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Mit KUKA zur Digital Factory

KUKA vereint die Welt des Maschinen- und Anlagenbaus mit der digitalen Transformation der Industrie – und prägt so das Thema Industrie 4.0 an entscheidender Stelle.


Die smarte Transformation in die digitale Welt

Digitalisierung braucht Pioniere: KUKA ist nicht nur proaktiver Treiber von hersteller- und industrieübergreifenden Standards, sondern engagiert sich auch in der Entwicklung von Plattformen, die die reale Produktion mit entsprechenden digitalen Strukturen verbinden. So schaffen wir die notwendigen Voraussetzungen für eine offene und übergreifende Plattformarchitektur. Wir sind dazu Partner und Mitglied in zahlreichen Verbänden und Institutionen, die Forschung und Technologie voranbringen, zum Beispiel bei der OPC Foundation (OPC UA), der Plattform Industrie 4.0, der Open Industry 4.0 Alliance, dem MindSphere World e.V. und der Industrial Digital Twin Association (IDTA).

Eine solche Plattformarchitektur bringt entscheidende Vorteile mit sich: Zum Beispiel kann darüber zu jeder Zeit und über jedes Endgerät auf die Daten der Produktion zugegriffen werden. So können Komponenten und Prozesse mit nahezu unbegrenzter Rechenleistung analysiert, administriert und, je nach Bedarf, angepasst oder neu konfiguriert werden. Und nicht zuletzt ist es möglich, über das Internet völlig neue Märkte und Regionen zu erreichen und Know-how zu skalieren.

  • Shopfloor

    Jeder Datentransfer beginnt bei einer Komponente in der Produktion: Steuerung und Sensorik generieren Daten und leiten diese über bestimmte Protokolle und Bussysteme weiter an die Edge.

  • UI & Apps

    Über Apps und deren UIs werden die Daten für Endanwender verarbeitet und übersichtlich dargestellt.

  • Edge-Gateway

    Die lokale Schnittstelle zwischen physischer und digitaler Welt: Hier werden alle I4.0 Komponenten vernetzt, Daten in Echtzeit analysiert und verarbeitet und verschlüsselt an die Cloud weitergegeben.

Shopfloor und Edge-Gateway

In der Digital Factory beginnt jeder Datentransfer zunächst mit einer Komponente oder einem Prozess in der Produktion. Deren Steuerung und Sensorik kommuniziert über bestimmte Protokolle und Bussysteme mit deren Peripherie. Das standardisierte Kommunikationsprotokoll hierfür ist OPC UA.

Das Edge-Gateway stellt dabei die Kommunikationsschnittstelle zwischen dem Zellen-Netz (Operation Technology, OT) und dem übergeordneten IT-Netzwerk (Information Technology) her. Auf der lokalen Edge-Ebene werden die Informationen der realen Dinge (Things) bereits gesammelt, konsolidiert, komprimiert und verschlüsselt.

Edge-Gateways können Sie problemlos in bestehende Produktionsanlagen („Brownfield“) integrieren und diese so an die neue digitale Welt anschließen. Da der Edge-Layer zwischen Things und Cloud interagiert, werden die Komponenten von den Anforderungen an Cloud-Kommunikation, wie Security, Rechenleistung, Speicherbedarf etc., entlastet und gleichzeitig um fehlende, Cloud kompatible Kommunikationsprotokolle ergänzt.

Für Sie als Endkunde und Betreiber der Zellen und Anlagen ist es wichtig, dass die Datenzugänglichkeit Ihrer Prozesse mit einer minimalinvasiven Integration einer Edge ermöglicht wird. KUKA forciert daher die Standardisierung und Offenlegung der Schnittstellen, sodass sämtliche Dinge der Produktion über dieselbe Edge mit der Cloud kommunizieren können. Hierbei arbeitet KUKA in den etablierten Gremien mit und treibt OPC UA als standardisiertes Kommunikationsprotokoll voran.

Deep Dive: Darüber hinaus werden die Erweiterungen TSN (Time Sensitive Networking) für deterministische Echtzeitkommunikation über OPC UA und AMQP (Advanced Message Queuing Protocol) für OPC-UA-Cloud-Kommunikation vorangetrieben. Zudem greift KUKA auf langjährige Erfahrungen mit Produkten auf der Edge zur Fernwartung zurück und hat dieses Wissen erst kürzlich erweitert.
Mit neuester Technologie revolutioniert KUKA die Digital Factory.

Der Cloud Layer im Internet

Die Daten werden auf der Edge gesammelt, vorgefiltert und unter Berücksichtigung der neuesten Sicherheitsstandards in die Internet-der-Dinge-Plattform (IoT-Plattform) gesendet. Die Plattform wird von etablierten Cloud-Anbietern wie Microsoft Azure oder Amazon Web Services zur Verfügung gestellt. Das garantiert moderne Sicherheitsstandards, Ausfallsicherheit und Kosteneffizienz.

Die IoT-Plattform befindet sich dann auf einer dieser Cloud-Infrastrukturen und wird mit Unterstützung von IoT-Spezialist Device Insight kontinuierlich weiterentwickelt. Sie kann auf beliebigen Infrastrukturen betrieben werden, also ganz nach Bedarf als Private- oder Public Cloud.
Auf der IoT-Plattform werden zahlreiche Services angeboten: Dazu gehören grundlegende Services zur Datenspeicherung und Verarbeitung (Big Data), sowie zur Authentifizierung und zum Berechtigungs-Management. Darauf aufbauend finden Prozesse der künstlichen Intelligenz, der vorausschauenden Wartung sowie Ereignisauswertungen statt.

Diese Daten können im Kontext einer Maschine oder auch einer ganzen Fabrik ausgewertet und mit zusätzlichen Informationen aus der KUKA Cloud angereichert werden. So können Anlagen-Betreiber detaillierte Einsichten gewinnen und anhand der Ergebnisse ihre Prozesse anpassen und effizienter machen.

KUKA hat stets die Bedürfnisse des mittelständischen Maschinen- und Anlagenbaus vor Augen. Deshalb ist unsere IoT-Plattform für Unternehmen sämtlicher Branchen verfügbar und kann marktübergreifend genutzt werden. So können Sie sich ganz auf Ihre Kernkompetenzen konzentrieren und erhalten dabei Zugriff auf etablierte Micro-Services.

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