Safety für die modulare dynamische Produktion

• Die derzeige Situation in der Maschinensicherheit
• Wie wir gemeinsam die Zukunft der Maschinensicherheit gestalten können
• Unsere Kompetenzen, auf die Sie setzen können
• Einen Einblick in unsere Laborausstattung
• Vorschläge, wie wir Ihnen konkret helfen können

 

Ausgangslage

Für die Industrie 4.0 wird eine modulare, selbstoptimierte und kleinteilig organisierte Produktion benötigt, die sich fortlaufend verändert. Produktionssysteme mit derartigen Eigenschaften werden von der Plattform Industrie 4.0 als wandelbare Fabrik aufgefasst und in Anwendungsszenarien wie flexible Produktion oder wandlungsfähige Fabrik betrachtet. Die wandelbare Fabrik lässt sich schnell auf neue Produktionsziele rekonfigurieren. Dabei werden z.B. Produktionseinheiten entnommen, verändert oder hinzugefügt. Die Veränderung kann z.B. das Ausspielen neuer Konfigurationsparameter sein, die zuvor eine KI-basierte Optimierung automatisch ermittelt hat. Eine Maschine, das Produktionsmodul aber auch das Produktionssystem, in den alle Einheiten zusammenwirken, muss immer sicher betrieben werden können. Das verursacht Produktionsstillstand und somit Kosten. Diese entstehen, da heute bei jeder Veränderung ein Sicherheitsbeauftragter manuell eine Gefährdungsanalyse und Risikobeurteilung durchführen muss. So wird überprüft, ob alle Sicherheitsanforderungen aus der Maschinenrichtline und den gültigen Verordnungen eingehalten werden. Anschließend wird häufig manuell eine technische Dokumentation erstellt. Im Umkehrschluss bedeutet dies, dass dieses manuelle Vorgehen die Wirtschaftlichkeit von einer wandelbaren Fabrik sinken lässt. Ein weiterer Aspekt ist, dass der sichere Zustand einer Maschine meistens Produktionsstillstand bedeutet und somit weitere Kosten verursacht.

 

Gemeinsam die Zukunft der Maschinensicherheit entwickeln

Ausgehend von der oben beschriebenen Situation zeigen wir Ihnen den Handlungsbedarf auf, arbeiten gemeinsam mit Ihnen Lösungen und setzten diese um. Gemeinsam überlegen wir, wie mit den neuen Technologien neue Geschäftsmodelle im Bereich der funktionalen Sicherheit entstehen können. Eine Forschungsfrage ist zum Beispiel: Muss in zukünftig der sichere Zustand ein Produktionsstopp bedeuten? Können durch eine fortlaufende automatisierte Risikobeurteilung mehr sichere Zustände gefunden werden als nur das Abschalten?

Zukünftig wird die Interoperabilität ein wichtiger Aspekt bei der Entwicklung von Lösungen sein. Zur Erreichung der Interoperabilität bringen wir unsere Partner in Forschungsvorhaben zusammen und erarbeiten eine einheitliche Grundlage für individuelle interoperable Implementierungen. Zusätzlich bringen sich unsere Mitarbeiter in zahlreichen Standardisierungs- und Fachgremien ein. Einen Auszug finden Sie in den nachfolgenden Abschnitten oder nehmen Sie Kontakt mit Ihrem Ansprechpartner auf.

 

Unsere Kompetenzen für die funktionale Sicherheit

Bei der Erarbeitung von Lösungen wird das interdisziplinäre Know-how unserer Forschungsgruppen mit den Anforderungen der Maschinensicherheit vereint.

Unsere Vision mit smartSafety: Eine automatische Risikobeurteilung für Safety & Security zur fortlaufenden Bewertung des aktuellen Bedrohungsrisikos. Realisieren Sie gemeinsam mit dem Fraunhofer IOSB-INA Lösungen für die funktionale Sicherheit von morgen. Gemeinsam bringen wir bewährte Industrie 4.0 Technologien in den sicheren rentablen Einsatz.

Im folgenden finden Sie einen Auszug unserer Kompetenzen, die für zukünftige Technologien im Bereich Maschinensicherheit die Grundlage bilden.Gerne führen unsere Mitarbeiter die Technologien der Zukunft in unserem Reallabor SmartFactoryOWL vor. Vereinbaren Sie dazu jetzt gleich einen Termin mit Ihrem Ansprechpartner.

• Standards und Normen im Bereich Maschinensicherheit und IT-Sicherheit
• Kenntnis über das am Markt verfügbare Lösungsportfolio für Safety & Security
• Industrie 4.0 Technologien für die funktionale Sicherheit nutzen
• Datenanalyse, Anomalie Erkennung, Prescriptive Maintenance
• Erklärbarkeit von KI
• Informationsmodellierung und digitaler Zwilling: z.B. für eine Automatisierung der Risikobewertung
• Safety over OPC UA des Joint-Standardisierungsarbeitskreis von der PROFIBUS Nutzerorganisation e.V. und der OPC Foundation 
• Bildverarbeitung: z.B. zur Absicherung von Arbeitsräumen
• Indoor Lokalisierung: z.B. zur Lokalisierung von einzelnen Produktionseinheiten
• Sensorfusion: z.B. zur Ermittlung sicherheitsgerichteter Informationen ohne sparierten Sensor
• Mensch-Maschine-Interaktion: z.B. zur Untersützung bei der Gefahrenanalyse und als Schnittstelle zwischen einem Safety-Management-System und dem Menschen.

 

Laborausstattung

Das Fraunhofer IOSB-INA verfügt über erstklassig ausgestattete Labore wie z.B. für maschinelles Lernen oder Kommunikationstechnik. Nachfolgend sind einige Ausstattungsmerkmale für den Bereich smartSafety genannt, um Services zu entwickeln.

• 3 HIMA Core 1 Development Boards
• verschiedene Safety-Steuerungen für SafetyBridge, PROFISafe, FSoE
• wandelbare Produktionssysteme in der SmartFactoryOWL
• Ethernet TSN-Safety-Demonstrator: Praktische Erfahrung über die Vorteile von TSN im Zusammenhang mit funktionalen Sicherheitsfunktionen
• UML- und SysML-Entwurfswerkzeug Enterprise Architekt
• Labor Cybersecurity

 

Leistungsangebot für Safety

Nachfolgend erfahren Sie, wie wir Ihnen konkret helfen können. Finden Sie sich nicht in den Punkten wieder, kontaktieren Sie uns gerne. Wir bieten grundsätzlich unseren Kunden individualisierte und maßgeschneiderte Lösungen an.

• Unabhängige Beratung zur funktionaler Sicherheit für die herstellerunabhänige Realisierung von flexiblen Produktionssystemen in der wandelbaren Fabrik
• Realisierung der Maschinensicherheit in Plug-and-Produce-Scenarien
• Anlagenmodellierung inkl. funktionaler Sicherheitsmerkmale als Digitalen Zwilling
• Sichere Verfahren des maschinellen Lernens und der künstlichen Intelligenz
• Realisierung und Bewertung von netzwerkbasierter funktionaler Sicherheit
• Studien zum Thema Maschinensicherheit für modulare Maschinen und Anlagen
• Einsatz von Echtzeit Ethernet für sicherheitsgerichtete Kommunikation

 

Referenzen

• Projekt "Automatische Überwachung von Safety & Security Eigenschaften für intelligente technische Systeme" (AutoS²): Mehr erfahren
• TSN Konvergenz für die funktionale Sicherheit (Safety)
• VDMA-Leitfaden Industrie 4.0-Kommunikation mit OPC UA
• it's-OWL-Innovationsprojekt AutoS² - Automatische Bewertung und Überwachung von Safety & Security-Eigenschaften für intelligente technische Systeme
• it's-OWL-Innovationsprojekt TeDZ - Technische Infrastruktur für Digitale Zwillinge
• it's-OWL-Innovationsprojekt IASI - Intelligente Antriebs- und Steuerungstechnik für energieeffiziente Intralogistik
• Leitung vom Cycle "Cybersicherheit und Smart Safety" vom Centrrum Industrial IT
• Mitglied im Joint-Standardisierungsarbeitskreis "Safety over OPC UA"
• Patent: Verfahren zur Überprüfung der Konfiguration mindestens einer Produktionseinheit basierend auf Blockchain-Technologie

 

Veröffentlichungen

• Ehrlich, Marco; Bröring, Andre; Harder, Dimitri; Auhagen-Meyer, Torben; Kleen, Philip; Wisniewski, Lukasz; Trsek, Henning, Jasperneite, Jürgen: Alignment of safety and security risk assessments for modular production systems. In e&i Elektrotechnik und Informationstechnik; 2021; DOI: https://doi.org/10.1007/s00502-021-00927-9 (Open Access)
• Ehrlich, Marco; Benk, Stefan; Harder, Dimitri; Kleen, Philip; Trsek, Henning; Schriegel, Sebastian; Jasperneite, Jürgen: Automatische Bewertung und Überwachung von Safety & Security Eigenschaften – Strukturierung und Ausblick. In: Kommunikation in der Automation (KommA 2020), Lemgo, Oct 2020
• Kleen, Philip; Albrecht, Janis; Jasperneite, Jürgen; Richter, Detlev: Funktionale Sicherheit von autonomen Transportsystemen in flexiblen Fertigungsumgebungen. In: Echtzeit 2018 - Echtzeit und Sicherheit, GI/GMA/ITG-Fachausschuss Echtzeitsysteme, Boppard, Nov. 2018
• Pieper, Carsten; Kleen, Philip; Schriegel, Sebastian; Jasperneite, Jürgen; Geißler, Arnd: Leistungssteigerung von Safety-Kommunikation durch konvergente Ethernet TSN-Netzwerke. In: Automation 2018, Baden-Baden, Jul 2018
• Kleen, Philip; Flatt, Holger; Jasperneite, Jürgen: Erweiterung des "Secure Plug & Work" für Safety-kritische Systeme. In: Automation 2017, Baden-Baden, Jun 2017