Bereit für Industrie 4.0

Mit 15 Demonstratoren, die in vier  Ländern entwickelt wurden, kamen folgende Forschungsinhalte ganz oder teilweise zur Umsetzung:

• DCP –  Die verteilte Steuerungsplattform
• IIoT –  Für die vertikale Kommunikation der am Prozess beteiligten Akteure (Mensch und Maschine)
• MQTT – zur effizienten Kommunikation innerhalb der DCP (Distributed Control Platform)
• OPC UA – zur herstellerübergreifenden Vereinheitlichung von Kommunikationsschnittstellen bei Maschinen
• 5G – für robuste, hoch verfügbare, kabellose Kommunikation in Echtzeit
• HMI/GUI – innovative Steuerungskonzepte mittels Smartphone oder Tablet unter Einsatz einer nutzerfreundlichen, selbsterklärenden Bedieneroberfläche
• Indoor Localization – zur Ortung aller Prozessbeteiligter im Raum und zueinander
• PDR / Wearable – Zusammenführen von Daten aus der Indoor Localization  mit weiteren Sensordaten der Bediener*innen, um die Lokalisierungsgenauigkeit robuster und damit sicherer zu gestalten
• Zugangskontrolle – Bediener*innen authentifizieren sich, um gemäß hinterlegter individueller Berechtigungsstufen Zugang zu innovativen Assistenzfunktionen zu erhalten
• Cybersecurity zur Sicherstellung der Datenintegrität und IT-Sicherheit
• 3D-Tools – zur Abbildung und Optimierung von Prozessen über den gesamten Lebenszyklus
• Digital Twin – zur digitalen Inbetriebnahme sowie Prozesssteuerung über den Digitalen Zwilling
• Innovative Assistenz Funktionen
  • Come to me
  • Follow me
  • Follow machine
  • Go-To
  • Come to machine
  • Collision avoidance
  • Definition von “No go areas”

Vorteile, die aus OPTIMUM erwachsen können:

• Sicherere Arbeitsumgebung
• Optimierung von Prozessen und Ressourceneinsatz
• Effizientere Produktionsplanung
• Kostenreduktion
• Demonstratoren sind Konzept- und Funktionsnachweise und dienen als Anreiz für potentielle Kunden
• Kosteneffiziente Innovationen für Standardmaschinen
• Hoch repräsentatives Projekt
• Erhöhte Attraktivität aller Partner für zukünftige geförderte Forschungsprojekte, wie z.B.: InnoSale, Maschinaide, SmartDELTA, I-Delta, I2Panema…
• Bewährtes Konsortium mit nachweislich hohen Ambitionen und ausgezeichneten Ergebnissen

• April 2019
  OPTIMUM Days bei Konecranes in Hyvinkää, FL
• September 2019
  Customer Day und Open House bei Demag
• Januar 2020
  Besuch der deutschen Umweltministerin Svenja Schulze in der Demag Research Factory  
• Juni 2020
  Neuauflage der Projektwebseite & kontinuierliche Aktualisierung
• Juli 2020
  Digital Days Hannover Messer
• Mai 2021
  OPTIMUM als Teil des NOKIA Webinars
• Kontinuierlich
  Projektupdates durch z.B. Newsletter /  Führungen / Social Media / Intranet (30.000+ erreichte Personen)

Das Konsortium des international geförderten Forschungsprojektes OPTIMUM, bildet sich aus 17 Partnerfirmen aus Deutschland, der Türkei, Korea, Spanien, Großbritannien und Rumänien. Jeder Partner bringt in dem jeweiligen Fachbereich große Expertise und langjähige Erfahrung mit. Diese stimmige und engagierte Verzahnung verschiedener Fachkenntnisse, ermöglichte die sehr erfolgreiche Umsetzung der Projektziele. Die Konsortialleitung für OPTIMUM obliegt Demag.

OPTIMUM ermöglicht es, verschiedenen Maschinentypen von unterschiedlichem Hersteller, drahtlos und in Echtzeit sowohl untereinander als auch mit den jeweiligen Bediener*inne(n) kommunizieren zu lassen. Lokalisierung & Context Awareness sind wichtige Elemente von OPTIMUM. Diese Inhalte sind Grundvoraussetzungen für die Implementierung echter Smart Factories, um in Zukunft hochflexible, modulare und effiziente Prozesse zu realisieren. Weitere Schwerpunkte von OPTIMUM sind Cybersicherheit, die Erweiterung von 3D-Engineering-Tools und die Entwicklung digitaler Zwillinge. Es wird erwartet, dass die Ergebnisse Taktgeber für die digitale Fertigung und digitale (Intra-) Logistik sein werden.

Demag in Wetter bietet mit der neu errichteten „Research Factory“ seit Mai 2019 eine Forschungs-, Implementierungs- und Validierungsumgebung für Ergebnisse aus OPTIMUM und ist das Zuhause des Projektdemonstrators für die Domäne Material Handling / (Intra-)Logistik. Schritt für Schritt etabliert sich Demag in der weltweiten Forschungsgemeinschaft und hat im Mai 2020 - unterstützt von den Konecranes Headquarters – damit begonnen im Rahmen der Demag Research Factory in Wetter ein Forschungsteam aufzubauen.

Partner Unternehmen

OPTimised Industrial IoT and Distributed Control

Industrielle Produktionsprozesse bewegen sich auf eine neue Dimension zu, die durch Initiativen wie "Digital Manufacturing" oder "Industrie 4.0" gekennzeichnet ist. Mehrere europäische Initiativen spielen in dieser Richtung eine zentrale Rolle. In diesem Zusammenhang ist die Optimierung der Lieferketten und die Integration in den gesamten Arbeitsablauf ein Schlüsselthema für eine effiziente und flexible Produktion, die den individuellen Bedürfnissen der Kunden gerecht wird. Zukünftige Konzepte wie komponentenbasierte und kollaborative Automatisierung, die mit der 4. industriellen Revolution einhergehen, erfordern wesentlich stärker verteilte Funktionalitäten als die heute verwendeten.

ITEA: Vision

In einer sich rasch wandelnden Gesellschaft, in der die gesellschaftlichen Herausforderungen allgegenwärtig sind, ist die Digitalisierung nicht länger eine Option, sondern sollte als Chance zur Schaffung innovativer Lösungen betrachtet werden. Digitale Technologien werden in allen Bereichen der Gesellschaft zum Einsatz kommen und es wird Berührungspunkte in den unterschiedlichsten Bereichen des Lebens der Menschen geben. Softwareinnovation ist eine Kernkomponente, um diesen digitalen Wandel zu meistern und dies spiegelt den Hauptschwerpunkt von ITEA wider.

BEIA Consult International

BEIA bringt Erfahrung mit IoT-Systemen mit und steuert Anforderungen aus der Sicht eines Dienstleisters in den Bereichen Elektronikfertigung und Material Handling bei. Außerdem plant BEIA seine IoT-Komponenten bezüglich orts- und umgebungsbezogener Funktionen zu erweitern und in die IIoT-Plattform zu integrieren.

Centre for Factories of the Future Ltd.

Die Hauptaufgabe von C4FF besteht darin, die Partnerschaft bei der Integration, Validierung und Verbreitung der Projektergebnisse zu unterstützen. Zu diesem Zweck hilft C4FF der Partnerschaft bei der Erstellung und Überprüfung von Verbreitungsmaterialien mit ihren Muttersprachlern und Fachleuten auf dem Gebiet, um den Inhalt für die Zielgruppe zu optimieren.

Comnovo GmbH

COMNOVO steuert zu der Lokalisierungs-Hardware und Softwarelösung bei, basierend auf ihrer Ultra-Breitband Funktechnologie-Plattform für Indoor-Lokalisierung und Distanzmessung. Die Lokalisierungskomponenten von COMNOVO werden in den Demonstrator integriert und im Hinblick auf die Anforderungen der anspruchsvollen Prozessumgebung angepasst und implementiert.

Demag Cranes & Components GmbH

Demag Cranes & Components (Demag) ist einer der führenden Hersteller von Kranen, Komponenten und Antriebstechnik und damit einer der Haupttreiber der Branche bei OPTIMUM. Das Unternehmen ist sowohl als Endanwender als auch als Systemintegrator für komplexe Krananwendungen tätig. Demag beabsichtigt, Komponenten mit dezentralen Steuerungen und ortsabhängigen Funktionen zu erweitern und spezifische Assistenzfunktionen zu entwickeln. Die neuen Funktionalitäten bieten die Chance, sich von anderen Wettbewerbern zu differenzieren. Demag fungiert außerdem als Projektkoordinator.

DIA

Seit seiner Gründung bietet DIA SaaS-Lösungen für den türkischen ERP-Markt an und hat die erste cloudbasierte ERP-Lösung der Türkei entwickelt. DIA trägt dazu bei, die Datenerfassung von IIoT-Endknoten in der Cloud zu ermöglichen. DIA ist sehr erfahren in der Gestaltung von UX betrachteten UIs und trägt auch zur Entwicklung eines Endbenutzer-Dashboards mit Berichts- und Konfigurationsfunktionen bei.

ERMETAL OTOMOTIV ve ESYA SAN. TIC. A.S.

Als Hersteller von Automobilteilen trägt ERMETAL dazu bei Anwendungsfälle in Bezug auf Material Handling und Smart Manufacturing und Anforderungen entsprechend den Projektzielen als Endnutzer zu definieren. ERMETAL führt eigene Anwendungsfälle und von anderen Partnern eingereichte Anwendungsfälle zusammen und bringen ihr Wissen und ihre jahrelange Erfahrung im Bereich der Bedienersicherheit ein. Zudem erstellt ERMETAl 3D-Modelle ihrer Anlage und simuliert dessen Anwendungsfälle mit Hilfe einiger technischer Werkzeuge. ERMETAL präsentiert die Anwendbarkeit, den Nutzen und die industrielle Integration der Projektergebnisse.

Erste Kurumsal Araştırma ve Yazılım Teknolojileri Ltd. Şti.

Die Hauptaufgabe von ERSTE besteht darin, zur Entwicklung der IIoT-Plattform und der für das Projekt erforderlichen Kontexterkennungsfunktionen beizutragen. ERSTE trägt auch zu den Projektanforderungen und der Gestaltung der gesamten Systemarchitektur bei. ERSTE wird auch zur Entwicklung von Pilotprojekten beitragen, insbesondere aus der IIoT-Perspektive, indem die Projektergebnisse genutzt werden.

Electronics and Telecommunications Research Institute

Seit seiner Gründung im Jahr 1976 hat ETRI Korea durch seinen Beitrag zur Forschung und Entwicklung der weltweit ersten und besten Technologien in den Bereichen Information, Kommunikation, Elektronik, Rundfunk und Konvergenztechnologien zu einer der führenden ICT-Nationen der Welt gemacht. Im Rahmen des OPTIMUM-Projekts leitet ETRI das Arbeitspaket, das sich mit der Verbreitung und Nutzung von Technologien befasst. ETRI ist auch führend bei der Spezifikation des Rahmens und der Kommunikationsschnittstelle für industrielle Steuerungen.

Ezeris Networks Global Services SL

Ezeris ist ein führender Anbieter von Internet of Things (IoT)-Plattformen, der sich mit Lösungen für vernetzte Geräte befasst, die auf einem Kontroll-Dashboard, Datenanalyse, Management und Visualisierung basieren. Ezeris ist darauf spezialisiert, die Internetfähigkeit von Geräten und Produkten für Hersteller, Fachleute und Gelegenheitsnutzer einfach und kostengünstig zu gestalten. Ezeris trägt zum OPTIMUM-Projekt bei, indem es eine Testlösung entwickelt, die als Software-Framework, Lizenz und als Service vermarktet wird.

HANDYSOFT Inc.

Als führendes professionelles Softwareunternehmen in Korea hat HandySoft eine IoT-Plattform und verschiedene innovative Lösungen sowohl in Korea als auch in Asien angeboten. Es wird vor allem zur Architektur und zum Schnittstellendesign der IIoT-Plattform, zur Entwicklung und zur Systemüberprüfung beitragen.

Institut für Automation und Kommunikation e. V. (ifak e.V.)

Der Hauptbeitrag von IFAK ist dem Entwerfen und Anpassen einer verteilten Steuerungsplattform für eingebettete Steuerungen und dem offenen Rahmen für die Entwicklung von Steuerungsanwendungen gewidmet. Diese Arbeiten berücksichtigen die Integration von Standort, Kontextbewusstsein und Sicherheitsfunktionen. Es wird an der Spezifikation von Schnittstellen gearbeitet, die die Integration von IIoT-Plattformdiensten und Echtzeitprotokollen unterstützen. Darüber hinaus unterstützt IFAK die Entwicklung von Assistenzfunktionen für Krananwendungen und trägt schließlich zum industriellen Material Handling Demonstrator bei.

Magtel Operaciones S.L.U

MAGTEL unterstützt die Entwicklung der IIoT-Plattform in den Bereichen Fertigung und Material Handling sowie die Entwicklung von Industrie 4.0 und die Gestaltung, Konzeption und Implementierung der verteilten Steuerungsplattform, die mit der IIoT-Plattform zusammenarbeitet.

NXP Semiconductors Germany GmbH

NXP entwickelt Sicherheitsfunktionen für eingebettete Komponenten, da eine sichere Kommunikation in verteilten Steuerungs- und Anwendungsumgebungen eine wesentliche Rolle spielt. Durch den Einsatz dieser Funktionen in der Laufzeitumgebung können zukünftige Kommunikationsplattformen verbessert werden. Somit ergeben sich für NXP gewisse Möglichkeiten weiterhin Produkte auf dem Markt zu verkaufen.

SOTEC Consulting

SOTEC wird als wichtiger Systemintegrator und Anbieter von IoT-Technologien einen Beitrag leisten. Es wird die eindeutige Validierung und die Integration verschiedener Projektergebnisse sicherstellen.

tarakos GmbH

TARAKOS ist als Software-Anbieter von Fabrikplanungs- und Visualisierungstools erfahren in 3D-Modellierung, 3D-Simulation und 3D-Visualisierung. Mit den Ergebnissen von OPTIMUM verbessert TARAKOS seine Visualisierungssoftware, insbesondere Module zur Anbindung an verteilte Leitsysteme und SCADA-Systeme. TARAKOS erweitert seine Produkte um neue Funktionen, die Anwender bei der Planung innovativer Prozesse im IIoT-Kontext unterstützen und ihnen die Möglichkeit geben, ihre Lösungen bereits in der frühen Projektphase einfach zu validieren. Es wird helfen, die Interaktion zwischen verschiedenen Förderobjekten (Krane, Hubwagen, Förderbänder) zu simulieren und zu visualisieren. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Planung und Visualisierung von Krananlagen.

Thorsis Technologies GmbH

Die Thorsis Technologies GmbH trägt zur Ableitung der deutschen "Material Handling" Use-Cases für das OPTIMUM-Projekt bei. Dieser Prozess besteht insbesondere in der Identifizierung spezifischer Anforderungen für die Anwendungsfälle sowie für den endgültigen Systemdemonstrator, dessen Implementierung zum Projektende geplant ist. Darüber hinaus stellt Thorsis sein industrielles Know-how in Bezug auf Gateways für die Automatisierung und industrielle Kommunikation zur Verfügung. Die Gateway-Linie von Thorsis - eine Reihe modularer Produkte für heterogene industrielle Anwendungen - wird im Rahmen des Projekts an die spezifizierten Anforderungen angepasst, wobei Aspekte der Sicherheit und der zuverlässigen Kommunikation besonders berücksichtigt werden. Mit diesen neuen Komponenten ist es möglich, die verschiedenen Teile (oder Subsysteme) des OPTIMUM-Gesamtsystems zu verbinden, um eine funktionale IIoT-Plattform für die Fertigung und das Material Handling zu realisieren.

University of Rostock, Institute of Applied Microelectronics and Computer Engineering

Die Universität Rostock trägt mit ihrer Expertise in der Entwicklung neuer IP-basierter Kommunikationsprotokolle, IoT-Technologien und Lokalisierungsalgorithmen für drahtlose Sensornetzwerke bei. Die Universität treibt die Forschung in diesen Bereichen voran und erweitert IP-basierte Kommunikationsprotokolle um Indoor-Geolokalisierungsfunktionen. Forschungsergebnisse aus dem Bereich der IP-Netzwerke zu Verdichtungen, Eventing und Discovery werden auf ihre Zuverlässigkeit im industriellen Einsatz geprüft. Die Universität Rostock veröffentlicht ihre Ergebnisse auf Konferenzen und in Fachzeitschriften sowie Software als Open Source.