen sich auch bereits vorhandene Datensätze einlesen“, erklärt Eduardo Colangelo, Projektleiter am Fraunhofer-IPA. Möglich seien damit numerische Prognosen wie Umsatz- oder Qualitätsbewertungen oder die Berechnung der Durchlaufzeiten pro Station oder Produktvariante.

Über ein Dashboard soll der Nutzer die Datenquellen, Analysen und Visualisierungsmethoden selbst auswählen können. Colangelo führt aus, dass die App über eine Preprocessing-Funktion verfügt, die die Daten nach bestimmten Kriterien aufbereitet. Zur Visualisierung könne man zwischen Balken- oder Tortendiagrammen, Koordinatenachsen, Tabellen oder Attributabhängigkeiten wählen. „Und je nachdem, was der Nutzer sich wünscht, können wir die Funktionalitäten auch erweitern oder mit anderen Apps kombinieren“, betont der Wissenschaftler.

Praxistest bei einem 3D-Drucker

Das Fraunhofer-IPA berichtet, dass es die neue Anwendung derzeit bei einem 3D-Drucker einsetzt, der personalisierte Brillen druckt. Als Datenquellen dienten unter anderem die Maschine, das Volumen, das Material sowie die Bearbeitungszeit. Mit der numerischen Prognose sollen sich beispielsweise Aussagen über die Druckqualität treffen lassen. „Der Nutzer gibt die gewünschte Qualität ein. Anschließend berechnet die App, welche Maschine, welches Material und welche Durchlaufzeit nötig sind“, erklärt Colangelo. Über die Umsatzprognosenfunktion könne er sich anschließend die Amortisationszeit ausgeben lassen. Auch Instandhaltungen oder Sicherheitsbestände sollen sich mit der App ermitteln lassen. „So kann man sich schnell einen Entscheidungsbaum erstellen und die Produktion faktenbasiert planen“, hebt Colangelo hervor.

Aktuell existiert im Applikationszentrum Industrie 4.0 des Fraunhofer-IPA ein Demonstrator zur Anwendung. In einem gemeinsamen Projekt mit dem Softwareunternehmen Flexis wird Analytics Apps zudem weiterentwickelt. Dank einer standardisierten Schnittstelle soll das Tool dann ab Ende des Jahres 2018 auf allen offenen Cloud-Plattformen, unter anderem auch auf der am Fraunhofer-IPA entwickelten Plattform Virtual Fort Knox, über den Marktplatz erhältlich sein. Zur Vermarktung sind verschiedene Modelle angedacht, so zum Beispiel die Bezahlung pro Modul oder Pay per Use.

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