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Kommunikation mobiler Akteure

UHF

Die Nutzung der Luftschnittstelle zur Ortung und dem Tracking von Material, Produkten und Aufträgen stellt einen weiteren Meilenstein im Zeitalter der AutoID dar. Logistiksysteme werden im Zeitalter von Industrie 4.0 die UHF-RFID-Technologie im Nah- und Fernbereich für die automatische Identifizierung beteiligter Akteure standardmäßig nutzen.

NFC

NFC zum gezielten Lesen oder Schreiben einzelner Tags bietet sich in einer 1:1-Beziehung an, innerhalb derer auch eine passwortgeschützte Kommunikation (siehe Bezahlsysteme) möglich ist. Während bei UHF Bulklesungen mehrerer Tags im Nah- bis Fernbereich im Vordergrund stehen ist NFC nur für Einzellesungen im Nahberech mit einem Abstand von wenigen Zentimetern ausgelegt (HF-Frequenzbereich). Mittels günstiger Lesesysteme sowie portablen Smartphones sowie Tablets werden dezentrale Order- oder Verbuchungsvorgänge ermöglicht.

Bluetooth LE

Bluetooth hat sich als Standard für die drahtlose Verbindung von IT-Komponenten etabliert. Speziell durch die 4. Generation „BLE“ (Bluetooth Low Energy) ermöglicht diese Luftschnittstelle die Anbindung von autarken, mit Batterie ausgestatteten Komponenten zur Übermittlung spezifischer Ortsinformationen oder Nachrichten. Wir haben solche sogenannten Beacons an spezifischen Stellen der Modellfabrik positioniert. Durch das Annähern, Entfernen oder Verweilen im Bereich des Beacon erhält ein Produktionsmitarbeiter spezifische Informationen oder Hinweise.

ZigBee

ZigBee ist ein Industriestandard zur drahtlosen Gebäudeautomation für Kurzstrecken (10 bis 100 Meter) und z.B. für die Übertragung von Sensordaten geeignet. Die Sensoren benötigen sehr wenig Energie und können somit sehr lange ohne Austausch der Batterie auskommmen.

WLAN

Last but not least ist WLAN als Mittler für größere Datenmengen zur Versorgung mobiler Geräte ein etablierter Standard.

 

Connectivity

middleware und Applikationen

Eine starke middleware, die als Kommunikationszentrale zwischen dem Zentralorgan ‚ERP-System‘, den mobilen Endgeräten sowie Datenbanken fungiert und dabei die angeforderten Informationen mitsamt Berechtigungen lenkt. Die Applikationswelt der mobilen Endgeräte bildet ein Assistenzsystem für den Mitarbeiter und unterstützt diesen im Sinne von ‚Information – Interaktion – Intelligenz‘!

ERP-Anbindung

Das Zentralorgan ‚ERP-System‘ ist Mittler zwischen verbundenen Firmen sowie Kunden und Lieferanten. Eine direkte Anbindung an das Zentralorgan ‚ERP-System‘ ist für die dezentral steuernde Industrie 4.0-Welt unabdingbar und durch eine leistungsstarke middleware realisiert.

Konsistente, vertikale und horizontale Kommunikation – Bussysteme und Protokolle

Kommunikationsstandards wie OPC-UA sowie z.B. die ADS-Transportschicht von TWINCAT der Firma Beckhoff erlauben einen weitgehend auf Standards beruhenden Austausch von Informationen aller Akteure, wobei die Informationen sowohl horizontal als auch vertikal fließen. Die vertikale Einbindung eines ERP-Systems über das genormte OPC-UA-Protokoll wird zum Standard.

Datenbanken und cloud computing

Last but not least müssen verteilte Datenbanken, die sich u.a. für einen erweiterten Kreis an Akteuren in der cloud befinden können, miteinander verbunden werden. Die middleware bzw. definierte Kommunikationsstandards wie OPC-UA oder auch die ADS-Transportschicht erlauben eine konsistente Verbindung.

 

Teilnehmer am Kommunikationsnetz

Sensoren

Aktoren

Transponder – Tags

Tablets – Assistenzsysteme

Smartphones – Assistenzsysteme

Server – Netzwerkapplikationen

Desktop PCs – Clients

Datenbanken – cloud

Industriesteuerungen – Steuerungssysteme

 

Interaktive Systeme und Visualisierung

Mobile Devices

Mobile Anwendungen sind ein zentrales Medium, um das Echtzeitabbild der Fertigung erzeugen aber auch direkt verarbeiten zu können und so aus Echtzeit-Information, unmittelbare Interaktion entstehen zu lassen. Darüber hinaus werden intelligente Assistenzsysteme den Mitarbeiter zur Seite stehen und zielgerichtete Entscheidungen unterstützen. 2012 wurden erstmalig mehr mobile Devices als PCs (Notebooks, Desktops) abgesetzt.

Wearables

Wearables unterstützen mobile Anwendungen und lassen dem Mitarbeiter komplette Bewegungsfreiheit. Ein Armband zur Steuerung durch Gesten oder zur Erfassung von RFID-Tags im Warenumschlag; eine Datenbrille für den Zugriff auf Applikationen, … – Datenerfassung, Information, Interaktion in Echtzeit und direkt.

Gestensteuerung

Die Gestensteuerung ist eine simple Möglichkeit zur direkten Steuerung maschineller Anwendungen durch den Menschen. Devices nehmen die Bewegung der Hand und Finger oder auch die Bewegung des Körpers auf und setzen diese in die Steuerung einer Maschinenanwendung um. Somit werden Mensch-Maschine-Schnittstellen effizienter handhabbar.

Vernetzte Plantafel

Aufgrund der Notwendigkeit zur hirnkompatiblen, simplen Visualisierung von Planungszuständen für die Fertigungssteuerung setzen vielen Betrieben auf klassische Planungswerkzeuge wie KANBAN-boards, Dispo- und Plantafeln, … Deren Vernetzung mit der IT durch AutoID (vornehmlich RFID) oder auch Bilderkennung birgt interessante Optionen für eine ganzheitliche Echtzeit-Kommunikation und -Interaktion.

 

AutoID

RFID

RFID wird sich als kontaktlose Möglichkeit zur automatischen Identifizierung von Materialien, Produkten, Aufträgen, … sowohl in der Industrie als auch im kommerziellen Bereich etablieren. Durch die Möglichkeit zum Beschreiben von Tags kann RFID auch erweiterte Informationen im Lebenszyklus eines Produkts aufnehmen und transportieren.

QR-Code / Strichcode

Der QR-Code als 2D-Code ist wesentlich fehlertoleranter und kann mehr Information speichern als herkömmliche Strichcodes (Barcodes) und das ganze schnell (QR=’quick response‘) sowie sicher.

Spracherkennung

Spracherkennung kann ebenfalls zur Interaktion zwischen Mensch und Maschine beitragen. Intelligente Systeme können inzwischen das gesprochene Wort sicher und schnell identifizieren und die Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine alternativ gestalten.

Ortung via Luftschnittstelle (GPS, WLAN, RFID, Bluetooth, UWB, …)

Die Ortung von jeglichen am Logistikprozess beteiligten Akteuren (Waren, Transportmittel, …) im Kleinen wie im Großen trägt wesentlich zum Echtzeitabbild bei und liefert im Zuge der Steuerung eines gesamten Produktions- und Logistiksystems einen wesentlichen Beitrag.