Weerstandlassen
Lassen - de gateway naar Industrie 4.0
In het lasproces van de toekomst is alles met elkaar verbonden. Het sleutelelement daarin is het lasbesturingssysteem. Voorheen werd er vooral gebruik gemaakt van middleware in de vorm van een hardware-gateway om verbinding en communicatie met andere apparaten en systemen mogelijk te maken. Dankzij Bosch Rexroth is dit tussenapparaat niet meer nodig: de intelligentie is direct in het PRC7000-lasbesturingssysteem geïntegreerd. Hiermee is er een alles-in-één-oplossing voor weerstandspuntlassen gecreëerd die geschikt is voor Industrie 4.0; de eerste in zijn soort op de markt met volledig geïntegreerde MQTT- en OPC UA-protocollen. Deze oplossing drukt de kosten en zorgt ervoor dat gemakkelijk aan de connectiviteitseisen kan worden voldaan. Op deze basis zijn bijvoorbeeld ook AI-toepassingen mogelijk.
Tijdens het lasproces worden enorme hoeveelheden gegevens geproduceerd. Met deze gegevens kunnen processen worden geoptimaliseerd, kan machine learning worden ingevoerd, en kan toegevoegde waarde worden gecreëerd in Industrie 4.0. De gegevens moeten wel eerst worden verzameld, geanalyseerd en verder verwerkt. Dit is de enige manier om gedetailleerde informatie te verkrijgen die relevant is voor de besluitvorming, waarna automatisch gedefinieerde acties in gang kunnen worden gezet.
Via het OPC UA-protocol kunnen gegevens vervolgens naar de cloud worden gestuurd en worden geanalyseerd, waarna feedback naar het regelsysteem kan worden verzonden. Zo kunnen bijvoorbeeld toepassingen met machine learning of kunstmatige intelligentie (AI) worden geïntegreerd. Door gegevens te verzamelen en te analyseren, kunnen relevante conclusies worden getrokken om de bestaande machine learning te verbeteren. Er kunnen verbeteringen worden aangebracht en de kosten voor kwaliteitscontrole kunnen aanzienlijk worden verlaagd.
De taal van Industrie 4.0 spreken
De open-communicatiestandaard OPC UA wordt steeds belangrijker in digitale fabrieken. Het is een van de belangrijkste communicatieprotocollen voor het IoT en is op weg om de standaard te worden in de hele branche. OPC UA kan niet alleen machinegegevens transporteren, maar semantisch omschrijven op een manier die leesbaar is voor machines. Hiermee kunnen AI- en machine learning-toepassingen worden ondersteund.
Met het PRC7000-lasbesturingssysteem biedt Bosch Rexroth de eerste oplossing in zijn soort op de markt met volledig geïntegreerde OPC UA. Dit is steeds vaker een van de vereisten van autofabrikanten, samen met het gebruik van het open-netwerkprotocol MQTT.
Naast de OPC UA-server is ook een MQTT-publisher volledig geïntegreerd in de PRC7000. Beide zijn beschikbaar als gelicentieerde software. MQTT is ontworpen voor omgevingen met een lage bandbreedte en hoge latency. Het is bij uitstek geschikt in situaties waarin enorme hoeveelheden gegevens in pakketten moeten worden verzonden. Met een besturingssysteem kunnen bijvoorbeeld tot 30.000 laspunten per dag worden geregistreerd waarvan de gegevens moeten worden doorgegeven. Het besturingssysteem verzendt de gegevens in JSON-formaat – een tekstgebaseerd, zelfbeschrijvend format dat door mensen kan worden geïnterpreteerd.
Een ander op JSON gebaseerd protocol is PPMP, een nieuwe, door Bosch ontwikkelde open industriestandaard voor de uitwisseling van gegevens tussen gekoppelde entiteiten. Met PPMP kunnen systemen voor productie-uitvoering worden aangesloten, zoals de Nexeed Production Performance Manager (PPM) van Bosch. Eerdere lasbesturingssystemen waren niet geschikt om protocollen als OPC UA en MQTT te implementeren, omdat deze niet krachtig genoeg waren. Tussen het toestel en de edge- of cloudlaag moest middleware of gatewaysoftware worden geplaatst, waarvoor al dan niet eigen hardware nodig was. De gegevens werden dan verzameld, geaggregeerd en verzonden door de middleware.
Met de PRC7000 is er geen tussenliggende hardware nodig omdat OPC UA en MQTT rechtstreeks in het besturingssysteem zijn geïntegreerd. Gegevensintegriteit is van cruciaal belang voor de geautomatiseerde fabrieken van de toekomst. Het moet daarom mogelijk zijn gegevens te coderen op basis van certificaten.
IoT-connectiviteit als voorwaarde voor Industrie 4.0
Met de MQTT- en OPC UA-interfaces biedt het nieuwe PRC7000-lasbesturingssysteem de IoT-connectiviteit die nodig is voor Industrie 4.0. Maar het biedt nog meer mogelijkheden op het gebied van connectiviteit en intelligente toepassingen. Als krachtige hardware levert de PRC7000 de prestaties die nodig zijn om AI-gebruiksscenario's na te bootsen.
De Industrie 4.0-functies van de PRC7000 ondersteunen tal van gebruiksscenario's en nieuwe bedrijfsmodellen. Met OPC UA-toegang kunnen kleine machinefabrikanten in een handomdraai hun eigen gebruikersinterface ontwikkelen en aanbieden. Ook kunnen trends in systeemuitval of de oorzaken van storingen worden vastgesteld, en kunnen voorspellende toepassingen worden ingevoerd om processen te optimaliseren en kosten te verlagen.