ECC4P überwacht und steuert den Produktionsprozess zentral und visualisiert die Daten in Echtzeit auf einem Monitor. Die Kombination aus Maschinensteuerung, Sensorsystem, Edge Device mit KI-Analysemodul und Cloud-Anbindung bildet das Herzstück der Lösung. Mehrere grafische Benutzeroberflächen stellen eine detaillierte Modell- und Datenübersicht bereit und ermöglichen Interaktion zwischen Edge und Cloud.
Um den Produktionsprozess zentral zu überwachen und zu steuern, visualisiert das ECC4P genannte Lösungspaket die Daten in Echtzeit. Die Kombination aus Maschinensteuerung, Sensorsystem, Edge Device mit KI-Analysemodul und Cloud-Anbindung bildet das Herzstück der Lösung. Laut Fraunhofer stellen mehrere grafische Benutzeroberflächen eine detaillierte Modell- und Datenübersicht bereit und ermöglichen Interaktionen zwischen Edge und Cloud.
Viele kleine und mittelständische Betriebe kämpfen mit einem Mangel an Fachkräften und unzureichender Automatisierung ihrer Produktion. Die Folgen sind häufige Maschinenstillstände und Produktionsfehler. Gängige Überwachungslösungen sind häufig kostspielig und nicht flexibel. Fraunhofers Automatisierungslösung hingegen böte flexible und kosteneffiziente Möglichkeiten für die Aufzeichnung von Prozessdaten. »Unser Konzept ECC4P reduziert Ausschuss, senkt Prüfkosten und ermöglicht eine kontinuierliche Produktionsüberwachung in einem durchgängigen Datenraum mit geringen Latenzzeiten,« erläutert Projektleiter Alexander Schuster vom Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU, Spezialist für industrielle Fertigung.
Ein zentrales Element von ECC4P ist die direkte Erfassung sensibler Messdaten in den Maschinen. Dafür stehen innovative Sensorsysteme bereit: smartGRIND zur Überwachung von Schleifprozessen, smartTOOL für Fräs- und Bohrprozesse sowie smartNOTCH für Umformprozesse. Diese Sensorsysteme kommunizieren über eine speziell entwickelte Schnittstelle miteinander. Dadurch sollen sie sich flexibel mit unterschiedlichen Auswertesystemen oder direkt mit der Maschinensteuerung verbinden lassen. Gemeinsam mit den Maschinendaten werden die erfassten Sensordaten an die ECC4P Schnittstelle übermittelt. Dort erfolgt eine vollständige Synchronisierung, bevor ein KI-gestütztes Analysemodul die Daten automatisch verarbeitet und auswertet.
Je nach Anwendung können auf diese Weise Prozessanomalien, Bauteilausschuss oder Werkzeugverschleiß frühzeitig registriert werden, so Fraunhofer weiter. Die gewonnenen Erkenntnisse werden anschließend an die Maschinensteuerung zurückgespielt, sodass die Maschine bei kritischen Produktionsereignissen automatisch reagieren kann. Gleichzeitig werden die Prozessdaten und Analyseergebnisse in einer übergeordneten Edge Cloud gespeichert.
Eine benutzerfreundliche Oberfläche soll den einfachen Abruf und die Visualisierung dieser Mess- und Analysedaten unterstützen. Sie stehen sowohl auf Server- oder Cloud-Instanzen als auch in der ECC4P-Cloud zur Verfügung. Das System gewährleiste so einen sicheren und souveränen Datenaustausch zwischen Edge und Cloud, betonen seine Entwickler.
Änderungen in den Produktionsprozessen sollen sich intuitiv über eine grafische Benutzeroberfläche berücksichtigen lassen – dabei werden KI-Modelle automatisch angepasst und neu trainiert. Das dafür notwendige rechenintensive Training erfolgt in der Cloud, während zeitkritische Prozesse direkt auf dem Edge Device verarbeitet und ausgewertet werden. Letztlich werde die Produktion effizienter, sicherer und zukunftsfähiger, so Fraunhofer. Das Unternehmen benötige somit keine aufwendigen Umrüstungen.
Die Technologie basiert auf den Entwicklungen des Fraunhofer Clusters of Excellence Cognitive Internet Technologies CCIT. Sie kombiniert Edge- und Cloud-Computing, um einen kontinuierlichen Produktions- und Datenraum zu schaffen. Dadurch wird die Rechenleistung bedarfsorientiert verteilt – je nach Datenaufkommen und Latenzanforderungen.
Die Fraunhofer-Institute für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU (Chemnitz), für Integrierte Schaltungen IIS (Erlangen), für Software- und Systemtechnik ISST (Dortmund), für Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS (Bonn) und für Angewandte und Integrierte Sicherheit AISEC (München) haben hierfür gemeinsam eine leistungsstarke Lösung entwickelt.
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