Das Interdisciplinary Centre for Security, Reliability and Trust (SnT) der Universität Luxemburg und das Herstellungsunternehmen Cebi sind eine kollaborative Forschungspartnerschaft eingegangen.
Die Unterzeichnungszeremonie, die am 5. April stattfand, markierte den Beginn eines vierjährigen Projektes, welches von Luxinnovation und dem Ministerium für Wirtschaft unterstützt wird und das Industrie 4.0 in der Hauptfabrik von Cebi in Luxemburg umsetzen soll. Das Projekt entspricht der nationalen Strategie für Luxemburgs gemäss der Rifkin-Studie.
Während der letzten fünf Jahrzehnte wurden Fabriken mit computergestützten Maschinen ausgestattet, die in der Lage sind, Routineaufgaben schneller, effizienter und genauer auszuführen (dies wird auch als industrielle Automatisierung bezeichnet). Industrie 4.0 geht nun einen Schritt weiter und ermöglicht es diesen Maschinen, ihre Daten auszutauschen, miteinander zu kommunizieren und sogar andere Maschinen zu kontrollieren.
SnT-Forscher werden mit Cebi Luxembourg S.A. zusammenarbeiten, um dieses Netzwerk aus Maschinen (ein Beispiel für das ‚Internet der Dinge’) an ihrem Standort in Luxemburg wahr werden zu lassen. Seit der Unternehmensgründung im Jahre 1976 hat Cebi in beträchtlichem Ausmaß in Innovation investiert und dieses Projekt ist daher eine logische Konsequenz des Engagements des Unternehmens in diesem Bereich.
De l’industrie 1.0 à l’industrie 4.0
Die Möglichkeit, dass alle Maschinen einer Fabrik in einem gemeinsamen virtuellen Raum miteinander kommunizieren, bringt große potentielle Vorteile mit sich. Algorithmen des maschinellen Lernens können diese Daten verwenden, um die Gesamtleistung der Fabrik in Echtzeit zu überprüfen, technische Probleme zu verstehen und vorherzusagen und Ingenieuren Anweisungen zu geben, was zu tun ist. Allerdings stehen der Umsetzung dieses Ansatzes noch zahlreiche Hindernisse im Wege.
„Jahrzehntelang haben individuelle Lieferanten beim Bau von Fabrikmaschinen ihre eigene Software, eigene Systeme und Kommunikationsprotokolle verwendet“, sagt SnT-Forscher Dr. Jérémy Robert, ein Experte der industriellen Vernetzung, der die Forschungsarbeit leitet. „Da in Fabriken Maschinen zahlreicher Hersteller verwendet werden, ist es, als würden diese unterschiedliche Sprachen sprechen. Die Daten, die diese Maschinen produzieren, sind nicht kompatibel, was bedeutet, dass beispielsweise die Maschinen in Stufe eins des Produktionsprozesses nicht in der Lage sind, mit den Maschinen in Stufe zwei zu kommunizieren. Daher müssen wir die bestehenden Hardware- und Softwaresysteme analysieren und eine ‚Open-Source’ IT-Infrastruktur entwickeln, um diese ‚Sprachbarrieren’ zu überwinden.“
Wenn die Rohdaten alle an einem Ort verfügbar sind, geht es im zweiten Schritt des Projektes darum, diese Daten in umsetzbare Informationen zu verwandeln. Dr. Robert und sein Team werden mit der SnT Spin-off Firma DataThings, zusammenarbeiten, die auf aktives maschinelles Lernen und Echtzeitanalysen von Sensordaten spezialisiert ist, um die enorme Masse an Informationen zu verarbeiten, die täglich von der Fabrik produziert wird.
„Diese Algorithmen des ‚maschinellen Lernens’ werden mit der Zeit von Strukturen lernen, um zu wissen, ob die Fabrik effiziente Leistung erbringt“, fährt Dr. Robert fort. Ziel des Projektes ist es, einen industriellen Forschungsansatz für die Herausforderung ‚Industrie 4.0’ zu entwickeln, wobei ein starker Fokus auf offene Standards gelegt wird, um zu gewährleisten, dass Produktionsbetriebe interoperabler und flexibler sind.
Le Dr Jérémy Robert, Paul Elvinger, Raymond Mohrbach, René Elvinger, le Prof. Björn Ottersten, le Dr Grégory Nain, le Dr Sylvain Kubler et le Dr Assaad Moawad
„Unsere Zielsetzung ist klar“, sagt Paul Elvinger, Vorstandsmitglied bei Cebi. „Wir wollen neue Instrumente und Dienste zur Unterstützung der Entscheidungsfindung nutzen, um die Gesamtanlageneffektivität [wie gut ist die Leistung der Produktion hinsichtlich der erwarteten Kapazität] deutlich zu verbessern. Diese Instrumente reichen von der Live-Überwachung unterschiedlicher Generationen von Werkzeugmaschinen und Leistungskennzahlen bis hin zu fortschrittlicheren digitalen Diensten, wie vorausschauende Instandhaltung, Optimierung des Fertigungssystems und autonomer Betrieb.“
Wichtig ist auch, dass das Projekt für zahlreiche Fertigungsbranchen, die aktuell eine große Bandbreite unterschiedlicher Produktionstechnologien nutzen, eine Protokolldefinition ermöglichen wird. „Es wird einige Jahre dauern, bis diese Forschung im großen Maßstab einen übergreifenden Technologieeinsatz in den verschiedenen Produktionsstätten von Cebi ermöglichen wird, aber wir machen den Weg frei und beseitigen ein großes Hindernis, das die digitale Fertigung aktuell noch einschränkt“, erklärt Franck-Alexandre Sallebant-Bessone, der Corporate Project Manager von Cebi International, der das Industrie 4.0-Programm auf Gruppenebene leitet. „Dies wird es anderen Herstellern ermöglichen, diese Technologien einfacher zu implementieren.“