DigiLab Wien

Die digitale Zukunft der Produktion

Herzlich willkommen im DigiLab Wien!

Autonome Transportfahrzeuge, mit Künstlicher Intelligenz und Edge Computing erweiterte Produktionszellen und eine Beleuchtung, die anzeigt, ob man in Zeiten der Coronakrise auch genug Abstand einhält - Im DigiLab gibt es viel zu sehen.

Im Vordergrund steht das gemeinsame Erarbeiten von Digitalisierungslösungen mit unseren Kunden.

Im DigiLab werden erstmals sämtliche Technologien für die digitale Zukunft der Produktion greifbar. Diese Zukunftstechnologien geben Unternehmen die Möglichkeit, sich im internationalen Wettbewerb abzuheben und stärken so den Wirtschaftsstandort Österreich. 

Das DigiLab ist eine Plattform für den Wissenstransfer zwischen Kunden, Forschung und Branchenexperten. 

Durch die gemeinsame Erarbeitung von Lösungen wird die Grundlagen für neue Dienstleistungen und Geschäftsmodelle geschaffen und mit dem Wissen über Zukunftstechnologien, wie Künstliche Intelligenz oder Edge Computing, die industrielle Produktion neu gestaltet. 

Auf einer realen Assembly Maschine zur Produktion von SITOP Stromversorgungen wurde eine Vielzahl von Digitalisierungs-Use Cases implementiert.

Themenfelder

Hier finden Sie innovative Use Cases und aktuelle Anwendungsfälle
Edge und Cloud Computing

Die optimale Nutzung von Daten wird für die Industrie immer wichtiger.

Viele Unternehmen haben das bereits erkannt und analysieren mit Hilfe eigener Software Daten aus Maschinen und Anlagen auf Industrie-PCs.

Das bringt zwar wertvolle Erkenntnisse, ist aber aufwendig und erfordert häufige manuelle Updates, damit Software, Betriebssystem und Cybersecurity immer auf dem neuesten, sichersten Stand sind. Mit Industrial Edge geht das einfacher, flexibler und sicherer – für optimale Datennutzung im Feld: Erfassen und verarbeiten Sie Daten direkt und abgesichert an der Maschine, ohne Latenz, mit Ihrer Software und einem zentralen System für Verwaltung, Deployment und Updates.

Digitaler Zwilling der Performance 

Um ein Peer2Peer Production System zu erschaffen sind die beiden digitalen Zwillinge des Produktes und der Produktion unumgänglich. An der Etablierung des dritten digitalen Zwillings – nämlich dem der Performance – wird bei SIMEA ebenfalls gerade intensiv geforscht und gearbeitet. Einerseits werden Schritt für Schritt SIMEA Fertigungsmittel mit dem Siemens IoT Operating System MindSphere verknüpft um beispielsweise mit einer entsprechenden MindSphere App die Aspekte der sogenannten Anlageneffektivität (OEE – Overall Equipment Effectiveness) von Gesamtfabriksebene bis hinunter zu einzelnen Fertigungseinheiten überwachen zu können. Andererseits werden SIMEA Fertigungsmittel sukzessive mit Edge Computing Devices ausgestattet, um mit den daraus gewonnenen Daten gemeinsam mit den Kollegen im DigiLab die SIMEA Fertigung weiter zu optimieren, die Produktivität zu steigern und letztlich den Produktionsstandort Wien abzusichern.
Da das DigiLab online mit dem SIMEA-Werk verbunden ist, werden die Daten aus der Produktion vor Ort – also „on Edge“ – vorverarbeitet und anschließend gebündelt an das DigiLab übertragen. Dort können in der digitalen Welt die Abläufe analysiert und Optimierungen abgeleitet werden.

Artificial Intelligence

Künstliche Intelligenz sorgt für weniger Programmieraufwand 

Der Einsatz von künstlicher Intelligenz macht den Umgang und die Verarbeitung dieser Daten deutlich einfacher, schneller und präziser.

Künstliche Intelligenz (KI) wird insbesondere in der Industrie maßgeblich dazu beitragen, den herkömmlichen Programmier- und Engineeringaufwand für Automatisierungslösungen zu reduzieren, die Steuerungslogik agiler zu machen und Produktionsprozesse flexibler und präziser zu gestalten. Hierzu ist es - gerade in der Industrie aufgrund der Echtzeitanforderungen - notwendig, die KI „on Edge“ also bei der Maschine auszuführen. Im DigiLab agieren bildgesteuerte Robotersysteme Mithilfe von Machine-Learning-Algorithmen deutlich flexibler auf unvorhergesehene Situationen, da zur Laufzeit automatisiert darauf reagiert werden kann. Die Künstliche Intelligenz greift während der Ausführung der Maschine in den Arbeitsablauf ein und verändert ihn. 

Beispiel "AI Picker"

Im Beispiel des „AI Pickers“ in einer Fertigungslinie wird demonstriert, wie der Roboterarm (einzeln) drei Kondensatoren aus dem Nest nimmt und sie einseitig auf das Förderband lädt. Hier überwacht eine Kamera den Werkstückträger und erkennt, ob die Kondensatoren richtig positioniert sind. Diese Information wird an die Steuerung weitergegeben, damit der Roboter weiß, welche Stücke er aufgreifen darf und welche nicht.

Virtuelle Inbetriebnahme

Die Inbetriebnahme einer neuen Produktionsmaschine, Zelle oder Linie ist eine entscheidende Phase im Projektverlauf

Dann zeigt sich, ob das Gesamtsystem aus Mechanik, Elektrik und Automatisierung wie geplant zusammen funktioniert.

Ungeplantes Verhalten kann schnell zu Terminverzug und hohen Kosten führen. Mit einer virtuellen Inbetriebnahme wird dieses Projektrisiko drastisch reduziert.

Wie die gesamte Fertigungszelle digital geplant, entworfen und programmiert worden ist, lässt sich im DigiLab anhand eines digitalen Zwillings nachvollziehen. Der muss zuerst virtuell erschaffen und um die physikalischen Eigenschaften und Funktionen der Maschine erweitert werden. Was auch immer man hier programmiert, wirkt sich direkt im digitalen Abbild aus. So können Fehler rasch erkannt werden, was Zeit und Kosten spart. Ein großer Vorteil ist den Experten zufolge auch, dass gemeinsam über beliebige Distanzen hinweg am Zwilling gearbeitet und die virtuelle Inbetriebnahme am Simulator trainiert werden kann. Außerdem lassen sich im Echtbetrieb gewonnene Informationen wieder in das virtuelle Modell zurückspielen, um die Maschinen weiter zu optimieren.

Augmented Reality

Intuitive Darstellung von Informationen

Ein besondere Mehrwert von Augmented Reality (AR) Applikationen in einem Industrie Kontext ist die intuitive Darstellung von Daten und Informationen. 

Diese können in einer AR Brille oder auf mobilen Geräten dargestellt werden. Informationen können im Kontext des Users, d.h. wo sich der User aktuell befindet, überlagert mit der physischer Maschine dargestellt werden. Dadurch können Informationen adaptiert werden -  je nachdem welche Komponente betrachtet wird. AR Apps bieten zusätzliche Interaktionsmöglichkeiten mit der Information die angezeigt wird.

 

Die Herausforderung von AR in einem realistischen Industriekontext ist die Vielzahl von verbauten Maschinenkomponenten, die zum Teil verdeckt sind bzw. eine ähnliche Bauform haben.  

Technisch basiert die AR Usecase Realisierung auf der HoloLens2 von Microsoft und dem neuen Siemens Produkt WinCC Unified. Die Vision des AR Projekts ist es die flexible Integration von WinCC Unified Faceplates in einem AR Kontext zu zeigen. Daten werden von der Digi Maschine im DigiLab gewonnen, von WinCC Unified verarbeitet und in einer HoloLens dargestellt. Diese zusätzliche Art der Darstellung ist mit entsprechend wenig Mehraufwand für den WinCC Unified Faceplate Entwickler verbunden.

CPPS

Manifestation eines Cyberphysischen Produktionssystems

Cyberphysische Produktionssysteme (CPPS)

bestehend aus nicht-hierarchischen, vernetzten Fertigungskomponenten kristallisieren sich als Nachfolger für die mittlerweile mehr als 100 Jahre alten Fließfertigungen heraus, die hierarchischen Ansätzen mit einer Leitinstanz folgten und daher als unflexibel und in Bezug auf Produktivitätshübe als ausgereizt gelten. Zu CPPS gibt es zwar viel Theorie und wissenschaftliche Arbeiten, aber noch wenig Operatives.
Die SIMEA (Kompetenzzentrum für Forschung und Entwicklung von Industriestromversorgungen) hat gemeinsam mit der Forschungsabteilung der Siemens AG Österreich eine reale Umsetzung eines CPPS in einer operativen Produktion mit dem Fokus auf Wirtschaftlichkeit erreicht. Das zu fertigende Produkt fährt dabei auf einem Warenträger auf einem Umlaufband. 

Von der Standard-Station zum Peer2Peer-Cluster

Einzelne Fertigungseinheiten bzw. Stationen sind um das Umlaufband angeordnet und stellen die zur Komplettierung des Produktes notwendigen Prozessschritte bereit. Das Produkt sucht sich anhand seines eigenen digitalen Bauplans eine freie Station, die den nächsten erforderlichen Fertigungsschritt anbieten kann. Im System gibt es keinen Leitrechner. Die Fertigungsstationen sind alle gleichberechtigt, sind vernetzt und kommunizieren miteinander – daher auch der Name "Peer2Peer Production System". Jeder Stationsverbund weist auch einen oder mehrere Handarbeitsplätze auf um dort Tätigkeiten zu verrichten, für die Maschinen ungeeignet sind. Das sind Arbeitsschritte, die assoziative, sensorische und taktile Fähigkeiten erfordern – z.B. einen Kabelbaum einzufädeln. Flexibilität ist ein zentrales Thema des Systems. 

Flexibilität

Einerseits in Bezug auf das Produkt: In der Anlage können 6 verschieden Varianten eines Gerätes in unterschiedlichen Ausprägungen gefertigt werden. Andererseits in Bezug auf die Produktion: Einzelne Stationen können zum Beispiel zum Zwecke der Wartung deaktiviert werden und für diesen Zeitraum durch eine gleichwertige automatische Station oder eine Handarbeitsstation ersetzt werden. Bei Taktzeitproblemen kann eine weitere gleichartige Station hinzugefügt werden um die Taktzeit des Prozessschrittes zu halbieren. Um der Wirtschaftlichkeit nicht nur in Bezug auf die Fertigung des Produktes Rechnung zu tragen, sondern auch in Bezug auf das Produktionssystem selbst, wurde eine sogenannten "Standard-Zelle" entwickelt, die sich um den jeweiligen Fertigungsprozess erweitern bzw. anpassen lässt – wie beispielsweise das Verpacken, das Gehäuse-BeLASERn oder das Geräteprüfen. 

Intelligentes Energiemanagement in der Industrie

Klima- und energiepolitische Ziele erreichen

Um Fortschritte beim Klimaschutz zu erreichen, setzen Politik und Wirtschaft alles in Richtung eines treibhausgasneutralen, kohlenstoffarmen und damit klimafreundlichen Wirtschaftens.

Dieses Vorhaben verbindet und verlangt nach konkreten und terminierten Maßnahmen.Wir zeigen, wie CO2 Emissionen reduziert und durch Transparenzschaffung definierten Maßnahmen z. B. Vermeidung von Lastspitzen umgesetzt werden können.

  • Gesetzeslage in Österreich, CO2 Fußabdruck und Förderungen
  • Messstellen & Messkonzept
  • Energiedatenaufzeichnung und -visualisierung
  • Aktives Lastmanagement & Maschineneffizienzanalyse
  • Aus Daten werden Informationen
  • SIMATIC Energy Manager MindSphere App

 

Fahrerlose Transportfahrzeuge

Dynamische Gestaltung der Produktion und Logistikzentren

Fahrerlose Transportfahrzeuge (AGV) spielen eine wichtige Rolle, um Produktionen und Logistikzentren skalierbar und dynamisch zu gestalten.

Die AGV-Systemplattform SIMOVE verbindet Automatisierungs- und Antriebskomponenten von Siemens mit modularer und vorgeprüfter Software, u.a. für Flottenmanagement und Navigation. Sie ermöglicht es Maschinenbauern und Endkunden ihre AGV-Anwendung „out-of-the-box“ zu automatisieren.

Offene Schnittstellen des Systems erlauben die einfache Funktionserweiterung, wie die Integration von KI gestützter Personenerkennung auf Basis von SIMATIC Industrial Edge.

Industrial Communication & Security

Der Schlüssel zum digitalen Unternehmen

Automatisierungs- und IT-Netzwerke müssen reibungslos zusammenarbeiten.

Unser Portfolio für industrielle Kommunikation ermöglicht die optimale Vernetzung von Maschinen und Anlagen auf Basis einer professionellen Planung und Umsetzung mit den Netzwerkkomponenten SCALANCE, RUGGEDCOM und SIMATIC NET.

Mit Industrial Network Solutions unterstützen wir unsere Kunden darin, ein optimales Fundament für die Digitalisierung zu legen und begleiten sie von Anfang an auf ihrem Weg durch die digitale Transformation.

SCALANCE – Netzwerkkomponenten für die industrielle Kommunikation

Sicher und flexibel vernetzt über alle Ebenen industrieller Netzwerke

SCALANCE-Geräte bilden die Basis für Kommunikationsnetzwerke in der Fertigungs- und Prozessautomatisierung. Machen Sie Ihre industriellen Netzwerke fit für die Zukunft! Die SCALANCE-Produkte sind speziell für den Einsatz in Industrieanwendungen konzipiert. Damit erfüllen sie alle Voraussetzungen für äußerst effiziente industrielle Netzwerke und Bussysteme. Egal ob Switching, Routing, Security-Anwendungen, Fernzugriff oder Industrial Wireless LAN – SCALANCE ist die Lösung!

SINEMA RC am Beispiel SIMEA Shopfloor Network Management

Das zentrale Element von SINEMA RC ist eine skalierbare Server-Applikation, die auf einem eigenen Rechner läuft, der über das Internet erreichbar ist. SINEMA RC ist ein Bindeglied zwischen den einzelnen Teilnehmern: Der Zentrale, den Servicetechnikern bzw. den Maschinen oder den Maschinen-Endpunkten SCALANCE S615, SC oder SCALANCE M. Im DigiLab wird ein Fernzugriff zur Fertigung der SIMEA über SINEMA RC hergestellt. So werden Daten aus einer realen und produktiven Umgebung ausgelesen.

SINEC NMS für industrielle Netzwerke

SINEC NMS ist das Netzwerk-Management-System (NMS) für immer komplexere Netzwerkstrukturen in einer zunehmend digitalen Welt. Mit diesem System lassen sich industrielle Netzwerke mit bis zu mehreren Zehntausend Teilnehmern zentral und rund um die Uhr überwachen, verwalten und konfigurieren – auch die sicherheitsrelevanten Bereiche. Das macht SINEC NMS zur ersten Wahl für komplexe Netzwerkstrukturen und zu einem Wegbereiter für die digitale Transformation in der Industrie – in allen Branchen und unabhängig von der Netzwerkgröße. Dank seiner Skalierbarkeit wächst SINEC NMS flexibel mit, wenn das Netzwerk größer und komplexer wird.

Industrial Security ist das Kernelement der Digital Enterprise.

Die Digitalisierung ist für viele Bereiche der Wirtschaft unverzichtbar geworden. Doch mit der zunehmenden Nutzung von Daten wird unsere digitale Landschaft anfällig – Cyberkriminalität verursacht einen jährlicher Schaden in Milliardenhöhe. Außerdem kommen wir durch den Corona-Virus früher als erwartet in die digitale Welt! Covid-19 hat ein Ausmaß an sozialen und wirtschaftlichen Veränderungen verursacht welches in der heutigen Zeit beispiellos ist. Diese Situation gibt Cyberkriminellen und Geheimdiensten mehr Angriffsmöglichkeiten. Wie also begegnen Unternehmen dieser Herausforderung?

Real Time Location System

Identifikation und Lokalisierung

Mit unserem Real-Time Locating System (kurz RTLS) sind wir in der Lage, eine Inhouse Lokalisierung von Gegenständen durchzuführen. 

Mit den aus unserem RTLS-System gelieferten Koordinaten können in einem Industriebetrieb zahlreiche Use Cases abgebildet werden, um logistische Abläufe effizienter zu machen. Die Anwendungsgebiete reichen von Asset Tracking, also die Verfolgung einzelner, sich bewegender Gegenstände und der Verarbeitung der Information mittels Schnittstellenanbindung.

Ein Beispiel dafür wurde im DigiLab abgebildet, indem die Raumbeleuchtung aufgrund der Positionierung der Tags in den einzelnen Sektoren ein- und ausgeschaltet wird.

Corona Use Case für Social distancing in der Produktion

Um die Corona-Abstandsregeln in Unternehmen sicherzustellen, entwickelt Siemens eine Funk-basierte Lösung zur Abstandshaltung am Arbeitsplatz. Siemens setzt dafür Software zur Echtzeitfunkortung (RTLS) ein.

Befinden sich zu viele Personen auf zu engem Raum wird über die Lichtsteuerung eine Warnmeldung ausgegeben und darauf hingewiesen, dass eine erhöhte Ansteckungsgefahr durch zu geringen Mindestabstand besteht.

Wie können wir Ihnen helfen?

Sie haben Fragen, Wünsche oder Anregungen?

Nehmen Sie bitte direkt Kontakt mit uns auf. Wir helfen gerne weiter!