Angesichts steigender Datenvolumen, die es auf Werksebene zu verwalten gilt, gewinnt Edge Computing deutlich an Bedeutung. Einzelne Funktionen, Aufgaben und Daten werden dabei etwa von der zentralen MES-Anwendung an die Ecken eines Netzwerks verlegt, um die Datenleitungen zu entlasten und von Internetverbindungen unabhängiger zu werden. Mit einer Kombination aus Cloud-MES und Edge Computing lassen sich auf ShopFloor-Ebene Reaktionszeiten verkürzen und oft Produktionsausfälle vorbeugen.
Manufacturing Execution Systems (MES) ermöglichen es, Produktionsprozesse transparenter zu gestalten und somit die Produktivität eines Fertigungsunternehmens zu verbessern. Dazu müssen aber laufend eine Vielzahl von Daten entlang der gesamten Fertigung erfasst, verarbeitet und möglichst in Echtzeit wieder bereitgestellt werden. Bei Cloud-basierten MES-Lösungen sprechen daher gute Gründe für die Installation von Rechenleistung an der Grenze zwischen Shop Floor und der zentralen Cloudanwendung, also für Edge Computing. Dadurch wird das Handling von Schnittstellen zu den Shop Floor-Systemen unterstützt. Diese Schnittstellen sind meist heterogen und proprietär durch verschiedene Anbieter geprägt und schon aufgrund der Hardwarerestriktionen nur durch geeignete Gateways vor Ort, also direkt an der Maschine, zu handeln.
Ein zweiter wichtiger Grund für die Verwendung von Edge Devices in Verbindung mit einem Cloud-MES ist die Einhaltung von Maschinentaktzeiten und damit die Notwendigkeit von geringen Antwortzeiten, idealerweise nahezu in Echtzeit. Für eine Prozessverriegelung – beispielsweise im Maschinentakt – wird je Bauteil eine Anfrage durch die Maschine abgesetzt und erst nach Freigabe durch das MES erfolgt die Bearbeitung. Bei einer Maschinentaktzeit von 5s und Antwortzeiten des MES – hauptsächlich verursacht durch Latenzen – von ca. 0,5s, würde sich die Taktzeit der Maschine um zehn Prozent erhöhen. Drittens wird der Datenverkehr durch Edge Computer zuverlässiger: Zwar liegt die Verfügbarkeit des Produktionsnetzwerks zur Kommunikation im Shop Floor bei nahezu 100 Prozent, was aber für das Office-Netzwerk gilt, trifft nur bedingt auf das Internet, also die Cloud-Anbindung zu. Ausfälle dieser Anbindung dürfen nicht zu Produktionsverlusten führen. Produktionskritische Funktionen innerhalb der Fabrik müssen also auch ‘on the edge’ abgebildet werden. Schon aus diesen drei genannten Gründen ist es sinnvoll, am Netzwerkrand zusätzliche Rechenleistung zur Verfügung zu stellen und bestimmte Auf- gaben an diese zu übertragen. Bezogen auf die spezifischen Funktionen eines ME-Systems ergeben sich daraus einige Anforderungen, die idealerweise von Edge Computern realisiert werden sollten.
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