Cobots, digitale Zwillinge & Co. – Edge Computing hilft

In der modernen Fertigung nehmen Maschinen dem Menschen immer mehr Arbeiten ab.
In der modernen Fertigung nehmen Maschinen dem Menschen immer mehr Arbeiten ab. – Bild: ©rookielion/stock.adobe.com

In der industriellen Fertigung sollen technologische Innovationen Produktionsprozesse effizienter und flexibler machen. Während traditionelle Automatisierung auf starre Abläufe beschränkt war, ermöglichen neue Technologien eine dynamische, präzise und intelligente Steuerung der Fertigung. Cobots etwa sind Roboter, die für die direkte Zusammenarbeit mit dem Menschen konzipiert sind – ohne aufwändige Sicherheitsmaßnahmen. Die kollaborativen Roboter sind mit Sensoren ausgestattet, die präzise Bewegungsabläufe ermöglichen. Cobots unterstützen ihre menschlichen Kollegen bei den unterschiedlichsten Aufgaben. Hersteller setzen dabei oft auf Plug&Play-Systeme, mit denen Anwender die Maschinen schnell in bestehende Produktionsprozesse integrieren können. Dies senkt die Einstiegshürden.

Verfügen Firmen nicht über das notwendige Wissen, können externe Partner helfen.
Verfügen Firmen nicht über das notwendige Wissen, können externe Partner helfen. – Bild: ©Westend61/gettyimages.de

Simulation mit Echtzeitdaten

Digitale Zwillinge ermöglichen wiederum die Simulation, Analyse und Optimierung von Fertigungsprozessen. Gespeist mit Echtzeitdaten aus den Sensoren von Maschinen und Anlagen, die kontinuierlich Parameter wie Temperatur, Druck, Vibration oder Energieverbrauch messen, lässt sich eine Rückkopplungsschleife zwischen der physischen und der virtuellen Welt realisieren. Auf diese Weise können produzierende Unternehmen Abweichungen oder Anomalien frühzeitig erkennen und gegensteuern. Auch die Produktionsparameter, etwa bei veränderten Umgebungsbedingungen oder schwankenden Rohstoffqualitäten, lassen sich in Echtzeit anpassen. Darüber hinaus können Maschinenkonfigurationen simuliert werden, ohne die physische Produktion zu unterbrechen.

Generative KI (GenAI) vereinfacht den Einsatz des digitalen Zwillings zusätzlich – etwa in Bezug auf die Code-Entwicklung. Die Erstellung eines virtuellen Modells, kostet gerade bei der Planung großer Fertigungsanlagen Ressourcen. Large Language Models (LLMs) können hier Codefragmente oder vollständige Codesequenzen generieren, was den manuellen Programmieraufwand reduziert.

Die Infrastruktur im Blick

Trotz dieser Möglichkeiten bleibt eine Komponente dabei oft unbemerkt: die Infrastruktur. Ohne diese können auch die besten Technologien nicht ihr volles Potenzial entfalten. Edge Computing ermöglicht etwa die Datenverarbeitung nahe an der Quelle, an der die Daten entstehen. Das reduziert Latenzzeiten und ermöglicht Echtzeitanalysen. Dedizierte Server mit entsprechender Rechenleistung und Speicherkapazität sind beispielsweise notwendig, um die Video-Streams schnell an die Analysesoftware zu übertragen. Bereits ein einzelnes Full-HD-Kamerasystem erzeugt riesige Datenmengen. Würden die Bilder aller eingesetzten Kameras direkt in die Cloud übertragen, müsste die Verbindung eine extrem hohe Bandbreite unterstützen – selbst der aktuelle Mobilfunkstandard 5G stößt hier an seine Grenzen.

Grundsätzlich haben Unternehmen dabei zwei Möglichkeiten: Entweder sie stellen sich die für ihren individuellen Anwendungsfall benötigten Applikationen sowie die passenden Server und Edge Gateways selbst zusammen. Oder sie wählen aus einer Reihe von Mustersystemen, sogenannten Validated Designs, die für das jeweilige Einsatzszenario eine Kombination aus Hard- und Software bieten. Sobald solche Geräte an ihrem Bestimmungsort angekommen und mit dem Netzwerk verbunden sind, werden sie automatisch mit der benötigten Software versorgt. Edge-Geräte und -Anwendungen, IT- und OT-Konnektivität sowie Applikations- und Gerätemanagement-Infrastruktur sind hier bereits aufeinander abgestimmt.

Sicherheit und Management

In der Fertigungsindustrie sind zahlreiche Maschinen mit unterschiedlichen Steuerungen und Protokollen im Einsatz, was die Kommunikation und Interoperabilität erschwert. Insbesondere international agierende Unternehmen sehen sich mit heterogenen Infrastrukturen konfrontiert: Software-Updates, die oft nicht manuell möglich sind, werden bei größeren Anlagen schnell komplex, insbesondere wenn sich die Geräte an schlecht vernetzten Standorten befinden. Ein bestenfalls automatisiertes Management der Edge-Umgebung hilft bei Aufgaben wie Konfiguration, Überwachung, Anwendungsupdates und Sicherheitsmaßnahmen

Seiten: 1 2



  • Vertrauenswürdige Elektronik für das Internet der Dinge

    Vertrauenswürdige Elektronik für das Internet der Dinge

    Zwölf Partner aus Forschung und Industrie haben das Forschungsprojekt VE-Vides gestartet. Ziel ist die Entwicklung eines Sicherheitskonzepts für das Internet der Dinge.

    mehr lesen: Vertrauenswürdige Elektronik für das Internet der Dinge

  • Martina Hofmann übernimmt Vorsitz

    Martina Hofmann übernimmt Vorsitz

    Prof. Dr.-Ing. Martina Hofmann von der Hochschule Aalen ist neue Vorsitzende des VDE-Ausschusses Studium, Beruf und Gesellschaft. Neben klassischer Ausschussarbeit will sie die Themen Frauen und Technik sowie Klimaschutz in…

    mehr lesen: Martina Hofmann übernimmt Vorsitz

  • So können sich Unternehmen schützen

    So können sich Unternehmen schützen

    Eine aktuelle Studie des Digitalverbands Bitkom bewertet Ransomware als Haupttreiber für den enormen Anstieg an Cyberattacken. Die Erpresserangriffe verursachen bei den Betroffenen einen enormen wirtschaftlichen Schaden.

    mehr lesen: So können sich Unternehmen schützen

  • Steuerungstechnik, IT und IoT sicher verbinden

    Steuerungstechnik, IT und IoT sicher verbinden

    Die Vernetzung in der Industrie und das damit verbundene Industrial Internet of Things (IIoT) definieren die Anforderungen an die Sicherheit neu – und damit auch an die eingesetzten Automatisierungslösungen.

    mehr lesen: Steuerungstechnik, IT und IoT sicher verbinden

  • Doppelspitze bei Valantic CEC Schweiz

    Doppelspitze bei Valantic CEC Schweiz

    Florian Heidecke leitet seit Anfang August gemeinsam mit Reto Rutz Valantic CEC in der Schweiz.

    mehr lesen: Doppelspitze bei Valantic CEC Schweiz

  • Maschinen lernen voneinander

    Maschinen lernen voneinander

    Das Kunststoff-Zentrum SKZ in Würzburg führt im Rahmen des Forschungsprojekts Darwin mit dem Fraunhofer Spin-off plus10 mehrere Versuchsreihen durch. Ziel ist die Entwicklung kontinuierlich lernender Modelle, die eine höhere Qualität…

    mehr lesen: Maschinen lernen voneinander

  • Wirtschaftliche Lage in Deutschland im August

    Wirtschaftliche Lage in Deutschland im August

    Das Bruttoinlandsprodukt (BIP) ist im 2. Quartal gewachsen. Damit setzt die deutsche Wirtschaft ihren Erholungskurs fort.

    mehr lesen: Wirtschaftliche Lage in Deutschland im August

  • Digitalisierungsziele werden oft noch nicht erreicht

    Digitalisierungsziele werden oft noch nicht erreicht

    Laut einer Studie von Tata Communications hat die große Mehrheit der 750 befragten Unternehmen ihre Digital-First-Ziele noch nicht erreicht. Dabei werden die Unternehmen in drei Reifegrad-Kategorien eingeteilt.

    mehr lesen: Digitalisierungsziele werden oft noch nicht erreicht

  • Der Fokus liegt auf der Elektromobilität

    Der Fokus liegt auf der Elektromobilität

    Eine gemeinsame Studie von VDA und Deloitte zeigt, dass Automobilzulieferer sich mitten in der Transformation befinden, aktuell jedoch noch 85 Prozent des Umsatzes aus der Verbrennertechnologie generiert wird. Dabei geht…

    mehr lesen: Der Fokus liegt auf der Elektromobilität

  • Förderung für den Messeauftritt

    Förderung für den Messeauftritt

    Kleine und mittlere Unternehmen können für Ihren Auftritt bei bestimmten Messen eine Förderung des BMWi in Anspruch nehmen. Auf bis zu 12.000€ kann sich der Förderbetrag belaufen.

    mehr lesen: Förderung für den Messeauftritt

  • Wenn Cyberangriffe schiefgehen

    Wenn Cyberangriffe schiefgehen

    Ransomware hat sich zu einem kriminellen Geschäft mit hohen Um- und Einsätzen entwickelt. Doch nicht jeder Angriff verläuft wie geplant. Der Security-Anbieter Sophos zählt einige Pannen auf.

    mehr lesen: Wenn Cyberangriffe schiefgehen

  • Universal Robots erzielt +75 Prozent

    Universal Robots erzielt +75 Prozent

    Nach einem großen Umsatzplus im zweiten Quartal rechnet Universal Robots auch im 3. Quartal mit einem zweistelligen Umsatzwachstum.

    mehr lesen: Universal Robots erzielt +75 Prozent