Aufbereitung und Visualisierung von Maschinendaten einer Industrie 4.0-Maschine

Komax AG ist eine Firma mit Standort in der Schweiz. Sie gehört zur Komax Group, eine global tätige Technologiegruppe, die auf Automatisierungslösungen für ausgewählte Prozesse spezialisiert ist. Dabei unterstützt sie Kabelverarbeitung und wirtschaftliche Fertigungsabläufe, insbesondere bei Automobilzulieferern. Komax AG konstruiert und vertreibt unter anderem Industriemaschinen für das Zuschneiden von Kabelbäumen für Fahrzeuge der Automobilbranche.

Stand heute sind diese Maschinen nicht fähig über das Internet zu kommunizieren. Dadurch gehen der Komax AG interessante Informationen verloren, welche unter anderem für die Fernunterstützung ihrer Kunden, das Sammeln von Erfahrungswerten, wie auch das Tracking von Maschinenstandorten von Bedeutung sind.

Zukünftig sollten Produkte der Komax AG mit Sensoren ausgestattet werden. Diese Sensoren dienen dazu, Maschinendaten zu sammeln, um diese danach via Netzwerkkommunikation an einen Server zu senden und zu persistieren. Ausserdem sollten die gesammelten Daten grafisch ausgewertet und dargestellt werden.

Das Ziel dieser Arbeit ist das Bereitstellen eines Kommunikationskanals für die Maschinen der Komax AG. Dieser sollte die gesendeten Daten über einen Webserver in eine Datenbank speichern. Schliesslich werden die gesammelten Informationen in einer SPA ausgewertet und in grafischer Form dargestellt.

Die Komax AG hat für die Realisierung dieser Arbeit eines ihrer Produkte, eine Crimpmaschine vom Typ "Alpha 355 S", zur Verfügung gestellt. In Zusammenarbeit mit einem Maschinentechniker konnte die Maschine mit Sensoren und einem simplen E/A-Board mit Mikrocontroller ausgestattet werden. Danach ist ein Kommunikationskanal über einen Websocket eröffnet worden, welcher die Maschinendaten entgegennimmt und in einer Persistenzschicht speichert. Eine SPA wurde daraufhin so erweitert, dass diese über eine Web API die Maschinendaten abgreift und visualisiert.

Dank sehr generischem Ansatz konnte eine flexible, robuste und leicht erweiterbare Lösung implementiert werden. Die bestehende SPA wurde um fünf Views erweitert, welche die gesammelten Maschinendaten auswerten und in passenden Diagrammen darstellen. Das Frontend reagiert komplett dynamisch auf die abgegriffenen Daten, was eine Konfiguration der Metadaten erlaubt. Auf Grund der Verwendung eines Websocket Protokolls können die Maschinendaten sehr performant und in kleinen Datenpaketen zwischen Maschine und Webserver transportiert werden. Zudem bildet das Websocket Protokoll die perfekte Grundlage für eine bidirektionalen Kommunikation.