Wie können Produktionsanlagen im Sinne des Plug & Produce flexibel und sicher zugleich umgebaut werden? Die Lösung ist ein erweitertes modulares Safety-Konzept, das das Partnerkonsortium der SmartFactory-KL-Industrie 4.0-Produktionsanlage auf der Hannover Messe vom 23. bis 27. April 2018 präsentiert.
Modulare Zertifizierung wird somit von der Anlagen- bis zur Komponentenebene möglich und reduziert die Stillstandzeiten beim Anlagenumbau deutlich. Diese Umsetzung ist auf dem Gemeinschaftsstand von SmartFactory-KL und dem Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Halle 8, Stand D18 zu sehen.
Jeder Anlagenhersteller muss eine Konformitätserklärung abgeben und somit bestätigen, dass alle Gefahrenszenarien seiner Anlage beherrscht und die Mindestanforderungen an die Sicherheit erfüllt sind. Bei einer modularen Anlage der Zukunft kann die Konformität nach jedem Umbauvorgang nur dann zügig bestätigt werden, wenn ein modulares Zertifizierungskonzept die verschiedenen Anlagenvarianten vorab geprüft bereithält. Wird eine bereits im Vorfeld zertifizierte Anlagenkonfiguration im Sinne des Plug & Produce gewählt, können somit lange Stillstandzeiten vermieden werden.
Use Case: Flexibles Transportsystem in modulare Sicherheit integriert
Das flexible Transportsystem (FTS) ist erstmals in das modulare Safety-Konzept der SmartFactory-KL-Industrie 4.0-Anlage mit einbezogen. Fährt das FTS in den Zonenbereich einer Produktionslinie, wird es automatisch diesem Anlagenteil und folglich auch dieser Nothaltschleife zugeordnet.
Durch den Use Case wird der Vorteil des erweiterten Safety-Konzepts für modulare Produktionsanlagen in der Praxis deutlich: An Stelle des Transportsystems könnte zum Beispiel eine Modulkomponente ebenso flexibel ausgetauscht und automatisch zertifiziert werden; es muss lediglich ein sicheres Profil für diese Komponente bereits vorliegen.
Steuerung der modularen Zertifizierung über die Cloud
Die SmartFactory-KL-Anlage weist eine zusätzliche Neuerung auf: das erweiterte Safety-Konzept wird ab sofort über den drahtlosen Kommunikationsstandard 5G in Echtzeit in der Cloud gesteuert. Somit ist die für die Zertifizierung notwendige deterministische Kommunikation möglich. In der Cloud ist ein digitales Abbild (Digital Twin) aller Module vorhanden, in dem verschiedenen Safety-Parameter definiert sind. Wird eine neue Modulkonfiguration zusammengestellt, so erfolgt der Abgleich IT-gestützt mit den hinterlegten Szenarien. Ist die gebildete Konfiguration bereits als sicher bekannt, so wird die Konformität der neuen Konfiguration bestätigt.
„Der Vorteil dieser Lösung ist, dass Stillstandzeiten nach dem Anlagenumbau deutlich reduziert werden, denn die meist aufwendigen und zeitintensiven Entscheidungsprozesse rund um die Sicherzeit der Anlage übernimmt nun eine künstliche Intelligenz. Dieses automatische Zertifizieren in der Cloud führen wir auf unserem Messestand konzeptionell vor“, so Prof. Dr. Detlef Zühlke, Vorstandvorsitzender der SmartFactory-KL.
Die Partner des SmartFactory-KL-Industrie 4.0-Demonstrators sind: Belden/Hirschmann, Bosch Rexroth, B&R Automation, EPLAN Software & Service, Festo, HARTING, Huawei, IBM, KIST Europe, LAPP KABEL, METTLER TOLEDO, MiniTec, PHOENIX CONTACT, Pilz, proALPHA, SAP, Siemens, TÜV SÜD, Weidmüller.