Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB
Institutsteil Industrielle Automation

Industrielles Internet

Industrielles Internet

Wir erweitern die Grenzen des Internets, so dass nicht nur Menschen verbunden sind, sondern auch die reale Welt vernetzt wird. Dieser Geschäftsfeldbereich kombiniert daher unsere Kompetenzen und Aktivitäten in der Entwicklung von Lösungen für das industrielle Internet der Dinge (IIoT), welches Maschinen, Produkte und Menschen auf der ganzen Welt vernetzen wird. Das beinhaltet: 

Industrielle Kommunikation und IoT

 

KNOW-HOW
  • Echtzeit-Ethernet und Middleware wie z. B. Ethernet TSN, PROFINET, OPC UA, IEC/IEEE 60802 TSN-IA, IETF DetNet, IP-Routing, Firewalls 
  • Kommunikationsschnittstellen LoRaWAN und 5G 
  • Softwareentwicklung und FPGA-Entwicklung für ressourcenbeschränkte Systeme: embedded Betriebssysteme, Small Scale Stacks, Robustheit und Echtzeitfähigkeit 
  • Systemmanagement großer IoT-Netze unter Einsatz von SDN/NFV-Architekturen 
  • Cloud-Computing, Cloud Services

 

AUSSTATTUNG
  • Systemumgebungen (Geräte, Engineering, Test, Diagnose): Ethernet TSN, OPC UA, SDN, PROFINET, PTP, LoRaWAN 
  • TSN-Diagnosewerkzeug TSN-Testbox 3.0 
  • Software-Stacks: Open Source OPC UA-Stack “open62541”, OPC UA Nanoserver-Stack, IPv6-Stack Source Code 
  • FPGA-Tool Chain (ALTERA, XILINX) 
  • Netzwerkanalysatoren und -generatoren (Anritsu MD1230, Testskripte nach RFC 2544) 
  • IEEE Std 802.1AS-Testsystem Calnex Paragon-X  
  • OWITA Flexegen: Ethernet Traffic Generator und Analysator  
  • Meinberg PTP Grandmaster 
  • PROFINET-Zertifizierungstestumgebungen V2.3 (RT und IRT) und V2.4 (TSN) 
  • Ethernet TSN-Monitor- und Diagnosesystem (Eigenentwicklung) 
  • Echtzeit und Ethernet TSN-Simmulationsarbeitsplätze OMNET++
  • Projekt Virtalisierung Echtzeit PLC in der SmartFactoryOWL 
  • UML- und SysML-Entwurfswerkzeuge Enterprise Architekt  
  • LoRaWAN-Feldstärkemessgerät 
  • Klimatestschrank

 

LEISTUNGEN
  • Beratung zu Kommunikationslösungen und Schnittstellenimplementierungen 
  • Architekturentwurf und Spezifikation von Kommunikationssystemen und Schnittstellen 
  • Implementierung in eingebettete Systeme (Hardware-, FPGA- und Softwareentwicklung) 
  • Realisierung und Erweiterung von Netzwerkmanagementsystemen (Konfiguration, Diagnose, Leistungsüberwachung)
  • Test von Kommunikationssystemen (Echtzeitleistungskriterien, Robustheit, Interoperabilität, Standardkonformität) 
  • IoT-Basisseminar 
  • LoRa-Basisseminar 
  • PROFINET over TSN-Basisseminar  
 
REFERENZEN
  • Entwicklung des PROFINET-Chip TPS-1 (Phoenix Contact GmbH & Co. KG und Siemens AG) 
  • VDMA-Leitfaden Industrie 4.0-Kommunikation mit OPC UA
  • Ausrichtung International IEEE Symposium on Precision Clock Synchronisation for Measurement, Control and Communication (ISPCS) 2013 in Lemgo, 9th IEEE International Workshop on Factory Communication Systems (WFCS) 2012 in Lemgo und 21st IEEE International Conference in Emerging Technologies and Factory Automation (ETFA) 2016 in Berlin 
  • Plugfeste in Lemgo: PROFINET, IEEE 1588 (PTP)
  • Ethernet TSN-Prototypen und Demonstrationssysteme auf Messen: embedded World, IPC SPS Drives, TSN/A und dem Deterministic Ethernet Forum in Wien in den Jahren 2017, 2018 und 2019 
  • BMBF Förderprojekt „FlexSi-Pro - Flexibilität und Sicherheit in der Produktionsanlage der Zukunft“ im Rahmen von 5G - Industrielles Internet 
  • IIC Testbed Smart Factory Web (www.smartfactoryweb.com): Cloud, AWS-Services 
  • BMVI-Projekt PerSIST - Permanente und Sichere Informations- und Status-Transmission 
  • TTN - The Things Network Community Lemgo (https://www.thethingsnetwork.org/community/lemgo/)
  • Autoren der PROFINET over TSN-Guideline der PI 2019 
  • LoRaWAN-basiertes Intralogistiksystem 2019 

 


Intelligente Sensorsysteme

Für anspruchsvolle Fertigungsprozesse, z. B. in der Kunststoffverarbeitung, sind neben Prozessdaten der Produktionsanlagen auch Informationen über die nähere Umgebung von Bedeutung. Feuchtigkeits- und Temperatureinflüsse, Verunreinigungen in der Umgebungsluft sowie die Anwesenheit von Personen können die Qualität von Fertigungsprozessen beeinflussen. Am Fraunhofer IOSB-INA entwickeln wir intelligente Sensorsysteme mit dem Ziel, Fertigungsprozesse adaptiv und dynamisch auf verändernde Umweltbedingungen anpassen zu können. Die vereinfachte Integration in Anlagen, die Informationsfusion sekundärer Messgrößen sowie die Adaption an die Umwelt zeichnen unsere Lösungen aus. Das Ergebnis ist ein effizienterer und wirtschaftlicherer Betrieb von Produktionsanlagen.

Indoor-Lokalisierung

Für die Realisierung lokalisierungsbasierter Dienste existiert eine Vielzahl an Lokalisierungs- und Tracking-Technologien, welche je nach spezifischem Anwendungsfall und Anforderungen (z.B. Genauigkeit) einsetzbar und kombinierbar sind. Anwendungen mit Ortsbezug erlauben beispielsweise die einfache Verfolgung oder das Auffinden von Personen, Maschinen und Produkten in Echtzeit, den Wartungsaufwand durch kontextbasierte Datenaufbereitung zu reduzieren sowie Arbeitsabläufe zu optimieren. Das Fraunhofer IOSB-INA verfügt über einschlägige Erfahrung mit verschiedenen Lokalisierungstechnologien und verfügt über ein Integrations-Framework, um diese im Zusammenspiel mit industriellen Kommunikationssystemen und mobilen Endgeräten als vernetzte Lösungen in technischen Systemen einzusetzen. Durch die hohe Kompetenz des IOSB im Bereich bildgebender Sensoren und deren Auswertung ist darüber hinaus auch eine Integration leistungsfähiger Verfahren zur Objekterkennung und Klassifikation möglich.

 

Entwurf eingebetteter Systeme

  • Hard- und Softwareentwicklungen für eingebettete Systeme
  • IP-Core Entwicklung in VHDL, Verilog
  • Sicherheitskonzepte für die IT-Infrastruktur durch das Lab Cybersecurity (www.cybersecurity-owl.de)

 

 



Intelligente Sensorsysteme in der Produktion

Der Wissens- und Technologietransfer hat viele Facetten. Neben der Kooperation von wissenschaftlichen Einrichtungen und Unternehmen bei konkreten Entwicklungsprojekten spielt die Vermittlung von Know-how in anwendungsorientierten Seminaren eine weitere wichtige Rolle...

IoT-Seminar: Wie reale Dinge im Internet verfügbar werden

Projekt: Visible Light in der Produktion

Sensorik-Seminar: Maschinen besser verstehen

Smart Factory Web: Approved Testbed

Das Koreanische Institut KETI und das Fraunhofer IOSB haben ein vom koreanischen Ministerium für Handel, Industrie und Energie (MOTIE) finanziertes Projekt ins Leben gerufen. Basierend auf dem industriellen Internet der Dinge (IIoT) untersuchen wir integrierte Architekturen und Technologien für ein Netz verteilter Smart Factories.