ECC4P

Das Fraunhofer-Projekt »Edge Cloud Continuum for Production« (ECC4P) nutzt Datenraum-Technologien für den souveränen Austausch von Daten zwischen Edge und Cloud zur Optimierung des Herstellungsprozesses von Werkstücken in der Produktion. Dabei überwachen Sensoren den Ablauf der Fertigung an Werkzeugmaschinen. Durch Auswertung deren Daten in einer Cloud werden spezialisierte ML-Modelle generiert, die die Steuerung der Maschinen danach optimieren. So wird die Ausschussrate maßgeblich reduziert und Maschinenstillstand so weit wie möglich verhindert. Das Parallelprojekt »SoundTrack« nutzt das gleiche Scenario innerhalb der Qualitätskontrolle von Werkstücken mittels neu entwickelter Sensoren an einem Prüfstand für Werkstücke.

Die Herausforderung

In Produktionsprozessen fallen große Mengen von Daten an, die größtenteils ungenutzt bleiben. Um diese Daten effektiv in der Prozessoptimierung zu verwenden, müssen sie prozessparallel in der Edge erfasst und nach individueller Freigabe in die Cloud übertragen werden. Dort werden mit den Daten der Edge »Machine Learning« (ML) Modelle trainiert, um Handlungsentscheidungen abzuleiten, die vom Bedienpersonal direkt an der Werkzeugmaschine vor Ort eingesetzt werden können. Dabei ist von größter Bedeutung, dass jeglicher Datenaustausch souverän und sicher durchgeführt wird und die Kontrolle über die Daten immer beim Eigentümer bleibt.

Unsere Leistung

Im Rahmen von ECC4P wurden die einzelnen Systeme und Komponenten zu einem »Edge Cloud Continuum« integriert. Dazu nutzen wir bekannte Datenraum Technologien wie den Open Source »Eclipse Dataspace Components Connector« (EDC) und entwickelten entsprechende Extensions zur Anbindung aller Datenquellen und -senken. Gesteuert wird der gesamte Datenfluss zwischen Edge und Cloud über maßgeschneiderte Web-Benutzeroberflächen in der Datenfreigaben, Datentransfers, das Training der ML-Modelle und die Konfiguration der Werkzeugmaschinen von autorisiertem Personal vorgenommen werden kann.

Das Ergebnis

Das modular entwickelte Technologiepaket bietet ein intelligentes Sammeln und Verwalten von Daten aus Produktionsprozessen zur weiteren Analyse durch integrierte KI-Pipelines. Der Datentransfer ist in jedem Moment souverän und sicher möglich und kann über grafische Benutzeroberflächen überwacht und gesteuert werden. Dabei bleibt das gesamte Szenario flexibel und kann an existierende Systeme oder Maschinen adaptiert und um neue Komponenten wie z.B. zusätzliche Sensoren erweitert werden. Ergebnis sind reduzierte Ausschussraten und optimierte Wartungsstrategien die zu effizienten und nachhaltigeren Produktionsprozessen führen.

Die Partner

• Fraunhofer- Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU (Leitung)
• Fraunhofer- Institut für Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS
• Fraunhofer- Institut für Integrierte Schaltungen IIS
• Fraunhofer- Institut für Angewandte und integrierte Sicherheit AISEC