Das Forschungsprojekt „Connected Power Tools“ umfasst die Kombination aus konventionellem Werkzeug und moderner IoT-Technologie. Durch die Verknüpfung werden Daten über angebrachte Sensoren ausgelesen und analysiert. Das ermöglicht ein automatisches Einstellen der Parameter für den nächsten Arbeitsschritt und soll dem Nutzer zu einem besseren Arbeitsergebnis verhelfen. Selfbits übernimmt in diesem Projekt die Bereitstellung einer Applikation zur Bedienung des Akkuschraubers und stellt eine skalierbare Cloud-Infrastruktur zur zentralen Datenerfassung und -analyse zur Verfügung. Des weiteren beschäftigen sie sich mit der Darstellung sowie Auswertung der Analysedaten in Echtzeit.
Das Projekt Connected Power Tools wird von September 2019 bis Juli 2022 durchgeführt und umfasst insgesamt ein Fördervolumen in Höhe von 2.83 Mio. €. Mit dem Vorhaben wirkt Selfbits erfolgreich als Projektteilnehmer an einer zukunftsträchtigen Entwicklung von Werkzeug mit. In Zusammenarbeit mit sechs weiteren Projektteilnehmern aus Wissenschaft und Praxis konnten unterschiedliche Expertisen in die Entwicklung von interaktivem Werkzeug fließen. Der Informationsaustausch zwischen Mensch und Maschine hat neben einem besseren Arbeitsergebnis ebenso eine Verminderung der Fehlbedienung von Werkzeugen zum Ziel.
Projektträger der Ausschreibung ist der VDI/VDE-IT. Die Fördermittel zur Projektdurchführung werden vom Bundesministerium für Bildung und Forschungbereitgestellt.
Das Forschungsprojekt dient dem Zweck der Entwicklung eines mit Sensoren ausgestatteten Akkuschraubers, sodass dieser zum intelligenten Assistenten des Anwenders wird. Eine umfassende Unterstützung gelingt mithilfe der Gerätevernetzung in einem digitalen Ökosystem. Einstellungen sowie Handlungsempfehlungen für den Anwender werden aus der Cloud abgerufen und dem Anwender über den Werkzeugkoffer bereitgestellt. Er dient als Ausgangsbasis zum Informationsaustausch. Von dort aus werden ebenfalls Einstellungen der Betriebsparameter für ein optimales Arbeitsergebnis vorgenommen. Bei der Nutzung sendet das Gerät automatisch Messdaten zurück an die Cloud, welche wiederum zur weiteren Anleitung verarbeitet werden. Ziel des Vorhabens ist eine messbare Verbesserung des Arbeitsergebnisses mithilfe von IoT-Technologien, die auf dem Informationsaustausch zwischen Maschine und Anwender basiert.
Die Beteiligung von Selfbits am Forschungsprojekt CoPoT bezieht sich auf drei zentrale Themengebiete. Als Grundlage für die Verarbeitung und Analyse der erhobenen Daten übernimmt Selfbits die Evaluation zum Aufbau einer Cloud-Infrastruktur zur zentralen Datenerfassung. Für die Bedienung des Akkuschraubers entwickelt Selfbits eine anwenderfreundliche App zur Visualisierung analysierter Daten. Des Weiteren befassen sie sich mit der Auswertung und Darstellung der Analysedaten, die bei Nutzung des Werkzeugs über Sensoren aufgenommen werden.
Um die Mensch-Maschine-Interaktion zwischen Werkzeugkoffer, Akkuschrauber und Nutzer sinnvoll zu gestalten wird durch Selfbits eine Evaluation zum Aufbau einer skalierbaren Cloud-Infrastruktur durchgeführt. Dabei gilt es kritisch zu prüfen, welche Daten direkt auf der Edge oder zentral in der Cloud verarbeitet werden sollen. Um einen reibungslosen Prozess der Datenanalyse zu erreichen wird ein Cloud Analytics Framework erarbeitet und bereitgestellt.
Die Echtzeiterfassung und -analyse von Daten erfordert eine moderne IT-Architektur mit schnellstmöglicher Aufbereitung. Bei der Nutzung maschinenbetriebener Werkzeuge werden viele verschiedene Daten in einer kurzen Zeitspanne freigesetzt. Selfbits macht sich zur Aufgabe, die Signale zu erfassen und zu analysieren, welche bei der Verwendung anfallen. Zudem soll die Vernetzung ebenfalls eine Reaktion auf gesammelte Daten ermöglichen. Das bedeutet, Informationen werden nach Verarbeitung der Daten wieder dem Werkzeug zur Verfügung gestellt. Die Signale können unterschiedlichste Nachrichten, wie beispielsweise Parametereinstellungen oder Funktionen (Bohren, Schrauben etc.) für das Werkzeug, übertragen.
Die von Selfbits entwickelte Applikation dient als Fundament der nötigen Vernetzung zwischen technischem Gerät, Werkzeugkasten und der Cloud. In entsprechender Kombination wird die Datensammlung, deren Analyse und die Mensch-Maschine-Interaktion ermöglicht.
Auf dieser Basis löst Selfbits Herausforderungen hinsichtlich der reibungslosen Datenanalyse und der anschließenden Reaktion. Der dauerhafte und schnelle Datenaustausch erfordert minimale Verarbeitungszeiten erfasster Daten. Zur Verarbeitung, Analyse und Reaktion von Echtzeitdaten konnten im Connected Power Tools Projekt unterschiedliche Ansätze des Edge Processing erfolgreich evaluiert werden.
Dezentrale Aktivitäten im lokalen Netzwerk ermöglichen hohe Geschwindigkeiten des Datenaustauschs bei gleichzeitig nachhaltigem und ressourcenschonendem Umgang mit Rechenkapazitäten. Exponentiell steigende Datenmengen beim Einsatz von IoT erfordern eine dezentrale Datenverarbeitung, damit die Kommunikation in Echtzeit gewährleistet werden kann.
Durch den Edge Processing-Ansatz können Daten dezentral vorgefiltert werden, die eine sofortige Daten- und Signalverarbeitung ermöglichen. Anschließend erfolgt die Speicherung von aufbereiteten Daten in der Cloud. Die lokale Berechnung, Aufbereitung und Analyse der Daten am Entstehungsort minimieren Reaktionszeiten und versprechen dabei maximalen Nutzen.
Der schnelle Datenaustausch soll in diesem Projekt ein positives Nutzererlebnis unterstützen und Reaktionen sowie Einstellungsmöglichkeiten der Geräte in Echtzeit gewährleisten. Die innovative Kombination aus herkömmlichem Werkzeug und moderner Technologien bringt wissenschaftliche Erkenntnisse und bereitet die Praxis auf neue Möglichkeiten vor.
Die Mitarbeit am Forschungsvorhaben „Connected Power Tools“ ermöglicht Selfbits Erfahrungen aus der Praxis in die innovative Forschung einzubringen und gleichzeitig die Erfassung von generierten Daten zu optimieren.
Um den Herzschlag einer gesamten Produktion zu messen, müssen verschiedenste Signale zur jeweiligen Zeit abhängig des Ortes erfasst und analysiert werden. Selfbits‘ Kernkompetenz ist die Datenerfassung und deren Echtzeitanalyse von zusammenhängenden Produktionsvorgängen. Diese Kompetenz entwickelt Selfbits stetig zusammen mit den Kunden aus produzierenden Industriezweigen weiter.
Die Selfbits GmbH, sind ein Spin-off des KIT, das digitale Lösungen im Bereich Industrie 4.0 und IIoT für mittelständische Industrieunternehmen entwickelt. Damit bringt Selfbits Transparenz und effiziente Prozesse in die Produktion der Unternehmen.
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