24.11.2015

Qualifikation 4.0

Qualifikation 4.0

Lernen für die digitale Produktion mit der CP Factory
Lernen für die digitale Produktion mit der CP Factory – der cyber-physischen Forschungs- und Lernfabrik

Die massiv steigende Quantität an Daten und Komplexität in der Vernetzung von Anlagen- und Unternehmensbereichen macht es notwendig, dass Produkte entwickelt werden, die den Datenfluss leicht projektierbar und handhabbar machen – auf der Ebene der Produktion, aber auch schon für die Aus- und Weiterbildung der Fachkräfte.

 

In Teilbereichen der Fertigung, die digital vernetzt werden sollen, müssen Komponenten und Netzwerktechnologien definiert werden, die an den jeweiligen Schnittstellen kompatibel sind und  insgesamt ein stabiles IT-und Fertigungssystem ergeben, also tatsächlich für eine Effizienzsteigerung sorgen können. Fachkräften aus beiden Bereichen, dem Betrieb und der Optimierung von Anlagen und der Entwicklung von intelligenten Komponenten, muss hierzu eine tiefgehende Kenntnis im Aufbau und der Programmierung von digitalen Anlagen-Netzwerken vermittelt werden.

 

An dieser Schnittstelle zwischen Forschung, Produktion und Ausbildung arbeitet Festo Didactic an der Bereitstellung von Komponenten und Lernsystemen, mit denen sich Fachkräfte auf die digitale Produktion vorbereiten können und die zu Forschungszwecken eingesetzt werden können – zum Beispiel für die Entwicklung von Standards in der Netzwerkkommunikation durch intelligente Komponenten. Die Technologien und Lernsysteme für die Industrie 4.0 werden innerhalb der cyber-physischen Forschungs- und Lernfabrik CP Factory von Festo Didactic in Schulen, Hochschulen und Unternehmen eingesetzt.

 

Festo Didactic zeigt im Zusammenhang mit der Lernfabrik u. a. das CPS Gate - ein fundamental weiterentwickeltes intelligentes Modul zur Kommunikation von Prozessdaten.

 

Das CPS Gate funktioniert innerhalb der Arbeitsstationen der Fabrik als das elementare Modul zur Steuerung der Prozesse. Es vereint SPS, Sensoren, Aktoren und RFID/NFC-Technologie in einem Produkt und kommuniziert im Netzwerk mit dem angeschlossenen IT-System (ERP) und dem  Fertigungs-Managementsystem (MES) sowie den zu bearbeitenden Produkten alle produktionsrelevanten Daten.

 

Das CPS Gate ist eine Neuentwicklung im Bereich der Digitalisierung von mechanischen Anwendungen und der Reduktion von Komplexität im Anlagennetzwerk. Direkt am Transportband der jeweiligen Arbeitsstation einer Fertigungslinie lokalisiert und nimmt das CPS Gate über eine NFC-Antenne, eine  RFID-Antenne und eine OPC-UA Schnittstelle  Daten vom Werkstück, dem MES und weiteren IT-Systemen auf und kommuniziert sie an die Applikationen der Arbeitsstation. Damit übernimmt das Gate einen Großteil der Steuerung des Produktionsprozesses, ersetzt eine zentrale SPS und dient der Strukturierung und Modularisierung  von Anlagen. Das CPS Gate integriert auf einer Größe von ca. 11 x 14 x 3 cm einen hochleistungsfähigen Rechner, eine IEC 61131 V3-basierte  Steuerung, einen 3 Port Switch, diverse Sensoren und Schnittstellen und eine Leiterplatte, die einen Großteil der herkömmlichen Verkabelung und Konfigurierung in einem Anlagenmodul durch digitale Technologien und Programmierung ersetzt.

 

Das CPS Gate bietet auch deutlich weiterentwickelte Strukturierungselemente in der Handhabung durch Studenten und Forscher: Immer wiederkehrende aber komplexe Routinen des Datenhandling werden einmalig entwickelt und als „Anlagenfirmware“ in das CPS Gate ausgelagert. Dadurch wird die Komplexität der Anlagensoftware drastisch reduziert und die Übersichtlichkeit der Anlagenprogramme erhöht. Die SPS-Programme für die wertschöpfenden Arbeitsstationen sind einfacher zu verstehen und besser zu warten. Durch eine klar definierte Schnittstelle zwischen CPS Gate und zugeordneter Arbeitsstation werden auch unerfahrene Studenten und Programmierer in die Lage versetzt, eigenständig Stationsprogramme zu entwickeln, ohne gleichzeitig die Gesamtfunktion einer Anlage übersehen und beeinflussen zu müssen. Über die Codesys-Programmieroberfläche des CPS Gate auf Basis des Standards IEC61131 V3 kann das Verhalten des CPS Gate frei und objektorientiert programmiert werden.

 

Weitere Themen, die mit der CP Factory praxisnah trainiert werden können, sind Energiemonitoring und –management, Einsatz von Smart Devices und Augmented Reality-Applikationen in der Produktion, Netzwerkkommunikation, Kommunikationsstandards, Kamera- und Sensorsysteme und datenbasierte Autragssteuerung über MES.

 

Das CPS Gate wurde im Rahmen des Forschungsprojektes OPAK entwickelt. OPAK wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert.

http://www.opak-projekt.de

Ansprechpartner:

Heike Haarmann

+49(711)3467-1290
+49(711)346754-1290

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Festo Pressebild CP Factory CP Factory - Cyber-physische Forschungs- und Lernfabrik
Festo press photo CP Factory CP Factory - Cyber-physical research and learning platforms