United Manufacturing Hub: Das Open Source Manufacturing System
Autor: Nicolas Altenhofen
Ganz egal ob Extraktion der Produktionsdaten, Analyse und Handlungsempfehlungen zur Steigerung der OEE, oder Predictive Maintenance. Der United Manufacturing Hub bietet für fast alle Bereiche im Industrial Internet of Things (IIoT) flexible open source Lösungen zur schnellen und kostengünstigen Implementierung.
Ehemals unter dem Namen ia: industrial analytics wurde das Unternehmen 2019 aus dem Digital Capability Center Aachen ausgegründet, welches seinerseits eine Kooperation zwischen dem Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen und der Topmanagement-Beratung McKinsey & Company ist. Ziel der Plattform ist es, produzierende Unternehmen und Maschinenbauer bei der Digitalisierung ihrer Maschinen zu unterstützen. Dabei verfolgt die Plattform einen Open-Core-Ansatz, der die Kernkomponenten für jedermann kostenlos unter der AGPL v3-Lizenz zur Verfügung stellt. Somit entsteht ein flexibel einsetzbarer Werkzeugkasten, der den gesamten Weg von der Datenerhebung bis zur Analyse und Visualisierung abdeckt.
In Vordergrund stehen dabei standardisierte Schnittstellen, sowohl intern zwischen den einzelnen Softwarekomponenten als auch nach außen zu Dashboards und Anwendungen wie MES-Systemen. Je nach Anwendungsfall wird eine Recheneinheit mit einer vorinstallierten Firewall in die Schaltschränke der Maschinen integriert, um sie Industrie 4.0-fähig zu machen. Alternativ können die Anlagen mit plug-and-play Sensorik aller Art, Barcodescannern oder Kameras ausgerüstet werden, welche mit dem industrietauglichen UMH Factorycube an das System angeschlossen werden. Somit kann in kurzer Zeit ein gesamtheitliches Bild der Produktion aufgenommen werden. Beispielhaft sind Bilder einer Umsetzung in der Textilindustrie angehangen.
Die Dienste können entweder auf dem Edge-Gerät selbst, on-premise auf einem Kundenserver oder in einer beliebigen Cloud ausgeführt werden. Das Softwarepaket von UMH ist mit einem Klick auf unterstützten Edgegeräten installiert und enthält ausschließlich skalierbare Open-Source-Komponenten etablierter Unternehmen. Diese werden angepasst und stetig erweitert, um eine breite Palette von Funktionen zu ermöglichen und gleichzeitig die Wartbarkeit zu gewährleisten. Die Dienste basieren auf Docker, wodurch kurze Entwicklungszyklen und eine optimale Ressourcenauslastung möglich sind.
Basierend auf den gespeicherten Daten werden KPIs berechnet und Anomalie-Erkennungen durchgeführt. Diese Berechnungen werden von Apps z.B. zur Berechnung und Analyse der OEE (Overall Equipment Effectiveness), zur Aufschlüsselung von Optimierungspotenzialen, zur Erleichterung des Reportings, zur Überwachung diverser Prozesse über Alarme oder zur Ermöglichung einer zustandsorientierten vorbeugenden Wartung genutzt und in Dashboards in Echtzeit dargestellt. Apps wie ERP, MES oder PowerBI können Live-Daten über MQTT empfangen oder über eine REST-API historische Daten aus der Datenbank abfragen.
Wenn die Bedürfnisse der produzierenden Unternehmen oder Maschinenhersteller über die Grundfunktionen des offenen Kerns hinausgehen, können sie entweder eigene Anwendungen entwickeln oder auf vorgefertigte Premium-Anwendungen von UMH und der Community zurückgreifen, was im Vergleich zur Eigenentwicklung viel weniger Wissen erfordert und Ressourcen schont. Um die Erstellung zusätzlicher Anwendungen für verschiedene Anwendungsbereiche zu fördern, wird der Community ein Python-Software-Entwicklungskit (SDK) kostenlos zur Verfügung gestellt. Speziell für KMUs mit wenig Erfahrung in der Digitalisierung wird ein Software-as-a-Service (SaaS)-Subskriptionsmodell angeboten, das Cloud-Hosting, kontinuierliche Updates, Kundenservice, Betriebszeitgarantie und Wartung beinhaltet. Darüber hinaus bietet UMH einen Implementierungsservice, der eine reibungslose Installation der Lösung an den Standorten gewährleistet.
Zu den Premium-Erweiterungen von UMH gehören ein Videotelefonie-Plugin für das Dashboard, mit dem Maschinenhersteller ihre Kunden aus der Ferne bei der Wartung und Installation ihrer Anlagen unterstützen können, oder die automatische Generierung von Handlungsempfehlungen, die Schichtleiter dabei unterstützt, spezifische Maßnahmen aus den Daten abzuleiten. Auch die Möglichkeit, weltweit über VPN (Virtual Private Network) auf zertifizierte Gateways zuzugreifen, um diese einzurichten und zu warten, ist ein Premium-Feature.
Ab Juli 2021 startet unsere Private Beta, bei der Code für teilnehmende Unternehmen erstmals veröffentlicht wird, sodass sie das Softwarepaket selbst testen können. Bei Interesse können Sie sich unter united-manufacturing-hub.com anmelden. Alternativ führen wir gerne eine gemeinsame Machbarkeitsstudie durch.
Abbildung 1: Ausrüstung des Schaltschranks einer Schärmaschine
Abbildung 2: Retrofit mit dem UMH Factorycube
Abbildung 3: Beispielhafte Netzwerkstruktur an einer Schärmaschine
Website: https://united-manufacturing-hub.com/
Nicolas Altenhofen studierte Maschinenbau und Wirtschaftswissenschaft an der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule (RWTH) Aachen. Nach mehrjähriger Tätigkeit bei OEMs und Dienstleistern der Automobilindustrie, trat er 2019 in das Aachener Startup ia: industrial analytics, heute United Manufacturing Hub (UMH), ein und ist dort für Marketing- und Vertriebsprojekte verantwortlich. Zusätzlich unterstützt er in den Bereichen Business Development, Produktentwicklung und technische Implementierung von Kundenprojekten und ist somit vertraut mit verschiedensten Aspekten der IOT-Plattform United Manufacturing Hub.
Nicolas Altenhofen
Projektleiter im Marketing und Vertrieb
UMH Systems GmbH
Mail: info@umh.app