Mit TSN neue KI-Anwendungen erobern

Das Partnerkonsortium der Smart Factory-KL zeigt auf der Hannover Messe eine skalierbare Lösung, die sich für Industrial-Intelligence-Anwendungen eignet.

Die Infrastruktur der Industrie 4.0-Produktionsanlage des Smart Factory-KL-Partnerkonsortiums erhielt dieses Jahr ein neues, sternförmig skalierbares Installationskonzept. Die Infrastrukturknoten unterstützen dabei unabhängige Produktionsinseln mit mehreren Modulen. „Mit dieser Lösung zeigen wir den nächsten Schritt in Richtung einer praktischen Einführung einer standardisierten Modulschnittstelle. So kann eine Produktionsanlage schnell und flexibel rekonfiguriert werden“, sagt Prof. Dr. Martin Ruskowski, Forschungsbereichsleiter Innovative Fabriksysteme am DFKI.

In diesen Knoten steht nun Rechenleistung über Edge Computing für Industrial-Intelligence-Anwendungen zur Verfügung. Edge Computing wird in der Infrastruktur-Box beispielsweise für die Anzeige von Verbrauchsdaten der einzelnen Module direkt an der Box angewendet. Der Mitarbeiter kann die Daten dadurch schnell umreißen und den angeschlossenen Modulen zuordnen. Dadurch wird auch die dezentrale Überwachung der Anlagenfunktion vereinfacht und ermöglicht zudem, Fehlfunktionen in den Produktionsmodulen durch die Auswertung der Versorgungsdaten zu analysieren und die notwendigen Wartungsschritte einzuleiten.

Verantwortlich für die Datenübertragung zwischen Infrastruktur und Server ist dabei die Echtzeittechnologie TSN (Time-Sensitive Networking). Mithilfe von TSN können Datenpakete priorisiert werden. Das bedeutet, dass anhand von Prioritätsklassen flexibel entschieden werden kann, welche Daten sofort verfügbar sein müssen und bei welchen eine Verzögerung akzeptabel ist. Durch TSN wird beispielsweise garantiert, dass sicherheitskritische Daten mit höchster Priorität versendet werden und selbst dann ankommen, wenn das Netzwerk stark belastet ist. So soll auch gewährleistet werden, dass ein Modul prozesssicher und verbindlich weiterarbeitet, selbst wenn das Netzwerk überlastet sein sollte.

„TSN leistet einen wichtigen Beitrag sowohl zur horizontalen als auch zur vertikalen Integration. Ferner ermöglicht OPC UA in Kombination mit TSN Herstellerunabhängigkeit auf der Datenübertragungsebene. So können beliebige Sensoren und Aktoren in Echtzeit Daten versenden und empfangen und bestehende Anlagen flexibel nachgerüstet werden. Die bisherigen proprietären Feldbusse stellen kein Hindernis mehr dar“, fasst Prof. Dr. Detlef Zühlke, Vorstandsvorsitzender der SmartFactory-KL, die Vorteile für die Industrie zusammen.

db