Effiziente Bedienkonzepte durch intelligente Maschinenortung

Die Komplexität moderner Produktionsleitsysteme hat u. a. zur Folge, dass der Bediener aus einer Vielzahl anlagenbezogener Funktionen und Ansichten den für den jeweiligen Einsatzfall passenden Screen finden und auswählen muss. In einem großen Werk können durchaus bis zu 30.000 Komponenten auf verschiedenen Hierarchieebenen von den Hallen bis zu einzelnen Maschinen im Manufacturing Execution System Legato abgebildet sein. Die Herausforderung besteht nun darin, dem jeweiligen Bediener in Abhängigkeit der Rolle (Instandhalter, Maschinenbediener etc.), der Tageszeit und der jeweiligen Maschine automatisiert das passende Userinterface auf einem Smartdevice (Smartphone, Tablet etc.) zur Verfügung zu stellen.

Zur Identifikation des jeweiligen Anlagenteils werden an diesem kleine „Beacons“ platziert. Das Wort leitet sich von dem englischen Begriff für „Leuchtfeuer“ ab – „iBeacon“ ist seit 2013 ein Markenname von Apple. Das Verfahren wird ab iOS 7 bzw. Android Version 4.3 unterstützt. Die Technologie basiert auf einem Sender-Empfänger-Prinzip. Es werden in festen Zeitintervallen (ca. einmal pro Sekunde) Signale gesendet. Kommt ein Empfänger (z. B. ein Smartphone oder Tablet) mit einer installierten Legato Mobile App, die für den Empfang von Beacon-Signalen geeignet ist, in die Reichweite eines Senders, kann die UUID des Senders identifiziert und seine Signalstärke gemessen werden. Sind mindestens drei Beacons in Reichweite des Endgeräts, lässt sich sogar die Position des Empfängers im zweidimensionalen Raum errechnen. Die Datenübertragung geschieht hierbei über die Bluetooth Low Energy (BLE) Technologie, welche extrem stromsparend arbeitet und von jedem modernen Smartdevice unterstützt wird.

Die von Gefasoft entwickelte App für Legato bietet drei Betriebsmodi an. Der Mitarbeiter muss sich dabei in der App mit seinem Legato Account anmelden. In einem ersten Modus können neue Beacons angelernt werden. Nachdem diese an den jeweiligen Maschinen angebracht wurden, geht der Mitarbeiter mit dem Smartdevice durch die Produktion und scannt die Signale. Dabei kann zu jeder UUID eine beliebige URL auf Funktionen des Leitsystems eingepflegt werden. Es kann dabei unterschieden werden, ob dieser neu angelernte Beacon für alle Mitarbeiter, rollenbezogen (z. B. Instandhalter) oder nur persönlich sichtbar sein soll. Die Konfiguration wird in der zentralen Datenbank des MES gespeichert. In einem zweiten Betriebsmodus wird der Mitarbeiter bei Erkennung einer Maschine im Nahbereich durch eine Einblendung auf die passenden Maschinendaten aufmerksam gemacht. Sofern gewünscht, kann dann auf das maschinenbezogene Userinterface gewechselt werden. Im dritten Betriebsmodus wird automatisch das jeweilige Userinterface zur Maschine eingeblendet.

Die Technologie wird in USA seit ca. drei Jahren im Bereich Shopping, Museen etc. eingesetzt. Auch in Deutschland etabliert sich diese zunehmend, so wurde zum Beispiel am Flughafen Frankfurt von der Lufthansa im vergangenen Jahr eine größere Anzahl von Beacons installiert, die in Kombination mit der Lufthansa-App auf die nächste Lufthansa-Lounge, Wartebereiche etc. hinweisen, den Reisenden dort hinleiten und somit eine schnelle und effiziente Orientierung sicherstellen. Durch den hohen, weltweiten Verbreitungsgrad im Consumerbereich sind die Anschaffungs- und Betriebskosten der Hardware extrem gering bei gleichzeitig hoher Zuverlässigkeit.

Autor: Dr. Heiko Meyer, Leiter Forschung & Entwicklung, Gefasoft AG

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