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Foto: WZL


Die Machine Cloud wurde bereits in der neuen WZL-Maschinenhalle implementiert und ist seit Tag eins erfolgreich im Einsatz.

F&E

Daten souverän nutzen: WZL präsentiert Machine Cloud 

Mit seiner Machine Cloud implementiert das WZL einen sicheren Prototypen für einen dezentralen, unternehmensübergreifenden IoT-Datenraum nach Gaia-X-Vorbild.

In einem offenen und transparenten digitalen Ökosystem sollen Daten und Dienste unkompliziert verfügbar gemacht, zusammengeführt und vertrauensvoll geteilt werden – und mit diesen Zielen als Leitlinie haben der Lehrstuhl für Technologie der Fertigungsverfahren am Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen unter der Leitung von Prof. Thomas Bergs und die Senseering GmbH eine eigene Interpretation eines dezentralen, unternehmensübergreifenden Internet-of-Things-(IoT)-Datenraums unter dem vorläufigen Projektnamen „Machine Cloud“ realisiert.

Hintergrund: Gaia-X

Mit dem Konzept „Gaia-X“ hat die deutsche Bundesregierung in Kooperation mit europäischen Partnern einen Vorschlag zur Gestaltung der nächsten Generation einer Dateninfrastruktur für Europa ausgearbeitet. Ziel von Gaia-X ist eine auf europäischen Werten basierende, sichere und vernetzte Dateninfrastruktur, welche die höchsten Ansprüche an digitaler Souveränität erfüllt und disruptive Innovationen fördert.

WZL realisiert „Machine Cloud‟

Die Machine Cloud des WZL ermöglicht den nahtlosen Austausch von heterogenen IoT-Datenquellen innerhalb und außerhalb der eigenen Hallen, weshalb die drei in der Stadt Aachen verteilten WZL-Standorte am Campus-Boulevard 30, in der Steinbachstraße 19 sowie am Rotter Bruch 12 an sie angeschlossen wurden. Auch die entsprechenden Standorte des benachbarten Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT in der Steinbachstraße 17 sind integriert. Jeder der Standorte erhält neben seinem Anschluss an den IoT-Datenraum auch eine Software zur Visualisierung und Analyse der Daten. Die digitalen Assets sind so von überall aus sicher erreichbar und können auch remote genutzt, gesichtet und verwertet werden.

Vorteile für den Bereich Feinschneiden

Welche Vorteile ein solcher unternehmens- und standortübergreifender Datenraum beispielsweise für das Feinschneiden mit sich bringt, erklärt Herman Voigts, Mitarbeiter am Lehrstuhl für Technologie der Fertigungsverfahren am WZL: „Das Feinschneiden ist ein hochproduktiver Prozess für die Massenfertigung. Allerdings ist die hohe Schwankung von Werkzeugstandzeiten verantwortlich für die schwierige Planbarkeit der Instandsetzung und die damit verbundenen Rüstzeiten. Die Machine Cloud nutzen wir, um genau diese Planbarkeit zu erhöhen, Standzeiten besser auszunutzen und Ausschussproduktion zu vermeiden. Damit erschließen wir ein Potenzial von 30 % Kosteneinsparung für die industrielle Fertigung. Dazu werden Sensordaten in die Machine Cloud geladen, vernetzt und mit neuartigen Methoden ausgewertet.“

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Foto: WZL


An allen Maschinen visualisiert ein Dashboard die souveräne und selbst bestimmte Datennutzung, hier am Beispiel von Live-SPS-Signalen.

Alle Maschinen und Geräte an einem digitalen Ort

Gemäß den Vorgaben von Gaia-X erfolgt die Datenerfassung und -haltung souverän im eigenen Unternehmensnetzwerk. Durch eine dezentrale Architektur haben die Datenurherber jederzeit die Hoheit über die Nutzung und Freigabe ihrer eigenen Daten. Über einen intelligenten Katalog können alle sich im Netzwerk befindlichen und freigegebenen Daten anderer Netzwerkakteure aktiv durchsucht und gefunden werden. Zudem können die Akteure ihre eigenen Daten systematisch und granular ausgewählt mit anderen Teilnehmerinnen und Teilnehmern teilen. Die ermöglicht erstmals die gemeinsame Entwicklung automatisierter und datengetriebener Services auf Basis der geteilten Daten. Neue Services werden über den IoT-Datenraum zurückgespielt und dadurch für alle Akteure zugänglich gemacht. Im Hintergrund sichert eine Blockchain bzw. Distributed Ledger Technologie (DLT) zusätzlich die Datenintegrität jeglicher Urheberdaten im gesamten System und gewährleistet somit eine lückenlose Nachverfolgung der Validität der Daten.

Maximale Effektivität in der Lieferkette

„Was bis vor kurzem unmöglich erschien, wird jetzt alltäglich sein: Die gemeinsame Entwicklung von KI-Diensten auf unterschiedlichen Datensets verschiedener Stakeholder für maximale Effektivität in produzierenden Supply Chains‟, so Prof. Thomas Bergs, Geschäftsführender Direktor des WZL und Inhaber des Lehrstuhls für Technologie der Fertigungsverfahren, der die Machine Cloud Ende November 2020 eröffnete. Die Machine Cloud befindet sich aktuell in einer Pilotphase, welche mit dem 30. Aachener Werkzeugmaschinen-Kolloquium (AWK) abschließt. Die Besucherinnen und Besucher des AWK‘21 können am 10. und 11. Juni 2021 erfahren, wie sich die Teilnahme an einem souveränen IoT-Datenraum nach Gaia-X-Richtlinien anfühlt und mit den unterschiedlichen Akteuren in den Dialog treten.

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