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Industrie 4.0

Cosmino bringt Sie auf den Weg zur intelligenten und digitalen Fabrik

Moderne MES-Architektur für Industrie 4.0 Aufgaben

Industrie 4.0 wird mit neuen und „intelligenten“ Produkten die Welt verändern. Der schon länger währende Richtungswechsel im Einsatz von MES, weg von reinen Erfassungslösungen, hin zu Systemen, die Verantwortung übernehmen und selbstständig die Fabrik steuern, gewinnt noch weiter an Bedeutung.

Maximale Flexibilität bietet hier eine Softwarearchitektur basierend auf Microservices und verteilter Systeme.

Die COSMINO AG als Softwareentwickler aus dem Bereich BDE und MES stellt sich auf die neuen Anforderungen und Möglichkeiten ein. Mit über dreißig Jahren Erfahrung aus zahlreichen Projekten nutzt das Unternehmen jetzt die Gelegenheit und geht sowohl bei der Softwarearchitektur als auch bei allen User-Interfaces völlig neue Wege.

Digitale Zwillinge machen den Arbeitsplatz und seine Funktionalität autark und hochverfügbar

Das MES der Industrie 4.0 benötigt eine digitale Repräsentanz relevanter Objekte des Herstellungsprozesses. Diese sogenannten Digitalen Zwillinge zu jedem Arbeitsplatz – optional auch zu jedem Produkt und Werkzeug – ermöglichen eine hohe Verfügbarkeit des ME-Systems sowie den reibungslosen Datenaustausch mit anderen Systemen.

Abb.: Schon heute garantieren Installationen der COSMINO AG mit Dialog, MachineConnect und Digitalem Zwilling direkt an der Anlage eine extrem hohe Systemverfügbarkeit, auch wenn im Moment noch ein kompakter Onlinedialog als User-Interface fungiert und nur wenige Microservices eingesetzt werden.

Digitale Zwillinge werden bereits heute in Systemen der COSMINO AG eingesetzt und ihre Aufgabe wird in den nächsten Jahren essenziell.

Die Digitalen Zwillinge eines Arbeitsplatz-Containers laden zunächst die zu bearbeitenden Aufträge des Arbeitsplatzes, die benötigten Stammdaten sowie Regeln wie Workflows, Abläufe und die Qualitätsspezifikationen der Produkte.

Auch der Datenaustausch mit anderen Systemkomponenten, z.B. Planung, Betriebsmittel und Produktionslogistik, läuft redundant über die Digitalen Zwillinge und macht den Arbeitsplatz von einer zentralen Datenbank unabhängig. Diese könnte künftig ohne die bisherigen Nachteile auf einem Cloud-Server gehostet werden und erhält Datenupdates der Digitalen Zwillinge über eine Message Oriented Middleware (MOM).

Alle Microservices, die individuelle Funktionen am Arbeitsplatz durchführen, werden basierend auf den Daten im Digitalen Zwilling arbeiten. Je näher der Container mit den Digitalen Zwillingen dem Onlinedialog und der Maschinenanbindung ist, desto ausfallsicherer ist so ein System.

Das Cosmino User-Interface der nächsten Generation ist individuell und einfach zu bedienen

Der Onlinedialog als Alleskönner wird mit all den bevorstehenden Anforderungen zu umfangreich, mit bereits spürbaren Nachteilen in der Weiterentwicklung. Darum ersetzt die COSMINO AG die heutigen Dialogfunktionen nach und nach durch hochflexible Micro Apps.

Das sich in der Entwicklung befindliche, neue User-Interface in html5 wird nicht mehr hunderte von Systemparametern benötigen, die Verhalten und Aussehen des Erfassungsdialogs definieren, sondern aus vielen eigenständigen Micro Apps bestehen. Die Positionierung der Eingabefelder und die Darstellung der Micro Apps auf dem Bildschirm ist dann zum einen völlig frei und zum anderen responsiv, sie passen sich also der Bildschirmgröße an.

Jede Micro App agiert dabei selbstständig und kommuniziert ausschließlich mit den Digitalen Zwillingen in den Arbeitsplatz-Containern. So können sie sich auch nicht gegenseitig in ihrer Funktion beeinträchtigen.

Der Mensch wird durch die Dialoge unterstützt

Wegweisend in diesem Konzept ist auch die integrierte Werkerassistenz, die alle Tätigkeiten des Mitarbeiters am Arbeitsplatz koordinieren soll. Die Bedienung der Onlinedialoge wird dadurch fehlerfrei und fokussiert auf das, was gerade am wichtigsten ist.

Nicht der Mensch muss somit wissen, welchen Knopf er drücken muss, sondern der Onlinedialog meldet sich, wenn eine Eingabe oder Entscheidung erforderlich ist.

Dies nimmt viel Komplexität aus der manuellen Erfassung – die durch die Zunahme an MES-Aufgaben trotzdem mehr wird und von der am Ende auch abhängt, wie qualitativ erfolgreich Prozesse durch Software unterstützt werden können.

Die neue Architektur ist zugleich eine bewährte Architektur

Überall, wo es sinnvoll ist, setzt COSMINO auf etablierte und leistungsfähige Architekturkomponenten, die am Markt verfügbar sind und eine ständige Weiterentwicklung und Verbesserung garantieren. Externe Spezialisten für diese Programme werden hinzugezogen, um diese effektiv für den Gebrauch vorzubereiten.

So wie es heute bereits mit den Dialogen der Handheld-Anwendungen möglich ist, können neben den künftigen Standard Micro Apps, mithilfe des JavaScript-Webframeworks „Vue.js“, beliebige kundenspezifische Webdialoge für Eingaben und Visualisierung erstellt werden.

Dazu wird die Struktur der Daten im Digitalen Zwilling entsprechend der Industrie 4.0 Definition standardisiert. Die bisherige Eigenentwicklung wird deshalb durch eine weit verbreitete Variante ersetzt.

Vom “Do It Yourself” Micro Service bis zum MES nach Baukastenprinzip

Durch die Integration von etablierten Architekturkomponenten wird nicht nur die Leistungsfähigkeit der Softwarearchitektur erhöht. Alle Abteilungen können sich dadurch auf unser eigentliches Knowhow konzentrieren: die lösungsorientierte Umsetzung von Kundenanforderungen mit Software.

Die gesamte heutige Funktionalität wird in absehbarer Zeit in Form von Micro Apps – und dabei noch einmal deutlich optimiert – zur Verfügung stehen. Dank einer neuen Entwicklungsumgebung wird es leichter sein, kundenspezifische Varianten von Apps zu generieren, die sich anders verhalten oder anders aussehen.

Transactions-Schnittstellen über REST und vor allem die standardisierten Digitalen Zwillinge ebnen den Weg vom MES zur offenen Plattform – und ermöglichen dem Kunden, einfach auf Daten zuzugreifen und die Funktionalität im MES auszulösen.

Der Kunde könnte aus vorbereiteten Softwarebausteinen und Bibliotheken diverse Micro Apps für Cosmino MES sogar selbst entwickeln oder anpassen. Und wer weiß, vielleicht entwerfen die Kunden ihre MES-Systeme nach dem Cosmino Baukastenprinzip künftig überwiegend selbst.

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