Jahresbericht 2019

Vernetzte Prüfstände in gewachsenen Laborumgebungen.

Digitalisierung, Retrofit, Industrie 4.0

Chancen für ein besseres Prüfstands- oder Prozessverständnis bleiben oft ungenutzt, da gewachsene Systeme bisher nicht durchgängig digital vernetzt sind. Im Fraunhofer LBF werden seit Januar 2019 smarte, digitale Lösungen dank einer neuen strategischen Maßnahme gezielt aufgebaut. Dadurch erhält auch das Thema der Vernetzung unterschiedlicher Systeme ein größeres Gewicht.  

Gemeinsam mit den Fachabteilungen und der zentralen Technik schaffen interdisziplinäre Teams neue, offene Lösungen zur Überwachung von komplexen Prüfständen und sensiblen Laboreinrichtungen, die sich auf beliebige technische Systeme in der Industrie übertragen lassen.

Gewachsene Laborumgebungen

Die große und jahrzehntelange Erfahrung in der Konzeption, dem Aufbau und dem Betrieb von Labor- und Prüfstandsumgebungen haben zu einer ausgeprägten Vielfalt an Labortechnik am Institut geführt. Diese hat unterschiedliche digitale Voraussetzungen und benötigt daher offene Lösungen zur Vernetzung, um eine Vernetzung mit Server- oder gar Cloud-Diensten sicherstellen zu können.

Aufgrund datenschutzrechtlicher Bedenken und Sicherheitsfragestellungen muss im Vorfeld genau geprüft werden, wie Freigaben von Daten und die Vernetzung im Allgemeinen abzulaufen haben. Ziel ist, möglichst große Mehrwerte bei maximaler Datensicherheit zu erreichen.

Technische Lösung

Um die zahlreichen Prüfstände in unterschiedlichen Varianten und unterschiedlichen Alters mittels Baukastenprinzip ideal bedienen zu können, haben die Teams im Fraunhofer LBF zunächst zwei unterschiedliche Retrofit-Lösungen entwickelt, die auf offenen Bausteinen aufsetzen. Dabei ermöglichen Einplatinencomputer die Schnittstelle zwischen Prüfstandselektronik und sicherheitskritischen Elementen auf der einen und die Vernetzung als getrenntes System auf der anderen Seite. Die Vernetzung erfolgt über ein internes Netzwerk mit speziellen Berechtigungszonen zu einer Datenbanklösung im Hintergrund. Mit diesen Daten können dann Visualisierungslösungen wie in der Abbildung zur Status-Anzeige aufgebaut werden.

Aufgrund der Komplexität und der Vielzahl an Disziplinen und Anforderungen kann der Aufbau von smarten, digitalisierten Lösungen, die den Kundenwunsch in den Mittelpunkt stellen, nur durch eine vertrauensvolle und interdisziplinäre Zusammenarbeit über unterschiedliche Ebenen hinweg gelingen.

Mehrwert

Diese neuen Lösungen ermöglichen es, unterschiedlichste und bisher nicht vernetzte Prüfstände zur sicheren Datenübertragung zu befähigen. Die vorgestellten neuen Lösungen stehen ab sofort auch unseren mittelständischen Kunden für ihr Retrofitting bestehender Anlagen zur Verfügung. Dabei werden insbesondere auch die Anforderungen an Sicherheit erfüllt.

Die Möglichkeiten durch diese Vorgehensweise sind quasi unbegrenzt. Einerseits ermöglichen diese Verfahren interne Effizienzgewinne, da die Belegschaft auf ihren Schreibtischen oder mobilen Endgeräten Prüfstandszustände abfragen kann. Gleichzeitig können größere Datenmengen mit Verfahren zur Bilderkennung oder den Methoden der künstlichen Intelligenz zu neuen Erkenntnissen aufbereitet werden. Beispielsweise können spezifische Gruppen ermittelt und ungewöhnliche Sonderereignisse wie Anomalien in den Daten erkannt werden. Hierauf aufbauend werden neue, nutzungsabhängige und kundenzentrierte Geschäftsmodelle erreichbar.

Das Fraunhofer LBF ermöglicht damit smarte, digitale Lösungen, die die digitale Welt mit der gewachsenen, analogen Welt verschmelzen lässt.