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T-Mobile Austria stellt IoT Board vor

Die T-Mobile Austria setzt hier nun auf die IoT Box.

Die kleine Platine mit integriertem SIM Chip, sowie integrierten Sensoren und Schnittstellen, bietet die ideale Plattform um schnell und einfach eine individuelle M2M Applikation zu realisieren. Von einfachen Dingen wie Temperaturmessung bis hin zu der Lokalisierung des Gerätes ist nahezu alles möglich. Die gewonnenen Daten werden über Mobilfunk in eine Cloud übertragen und sind in einem Onlineportal jederzeit abrufbar.
Mit der IoT Box haben Unternehmen die Möglichkeit, eigene Anwendungsfälle zu testen, zu erproben und in weiterer Folge serienfertig zu erstellen.

In Kooperation mit mehreren Firmen wurde diese Box federführend von der T-Mobile Austria erstellt und erstmals auf der Messe „Smart Automation Austria“ präsentiert.

Das fertige Modul mit seiner kompakten Bauweise von gerade einmal 39x32x6 mm ist somit optisch klein, aber technisch ganz groß.

Das Modul mit eigenem Betriebssystem ist sofort voll funktionsfähig. Das Anwenderprogramm des IoT Box Moduls ist mit Hilfe eines verfügbaren Toolsets innerhalb weniger Stunden erstellbar. Zwei Universaleingänge erlauben das direkte Erfassen von analogen und digitalen Signalen ohne zusätzlichen Komponenten.
Zur drahtlosen Kommunikation steht zudem ein integriertes Bluetooth Low Energy Modul zur Verfügung.
Als zentrales Element, oder nennen wir es als Konnektor in die Cloud, dient ein Ultra Low Power GSM Modul zur Erfassung, Bearbeitung und Übertragung von Informationen.
Dieses Modul eignet sich daher für Anwendungen, bei denen der Energieverbrauch eine zentrale Rolle spielt.
Für den Informationsaustausch mit dem Modul stehen Hardware-Schnittstellen zur Verfügung.

Die IoT-Box dient insbesondere dem Zweck, ein IoT-Konzept auf die Probe zu stellen. Für die kommerzielle Implementierung in Geschäftsprozessen hat T-Mobile darüber hinaus ein breites M2M-Produktportfolio und Expertise um das Business ihrer Kunden noch erfolgreicher zu machen. Unternehmer oder Entwickler können die IoT-Box dazu nutzen, die besonders oft angesprochene und viel gesuchte „Predictive maintenance“ mittels vorhandener Schnittstellen auszuprobieren. Präzise Diagnosen der angeschlossenen Sensoren sind einfach und schnell testbereit.
Im Bereich der Logistik kann man mit diesem Modul sehr einfach direkte Sendungsverfolgungen testen.
Container in Echtzeit zu loggen ist hier z.B. nur der Anfang. Durch die neu empfangenen Daten können Logistikwege und Lagerkapazitäten optimiert und vereinfacht werden.

Eine der größten Herausforderungen bleibt der geringe Energieverbrauch der Module.
Alleine der Sachstand, dass die Module bei Bewegung nahezu zwingend mit Batterien betrieben werden müssen, führt uns zu dieser Lösung. Durch den Einsatz des Ultra Low Power GSM Moduls ist dies hervorragend gelöst.
Ebenso brauchen wir eine extrem hohe Skalierbarkeit der „Millionen“ von Boxen, sowie eine einfache Art diese zu managen. Dieser Punkt wurde durch die Innovative Plattform gelöst, welche es ermöglicht, einfach und schnell alle Module zu verbinden, zu managen, und die Abrechnung vorzunehmen. Gerade der Sachstand, dass Hardware, Software und Konnektivität aus einer Hand kommen, vereinfacht nicht nur den Service, sondern die ganze Handhabung.
Der letzte große Punkt ist immer die Sicherheit. Die Verschlüsselung des Transportweges und der Daten mit AES, einer Server Authentifizierung und einer Abfrage des Devices garantieren hier Sicherheit auf dem neusten Stand der Technik.
Große Hoffnung setzen die Mobilfunker nun auch in das Thema NarrowBand-IoT (NB-IoT).
Die Deutsche Telekom hat die NB-IoT-Entwicklung aktiv vorangebracht und schon im Oktober 2015 den weltweit ersten NB-IoT-Feldversuch in einem kommerziellen Netz realisiert. Auch T-Mobile Austria setzt auf diese Technologie, da diese standardisiert ist, den hohen Sicherheitsanforderungen entspricht und Vorteile bei der Versorgung (deep indoor coverage) bringt. Zudem sind die Module günstiger, benötigen weniger Strom und werden damit das Internet der Dinge weiter nachhaltig vorantreiben.
Durch ein einfaches Softwareupdate der Netzinfrastruktur wird diese Technologie ohne zusätzlichen Netzausbau verfügbar sein. Freie Parkplätze könnten somit in Zukunft einfach und schnell angezeigt werden, oder das Frühwarnsystem für Hochwasser maßgeblich ausgebaut werden.

 

https://business.t-mobile.at/m2m/unser-angebot/iot-box.php

HMI 4.0 – Hindernisse des Wandels überwinden!

Das HMI von gestern war an der Maschine verbaut, unabhängig von den Ausmaßen der Maschine. Somit müssen Menschen mitunter hunderte von Metern laufen, um sich benötigte Informationen zu beschaffen bzw. um neue Vorgaben zu machen. Die Initiative geht dabei immer vom Menschen aus.

Das HMI 4.0 führt zu einer ganz neuen Mensch-Maschine-Kommunikation. Es ist das HMI am Menschen, was die Kooperation von Mensch und Maschine ermöglicht und auch Maschinen befähigt, Aufgaben an Menschen zu übertragen.

HMI 4.0 – das HMI am Menschen

Wearables z.B. eignen sich insbesondere zur Unterstützung der Menschen bei der Abbildung von Wartungsszenarien. Hier ist ein Informationsaustausch zwischen Mensch und Maschine zwingend. Die Maschine meldet sich beim Menschen, wenn eine Wartungshandlung notwendig ist. Diese Meldung empfängt der Mensch als Push Notification auf seiner Smartwatch. Es puckert kurz auf dem Handgelenk, dann ist die gesamte Aufmerksamkeit auf die Meldung gerichtet. Auf dem Smartphone werden dem Menschen weitere Informationen dargestellt, u.a. eine Ersatzteilliste und benötigtes Werkzeug. Das Smartphone berechnet sogar die schnellste Route und führt den Menschen so genau zu der Stelle, wo das Ersatzteil verbaut werden muss. Jetzt wird eine Checkliste mit Handlungsanweisungen, die mit aktuellen Prozessdaten angereichert ist, eingeblendet. Außerdem wird die Checkliste direkt an die Smartwatch übertragen, sodass ein freihändiges Arbeiten möglich ist. 

Es ist aber noch weit mehr denkbar – schon heute mit der Ortungsfunktion eines jeden Smartphones: Die Maschine stellt die Meldung an denjenigen zu, der in der Nähe ist. So ist ein schnelles Handeln möglich. Wird für die Auswahl des Empfängers auch dessen aktuelle Verfassung herangezogen (Smartwatches bspw. sind in der Lage die Vitalfunktionen des Trägers zu überwachen), dann erhält derjenige die Meldung, der über ausreichend Energie verfügt, um eine körperlich anstrengende Wartungsaufgabe durchzuführen.

Impulse für den Wandel

Der Weg zum HMI 4.0 wurde maßgeblich durch Technologien aus dem Consumer Markt und durch Unternehmen wie Google, IBM, Amazon und Apple vorbereitet. Nun stehen uns Big Data und Predictive Maintenance, das Internet of Things und Cloud Computing sowie Wearables mit iOS, Android, Siri & Co. zur Verfügung.

Big Data macht Maschinen intelligenter, das Internet und die Cloud ermöglicht den uneingeschränkten Daten- und Informationsaustausch und die Wearables stellen sicher, dass die Informationen von der Maschine zum Menschen und vom Menschen zur Maschine kommen.

Alles ist also vorbereitet und einsatzbereit, aber warum wird es nicht genutzt?

Hindernisse des Wandels

Jedes Automatisierungsprojekt, jede Maschine, jede Problemstellung ist ein Unikat. Kein Lastenheft gleicht dem anderem. Daher definieren und verhandeln Ingenieure Anforderungen stets erneut. Es werden Ansätze gegenübergestellt und passende Technologien evaluiert. Warum aber kommt der Realisierung des mobilen HMI nicht die gleiche Sorgfalt zugute? Stattdessen ist HTML5 meist von vornherein gesetzt. Aufgrund technologischer Besonderheiten bzw. Einschränkungen sind mit HTML5 innovative und kreative Anwendungsfälle wie der oben beschriebene nicht realisierbar.

Das Diktat der Anbieter wiegt schwer. Aktuelle Werkzeuge zur HMI-Gestaltung setzen konsequent und leider etwas kreativlos auf HTML5. Innerhalb der Industrie 4.0 ist das allenfalls eine Evolution, eine Weiterentwicklung des Gestern – wo bleibt die Revolution?

Die Alternative ist die Realisierung des HMI 4.0 als native App. Damit steht die gesamte Leistungsfähigkeit der mobilen Plattformen und Geräte zur Verfügung. Die Kehrseite: Es ist ökonomisch meist nicht vertretbar, stets native Apps für die verschiedenen Plattformen und Geräte zu implementieren. Dies ist einerseits mit deutlichem Mehraufwand verbunden und andererseits fehlt es für die Realisierung von Lösungen für die mobilen Plattformen mit ihren unterschiedlichsten Software-Stacks und Programmiersprachen schlichtweg an Personal und Kompetenz.

Am Ende wird Industrie 4.0 in zahlreichen Ausschüssen definiert, anstatt mit hochgeschlagenen Ärmeln neue Use Cases realisiert. Im Sinne der Lean Startup Bewegung würden neue Geschäftsmodelle explorativ anhand der Realisierung neuer Ansätze und Lösungen in kurzen Feedback-Schleifen und in enger Zusammenarbeit mit allen Stakeholdern definiert. Wichtiger scheint jedoch die Spezifikation von Schnittstellen und Standards.

Herausforderungen meistern!

Viva la revolución: die Hindernisse des Wandels hin zum HMI 4.0 können nur durch innovative Softwaretechnologien und neue Entwicklungsansätze aus dem Weg geräumt werden. Es werden Werkzeuge benötigt, die Ingenieure optimal durch fachfremde Gebiete leiten und dabei von konkreten Implementierungstechnologien abstrahieren. Auch die Technologiewelt der Automatisierungstechnik dreht sich schneller und schneller. Schade dabei wäre, wenn mit jedem Technologiewechsel wertvolle Ingenieursleistung und hohe Investitionen verloren gehen.

Die gute Nachricht: Das HMI 4.0 mit den im Beitrag beschriebenen Use Cases sind komplett mit der integrierten HMI Suite von MONKEY WORKS (Abbildung 3) realisiert worden. Die Workbench bietet domänenspezifische Editoren, mit der in vertrauter Weise das HMI gestaltet und die einzelnen Elemente mit Prozessdaten verbunden werden. An dieser Stelle wird noch nicht über iOS, Android oder OPC UA gesprochen.

Auf Knopfdruck überführen leistungsfähige Exportmodule den mobilen HMI-Entwurf in native Apps für die gewünschten bzw. geforderten Geräte. Das HMI 4.0 ist sofort einsatzbereit – manuelle Programmierarbeit ist nicht notwendig. Ab jetzt kann auch der Entwurf des HMI 4.0 als Einzelfallentscheidung verstanden werden.

Das Vorgehen mit der HMI Suite ist bestechend: Entwickler von (mobilen) HMI-Lösungen und Automatisierungsingenieure können aus einem großen Technologiebaukasten jeweils die für ihre Kundenanforderungen besten Bausteine wählen; Detailwissen ist dabei nicht notwendig. Obendrein macht die HMI Suite fit für zukünftige Anforderungen, denn das Festlegen auf eine konkrete Realisierungstechnologie ist zur Entwurfszeit nicht notwendig – die Revolution hat begonnen, die Zukunft kann kommen.

Zu guter Letzt ist Pioniergeist gefragt. Es braucht Early Adopter, die die Industrie 4.0 schon jetzt gestalten und nicht nur diskutieren wollen. Mit zeitgemäßen Werkzeugen können Kunden schon jetzt von neuen Lösungen profitieren, ohne dass sich Anbieter technologisch etwas verbauen.

 

Autoren: Ralf Matthews  und Dr.-Ing. Stefan Hennig

Warum China beim Internet der Dinge eine Führungsrolle übernimmt

Schon heute hat die chinesische Regierung erkannt, dass dem Internet der Dinge höchste Aufmerksamkeit geschenkt werden muss, um schnell auf dem weltweiten Markt präsent zu sein. Laut einer Aussage von Alex Sinclair, technischer Direktor der GSM, aus dem Jahr 2013 verfügte China bereits vor 3 Jahren über 27 % des Weltmarktes mit mehr als 50 Millionen M2M Verbindungen. China investiert bis heute weiterhin große Summen in Kommunikationstechnologien, um Städte intelligenter zu machen.

China: Industrienation Nummer Eins bis 2049?

Seit 2015 ist klar zu erkennen, dass der ungebremste Aufschwung des Exportlandes durch billige Massenproduktionen vorbei ist. Vor diesem Hintergrund ist der entscheidende Richtungswechsel verständlich, der 2015  eingeleitet wurde: „China 2025“ ist die erste von mehreren Stufen der Industrialisierung Chinas, mit dem Ziel im Jahr 2049, zum 100ten Geburtstag der Volksrepublik, die Industrienation Nummer  Eins  zu sein. Viele halten dieses Ziel für sehr ambitioniert, andere für nicht ausgeschlossen.

Gehen wir nun wieder zurück in das Jahr 2013, wurde bereits vor drei Jahren der Grundstein für einen Teil dieses ambitionierten Zieles gelegt. Im Oktober 2013 schlossen sich 40 Firmen unter der einem Dach zusammen, um unter der Führung der China Technolog Group Corporation ein Industriebündnis für das Internet der Dinge zu gründen.

200 nationale und industriele Standards für das Internet der Dinge wurden eingeführt und vom chinesischen Ministerium für Industrie und Informationstechnik abgesegnet.  Während wir in Europa noch mit Unsicherheiten über die Regulierungen beim Einsatz von M2M Technologien kämpfen, wurde  in Fernost schneller gehandelt.

Innovation im Reich der Mitte

Mehr als 3 % aller Mobilfunkverbindungen gehen von China aus. Die 3 chinesischen Netzbetreiber sehengroße Chancen in den Bereichen Medizin, Automobile, Home Automation, Landwirtschaft und Industrie ihre Konnektivität auszubauen. Auch in China entsteht dadurch eine neue Generation von Firmen, die sich gerade in dem Bereich des Internet der Dinge rasant entwickeln. Dazu tragen auch chinesische Crowdfounding Plattformen wie Demo Hour bei. Allein diese Plattform hat bereits mehr als 3000 Projekte finanziert und mit aufgebaut.

Beispiele gefällig? Da wäre z.B. ein Hemdknopf, der überprüft, ob der Träger den Rücken gerade hält, oder ein Glas, dass täglich überprüft, ob ich genügend trinke und mich dazu animiert, mehr zu trinken. Sicherlich höre ich jetzt die meisten Menschen sagen, dass es sich hierbei um nichts sinnvolles handelt, dennoch haben sich viele dieser Projekte gerade im Medical Bereich als sehr nützlich erwiesen.

Schauen wir in den Bereich der Energie. Gerade bei der Überwachung von Gas wurden mehr als 180 Millionen Geräte mit AMR (automatische Zählerablesemodule) ausgerüstet. Diese intelligenten Messsysteme erlauben einen schnellen und einfachen Zugriff auf die Nutzerdaten. Sinnvoll und nützlich – und bei einer Stückzahl von 180 Millionen ein lohnendes Geschäft.

Freund oder Feind?

Stellt sich am Ende dann doch die Frage, warum die chinesischen Firmen gerade auf Industrie 4.0 in Deutschland so fixiert sind? China sieht Deutschland als Vorbild: Von der Masse zur Klasse , von einfacher Billigproduktion zur Hightech Industrie. Wenn wir die Industrie 4.0 auch als Möglichkeit sehen, die Ressourcen- und Energieverschwendungen weltweit zu minimieren, haben wir alle etwas davon. Vielleicht hilft uns daher auch eine engere Zusammenarbeit mit der chinesischen Industrie. Dann kann Deutschland ein Technologielieferant erster Klasse werden.