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Open-Source-Anwendung zum Testen von Industrie 4.0

| Redakteur: Stefanie Michel

Das Gateway ist das Kernelement des Datenaustauschs, denn hier kommen die Daten aller Datenquellen, Sensoren und Informationskoppler zusammen. Das Gateway konvertiert die Daten einheitlich und stellt diese verschiedenen Klienten bereit.
Das Gateway ist das Kernelement des Datenaustauschs, denn hier kommen die Daten aller Datenquellen, Sensoren und Informationskoppler zusammen. Das Gateway konvertiert die Daten einheitlich und stellt diese verschiedenen Klienten bereit. (Bild: FZI Forschungszentrum Informatik)

Vorhandene Produktionsanlagen kostengünstig erweitern und Investitionen im Bereich Industrie 4.0 testen: Das ist mit Abschluss des Forschungsprojekts „NIKI 4.0“ möglich. Die entwickelten Open-Source-Software ist öffentlich zugänglich und auch für kommerzielle Projekte einsetzbar.

„NIKI 4.0“ steht für das Projekt „Nicht-disruptives Kit für die Evaluation von Industrie 4.0“. Im Rahmen des Projektes wurde für den Mittelstand ein Paket entwickelt, mit dem existierende Produktionsanlagen durch nicht-disruptive Ad-Hoc-Sensorik und Informationskoppler einfach und kostengünstig erweitert werden können. Mit der entwickelten Open-Source-Software haben insbesondere KMUs die Möglichkeit, auch ohne kostenintensive Investitionen im Industrie-4.0-Umfeld zu testen und individuell zu evaluieren, ob das eigene Unternehmen in die Anschaffung Industrie-4.0-kompatibler Maschinen und Produktionsanlagen investieren sollte.

Visualisierung mithilfe einer Augmented-Reality-Anwendung

Wissenschaftler des FZI Forschungszentrum Informatik entwickelten die Visualisierung von NIKI 4.0. Hierfür wurde mithilfe von Projektpartnern und des projektbegleitenden Ausschusses zunächst ein Visualisierungskonzept entwickelt und als Whitepaper veröffentlicht. Anschließend erfolgte die Umsetzung als Android-Anwendung sowie die Erprobung in Evaluationsszenarien.

Mit Abschluss des Projektes „NIKI 4.0“ wurde am 25. Juni 2018 die gesamte Projektarbeit öffentlich zugänglich gemacht. Unter der freien Softwarelizenz Apache-2.0 stehen ab sofort Anleitungen für das Gateway, darunter ein Bauplan, eine Installations- und Konfigurationsanleitung und ein Installer sowie der Quellcode für die Visualisierung mithilfe einer Augmented-Reality-Anwendung für Android, zur Verfügung. Das Paket umfasst darüber hinaus Baupläne für verschiedene Sensoren, wie den Umweltsensor EIS, einen Positionssensor, ein E-Meter, einen virtuellen Sensor zur Simulation unterschiedlicher Sensortypen, und den sogenannten Profibus-Sniffer (ein Informationskoppler). Die Lizenz erlaubt es, die Artefakte in weiteren sowohl wissenschaftlichen, industriellen als auch kommerziellen Projekten einzusetzen.

FZI-Vorstand Prof. Dr. Andreas Oberweis erklärt: „Das Kit kann unmittelbar in den Produktionsablauf integriert werden. Weder verlangsamt es diesen, noch unterbricht es ihn. Produktionsausfälle oder Störungen müssen nicht in Kauf genommen werden, dadurch kann ein erheblicher Effizienzgewinn erzielt werden.“

Projektpartner für Sensorik und Datengateway

Hahn-Schickard entwickelte – teils aufbauend auf bestehenden eigenen Arbeiten – die Sensorik für NIKI 4.0. Die Sensoren sind durch eingebaute Akkus für den Testzeitraum autark und kommunizieren mittels des Funkprotokolls 6LoWPAN ohne die weitere Infrastruktur zu beeinflussen.

Das Institut für verlässliche Embedded Systems und Kommunikationselektronik (ivESK) an der Hochschule Offenburg hat mit dem Informationsgateway die zentrale Datendrehscheibe von NIKI 4.0 erarbeitet. Alle Datenquellen, Sensoren und Informationskoppler senden ihre Daten an das Gateway. Dieses konvertiert – sofern noch notwendig – die Daten einheitlich in das OPC UA-Format und stellt diese über eine einheitliche Schnittstelle verschiedenen Klienten über LAN und Wlan bereit.

Das Projekt startete am 1. Februar 2016. Das von der Baden-Württemberg Stiftung gGmbH beauftragte Projekt hatte eine Gesamtlaufzeit von 28 Monaten und endete am 31. Mai 2018. Forschungspartner des Projektes NIKI 4.0 waren neben dem FZI Forschungszentrum Informatik Hahn-Schickard und die Hochschule Offenburg. Dem projektbegleitenden Ausschuss gehörten Entscheider aus der Industrie und ein externer Experte für Datenvisualisierung an.

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