Sensoren für Industrie 4.0: Produktion in der Smart Factory erfassen

Screenshot BI Smart Factory Sensoren Sensorik Industrie 4.0 Internet of ThingsMit Sensoren in der Industrie 4.0 können Produktionsdaten, die während der Prozesse zur Beschaffung, Verteilung und Fertigung entstehen, genutzt werden. Produktion lässt sich in allen Details transparent darstellen, Effizienz steigern, Overhead verringern. Für die Entwicklung sind in starkem Maße Kapazität an Rechnerleistung, passende Sensorik und mobile Kommunikation erforderlich. Genügend Prozessorleistung sowie das Angebot für Vernetzung und smarte Datenübertragung sind vorhanden, daher differenziert sich Industrie 4.0 besonders über die Sensorik-Erfassung. Im Industrial Internet of Things werden Daten im großen Stil erfasst und intelligent ausgewertet. Angesichts des Trends zur Sensorfusion beginnen Hersteller, das gesamte Sensorsystem zu berücksichtigen. Die IT2Industry stellt Entwicklungen und Anwendungsszenarien von „IT & Sensorik“ im Konferenzprogramm am 11. November 2014 vor.

Prof. Dr.-Ing. Daniel Schilberg Hochschule Bochum
Prof. Dr.-Ing. Daniel Schilberg Hochschule Bochum

Plug and Produce – Der Roboter und sein Weltbild“ zeigt Prof. Dr.-Ing. Daniel Schilberg, Hochschule Bochum. In seinem Vortrag beschreibt er flexible Produktion im Industrie 4.0 Kontext, zeigt konfigurierbare und re-konfigurierbare Roboterzellen sowie Sensoren als Agenten.

Sensordaten in Industrie 4.0 und Internet of Things

Alexander Körner IBM Deutschland
Alexander Körner IBM Deutschland

Im Fokus des Vortrags von Alexander Körner, IBM Deutschland GmbH, steht die Frage „Quo vadis Sensordaten? Effiziente Verarbeitung und Auswertung von strukturierten und unstrukturierten Zeitreihendaten„. Im Industrie 4.0 und Internet of Things (IoT) sind überall Sensordaten und fallen in so großen Mengen an, sodass klassische Datenbanksysteme damit häufig überfordert sind. Warum Industrie 4.0 und IoT Sensordaten nur zentral verarbeiten, wenn man sie zusätzlich auch aufsogenannten ‚Edge Devices‚ vor Ort erfassen und auswerten kann? Die zeitreihenbasierten Sensordaten kommen sowohl strukturiert, als auch immer häufiger unstrukturiert vor. Im Rahmen des Vortrags wird in die Problematik der Sensordatenverarbeitung eingeführt und es werden die Vor- und Nachteile verschiedener Ansätze diskutiert. Dazu wird eine hybride IBM Datenbanktechnologie vorgestellt, die es erlaubt, Sensordaten schnell, effizient und hoch skalierbar sowohl in der Cloud, als auch embedded in kostengünstigen ‚Edge Devices‚ zu verarbeiten. Anhand von Fallbeispielen aus den Bereichen Automotive, Energiewirtschaft und Industrieautomatisierung wird diese Technologie vorgestellt und mit vorliegenden Benchmarks untermauert.

Sensordaten zur Entwicklung neuer Fahrzeuge

Lastdatenmonitoring an Fahrzeugen“ beschreibt Andreas Küchler, monalysis GmbH, in seinem Vortrag anhand Durability Transfer, Internet-based Remote Sensor Validation und Black Box Measurement. Als Basis für die Entwicklung neuer Fahrzeuge müssen die während des Betriebs auftretenden Lasten als Vorlage für die Auslegung, Simulation und Test zur Verfügung stehen. So müssen so effizient wie möglich gesammelt werden und alle auftretenden Merkmale unter typischen Einsatzbedingungen mit unterschiedlichen Fahrern und Fahrzeugen enthalten. Um möglichst unverfälscht Einsatzdaten sammeln zu können, werden die Messdaten mit Hilfe von Black-Box-Messinstrumenten aufgezeichnet, die Einsatz des Fahrzeugs nicht behindern oder anderweitig Einfluss auf das Nutzungsverhalten hervorrufen. Um eine möglichst umfangreiche und aussagekräftige Datenbasis zu erhalten, müssen die Sensordaten validiert werden, damit Ausfälle zeitnah erkannt und die Sensoren ersetzt werden können. Mit Hilfe von Internet-basierten Datenverbindungen werden speziell entwickelte Workflows und Tools verwendet, die eine zentrale, automatisierte Überwachung von Fahrzeugen im Kundeneinsatz ermöglichen.

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In his lecture ‚Who do I trust?‘John Ralston, Freescale Semiconductor, Inc ., will focus on vulnerability of the industrial infrastructure, industrial interconnect, and creating a trusted node. Today’s industrial interconnect is moving towards standard protocols running on wired Ethernet (IEEE 802.3) and wireless Wi-Fi® (IEEE 802.11). The wireless interconnect has started to raise the awareness of areas of vulnerability in industrial infrastructure. Such as:
– Is this node genuine? Is the sensor, actuator or processing element real hardware, running the correct software, perfoming a valid function?
– Are messages sent over the interconnect protected from being intercepted, or have rogue messages been injected?
– Connecting to the factory industrial network: either locally from inside the factory, or remotely from another factory.
The presentation by John 
Ralston will show how nodes connected to the industrial interconnect can be authenticated, ensuring that a trusted starting point is achieved. It will further explain how to allow correct commands and data to be transferred using encryption, where appropriate; and how gateways can provide the necessary protection into the industrial network.

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