Aufkommende Trends, die die industrielle Automatisierung prägen: Ausblick 2024

Die Welt, in der wir leben, ist sich ständig wandelnd und schnelllebig durch technologische Fortschritte. Mit enormen Schritten und kontinuierlichem Fortschritt, der monatlich stattfindet, nutzt industrielle Automatisierung Technologie in vollem Umfang. Automatisierung kann viele Dinge umfassen, von einem einfachen Start-Stopp-Fördersystem bis hin zu einer vollständigen Produktionslinie mit Sicherheitssystemen, Datenerfassung und mehr. Rascher Fortschritt in Automatisierung und Technologie hat uns zu IoT 4.0 geführt, auch bekannt als Industrial Internet of Things 4.0.

Beispiele für industrielle Automatisierung      

Automatisierung kann stark variieren, abhängig vom Prozess und Grad der geforderten Automatisierung. Ein basales Beispiel wäre ein Fördersystem. In vereinfachter Form würde das System eine Start-Stopp-Anordnung und Sensoren beinhalten. Der Start-Stopp-Schaltkreis ermöglicht die automatische Steuerung des Motors, der den Förderer antreibt. Sensoren entlang des Förderers, an bestimmten Punkten positioniert, geben Signale an den Hauptcontroller. Mit diesen Signalen kann der Controller, wie eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS), den Förderer ein- oder ausschalten. Ein Mitarbeiter oder eine Gruppe von Mitarbeitern muss ihre Aufmerksamkeit nicht mehr auf das Fördersystem lenken, sich sorgen, ob es voll ist und gestoppt werden muss. Sie können sich auf Verpackung und andere Aufgaben konzentrieren, die den Workflow vorantreiben. Um die Automatisierung dieser Förderlinie weiter zu steigern, können weitere Geräte und Programmierung hinzugefügt werden. Frequenzumrichter (FU) und weitere Programmierung können die Produktion, Sicherheit und Qualität des Fördersystems erhöhen. Mit der zusätzlichen Programmierung und Geräten wie dem FU kann der Förderer mit variierenden Geschwindigkeiten laufen, beschädigte Produkte auf dem Förderer erkennen und Daten für Analysen sammeln. Roboter können für Palettierung und Materialhandling hinzugefügt werden. Die Grenzen der Automatisierung eines simplen Fördersystems sind scheinbar endlos und beginnen, die Türen für die Einführung industrieller Automatisierung zu öffnen.

Was ist IoT?

Das Industrial Internet of Things (IIoT) wird in der Fertigungsindustrie priorisiert. Dieses Konzept basiert auf der Automatisierung der Fertigung, um einen fortschrittlichen, vereinfachten und analytischen Ansatz zu ermöglichen. IoT erlaubt Unternehmen nicht nur, Prozesse zu automatisieren, sondern stattet Einrichtungen auch mit Werkzeugen aus, um Daten zu sammeln, zu prüfen und zu speichern, die zur Prozessverbesserung genutzt werden können. Amazon ist möglicherweise die beste Darstellung von IoT 4.0. Dieses Unternehmen nutzt Robotik zur Auftragsabwicklung neben Datenerfassung von Lagerbeständen, Versandfluss und mehr. Durch die Einbindung von IoT 4.0 in Pläne werden die Stärken eines Unternehmens verstärkt und Schwachstellen identifiziert, die verbessert werden können.

IO-Link

Ein neueres serielles Kommunikationsprotokoll, IO-Link, wird in großen Teilen von SPS und ihren Automatisierungsprozessen genutzt. Dieses anerkannte Kommunikationsprotokoll, IEC 61131, unterstützt eine robuste und schnelle Datenübertragung, die Geräteidentifikation, Servicedaten, Prozessdaten, Fehler, digitale Signale und mehr teilt. IO-Link, auch als IOL bezeichnet, ist ein wachsender Industriestandard und wird mit zunehmender Frequenz in der Automatisierung integriert. Der Kommunikationszyklus beträgt meist ca. 2 ms und enthält Paketgrößen von 1 bis 32 Bytes. Die Vorteile von IOL sind einfachere Installation, erhöhte Betriebseffizienz und die Möglichkeit, Wartungsstress zu reduzieren. Standard-IO-Link-Geräte benötigen ein 3-Draht-Kabel – Strom, Neutralleiter und ein zusätzlicher Draht für die IOL-Datenübertragung. Benutzerdefinierte Kabel oder Stecker sind nicht erforderlich, was Installation und Wartung weiter erleichtert. Diese bidirektionale Punkt-zu-Punkt-Kommunikation erfordert etwas zusätzliche Einrichtung in der SPS-Programmierumgebung, aber das ist kein Grund zur Sorge. IO-Link-Geräte benötigen IODD-Dateien (IO Device Description) und ein IOL-Master-Modul wie Allen-Bradleys 1734-4IOL. Schließlich ermöglicht IO-Link eine tiefe diagnostische Sicht darauf, was mit Feldgeräten geschieht. Mit wertvollen Einblicken können Ingenieure und Wartungspersonal besser auf auftretende Probleme reagieren.

Machine Learning

Machine Learning ist synonym mit Industrie oder IoT 4.0. Machine Learning korreliert nicht mit futuristischer Robotik, die läuft und spricht. Stattdessen ist Machine Learning, wenn Systeme, die mit präzisen Echtzeitdaten gefüttert werden, diese verarbeiten und entsprechend reagieren. Das klingt geradlinig und mag bereits in Ihrem Werk geschehen. Doch die Fähigkeit eines Systems, diese Daten zu erkennen und unterschiedliche Schlussfolgerungen zu ziehen, hilft Herstellern und anderen Branchen, zu gedeihen. Dies ist kein festes Programm, das seine Zyklen fortsetzt, sondern es unterstützt Aspekte wie Bestandsmanagement, Lagerkostenreduzierung, Asset-Tracking, Angebot und Produktionsprognose und mehr. Die künstliche Intelligenz (KI) des Machine Learning bietet eine automatisierte Lernfähigkeit, die Probleme ohne explizites Programm löst. Diese Maschinen oder Systeme lernen selbstständig, während sie kontinuierlich mit Daten gefüttert werden. Machine-Learning-Methoden fallen üblicherweise in eine der folgenden Kategorien: überwachte ML-Algorithmen, unüberwachte ML-Algorithmen und bestärkende ML-Algorithmen. Überwachte ML-Algorithmen liegen vor, wenn die Maschine oder das System über ein bestehendes Datensheet mit Beispielen verfügt. Während Informationen zugeführt werden, analysiert die KI diese im Vergleich zum bekannten Datensheet, erzeugt eine bedingte Ausgabe, vergleicht die Ausgabe mit dem Trainingsdatensatz auf Fehler und modifiziert sie entsprechend. Unüberwachtes Machine Learning ist, wenn die KI keinen Trainingsdatensatz hat, auf den sie ihre Ergebnisse stützen kann. Stattdessen erkundet die Maschine oder das System die Zahlen, um Extrapolationen zu ziehen, während Informationen einströmen. Dies ist manchmal der beste Weg für Unternehmen, Kostensenkungen und Prognosen hervorzuheben, da die KI schnell beginnt, die besten oder schlechtesten Zahlen zu korrelieren. Semi-überwachtes Machine Learning liegt zwischen den beiden vorherigen. Ein kleiner Trainingsdatensatz wird für die KI etabliert; jedoch ist es eine kleine Menge. Diese Methode wird üblicherweise gewählt, wenn der Trainingsdatensatz große Fähigkeiten, Zeit oder relevante Ressourcen erfordert, um ihn vollständig zu sammeln. Doch eine kleine Menge gelabelter Daten oder eine Masse ungelabelter Daten ermöglicht der Maschine, ihre Lernpräzision schnell zu verbessern. Die bestärkende Machine-Learning-Methode ist, wenn die KI mit einer externen Umgebung interagiert. Die KI entdeckt ihre Fehler oder Erfolge durch eine Trial-and-Error-Übermittlung ihrer Ausgabedaten. Dies ermöglicht der Maschine, das ideale Verhalten und die Umgebung zu identifizieren, in der sie sich befindet, und ihre Leistung basierend auf dem belohnten Erfolg oder der Fehlerquote ihrer Ausgabedaten zu maximieren.

Kollaborative Roboter (Cobots)

Kollaborative Roboter, oder Cobots, gewinnen in der Industrie an Zugkraft, wenngleich langsam. Robotik und Automatisierung sind seit geraumer Zeit synonym, aber kollaborative Roboter sind neuer. Cobots hatten die Absicht, Menschen und Roboter Seite an Seite in der Belegschaft zu platzieren. Traditionelle Roboter benötigen Schutzvorrichtungen wie Lichtvorhänge, Bereichsscanner und sogar physische Barrieren, um Menschen vor Verletzungen oder gar tödlichen Unfällen zu schützen. Cobots sind dafür gebaut, neben uns zu arbeiten. Allerdings haben Cobots eine geringere Arbeitslast und bewegen sich mit viel geringerer Geschwindigkeit. Dadurch leidet der Fertigungsüberkopf. Cobots sind abhängig von der Anwendung, in der sie installiert werden, zugeschnitten auf eine Arbeitspartnerschaft mit Menschen. Unterstützte Produktbewegung, langsame, monotone Aufgabenerledigung und andere Aufgaben sind ideal für sie. Das Highlight für Cobots ist, dass sie kürzlich in Restaurants Einzug gehalten haben, wo sie entwickelt und implementiert werden, um Burger zu wenden und andere Aktionen auszuführen.

Interessiert an mehr? Besuchen Sie unsere Website www.premierautomation.com oder sprechen Sie noch heute mit einem unserer Spezialisten.
Kontaktieren Sie uns