Innovative Hardware und Software Architekturen durch Industrial IT(itsowl-InnoArchIT)

Problemstellung
Unsere Volkswirtschaft setzt auf Hightech-Produkte, wie z. B. Mobiltelefone. Diese haben meistens nur kurze Produktlebenszyklen und geringe Losgrößen. Daher müssen die Maschinen und automatisierte Anlagen zur Herstellung dieser Produkte immer wieder schnell für neue Fertigungsprozesse umgerüstet und in Betrieb genommen werden. Dies erfordert den Einsatz von wandlungsfähigen Anlagen. Grundlage der Wandlungsfähigkeit sind innovative elektronische Automatisierungskomponenten, die künftig um sogenannte System-on-Chip Bausteine ergänzt werden sollen. Es handelt sich dabei um Mikrochips, die sich durch Softwarebefehle oder äußere Beschaltung kurzfristig umkonfigurieren lassen. Damit versprechen sie ein Höchstmaß an Flexibilität und werden für die Automatisierungstechnik interessant. Allerdings ist für diese Bausteine noch keine automatisierungsgerechte Hard- und Softwarearchitektur verfügbar.

Projektziele
Ziel des Forschungsprojekts itsOWL-InnoArchIT ist die Entwicklung von flexiblen Hard- und Software-Lösungen für die Automatisierung von Maschinen und Anlagen auf Basis dieser Mikrochips. Darüber hinaus werden Entwurfsverfahren für die einfache Integration der System-on-Chips in Automatisierungseinrichtungen für Maschinen und Anlagen entwickelt.

Vorgehensweise
Für diesen neuartigen Ansatz werden die Produktionsbedingungen, Maschineneinstellungen und Anforderungen an Automatisierungsgeräte analysiert. Dann werden Funktionen, wie Zustandsüberwachung, Daten-Verschlüsselung und Selbstkonfiguration in Mikrochips implementiert. Automatisierungsgeräte können so Maschinendaten schneller auswerten und Maschineneinstellungen automatisch an neue Produktionsprozesse anpassen. Darüber hinaus werden Entwurfsverfahren konzipiert, mit denen die System-on-Chip-Automatisierungslösungen leicht angepasst und mit geringem Aufwand für unterschiedliche Produktionsprozesse programmiert werden können. Dabei wird auf Ergebnisse der Querschnittsprojekte „Selbstoptimierung“, „Intelligente Vernetzung“ und „Systems Engineering“ zurückgegriffen. An einem Demonstrator werden die Automatisierungsgeräte und Entwurfsverfahren getestet und zur Evaluation in Produktionsanlagen integriert.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial
System-on-Chips werden die Wandlungsfähigkeit von Produktionsprozessen bei gleichzeitiger Reduktion des Aufwandes für Engineering, Inbetriebnahme und Umrüstung von Maschinen und Anlagen erhöhen. Dadurch steigt die Benutzerfreundlichkeit. Durch die innovativen Entwurfsverfahren wird die Grundlage geschaffen, entwickelte Automatisierungslösungen einfach auf weitere Maschinen und Anlagen, beispielsweise in die Energie- und Verkehrstechnik, zu übertragen.

• Universität Paderborn
• Weidmüller Interface GmbH & Co. KG