Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB

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  • Publication
    Migrationskonzept zur Einführung von Ethernet TSN in die Feldebene
    ( 2021)
    Schriegel, Sebastian
    ;
    Jasperneite, Jürgen
    Anwendungen, wie z. B. eine datengetriebene Prozessüberwachung oder eine für die Fertigung kundenindividueller Produkte notwendige wandlungsfähige Produktionstechnik, erzeugen neue und zusätzliche Anforderungen an die Industrielle Kommunikation. Die Kommunikation muss stoßfrei rekonfiguriert werden können, um Plug-and-Play-Dienste zu ermöglichen und so skalierbar und sicher sein, dass eine vertikale Kommunikation vom Sensor bis zur Cloud möglich wird. Als Basis für ein skalierbares Kommunikationsnetzwerk, welches von verschiedenen echtzeitfähigen oder nicht-echtzeitfähigen Protokollen konvergent genutzt werden kann und so die bisher harte Grenze zwischen IT und Feldebene durchlässig macht, soll Ethernet TSN verwendet werden. Um auch einfache Sensoren ohne Gateways anzuschließen, sollen neue physikalische Übertragungstechnologien, Single Pair Ethernet (SPE) eingesetzt werden. Lange Lebenszyklen von Produktionsanlagen und Automatisierungstechnik führen allerdings dazu, dass die Einführung und Verbreitung neuer Technologien nur langsam erfolgt. Dabei unterliegt die Einführung der genannten Technologien unterschiedlichen Einflüssen: So ist die Einführung von TSN als Netzwerktechnologie gegenüber einer Physical Layer-Technologie, wie Single Pair Ethernet, oder einer Protokolleinführung, wie OPC UA, besonders schwer, da TSN nur dann genutzt werden kann, wenn alle Geräte eines Netzwerkes TSN auch unterstützen. Migrationsstrategien für Feldgeräte sind heute häufig unzureichend. Ein neuer Ansatz für eine verbesserte Migrationsstrategie für Feldgeräte, der die Einführung von Ethernet TSN in die Feldebene ermöglicht, ist der Ethernet Bridge-Modus "Time Aware Forwarding". Time Aware Forwarding vereinfacht die Umsetzung von TSN in Feldgeräte mit zwei Ports. Bestehende PROFINET-Hardware und -Geräte erlangen mit diesem Verfahren die geforderten Funktions- und Leistungsmerkmale, wie Synchronität und geplanter Datenverkehr, um mit TSN-Netzwerken zusammenarbeiten zu können.
  • Publication
    Quality-of-Service monitoring of hybrid industrial communication networks
    ( 2019)
    Ehrlich, Marco
    ;
    Neumann, Arne
    ;
    Biendarra, Alexander
    ;
    Jasperneite, Jürgen
    Today many hybrid (wired & wireless) industrial communication networks with a huge variety of heterogeneous technologies and protocols are present in the manufacturing and automation domain. The increasing requirements regarding e. g., latency, reliability, or determinism create the need for a holistic network management concept in order to assure a network-wide Quality-of-Service (QoS) resource provisioning and the assurance of the admissioned resources. Consequently, a monitoring of the whole network is required to feed the network management system with the needed information about the underlying network processes. Various technical approaches using different methods of extracting the information from network traffic are available for the purpose of QoS parameter observance and measurement at the moment. Therefore, this paper provides a state of the art research about network management and QoS provisioning respectively QoS assurance concepts. In addition, the passive network monitoring approach using the flow export technique based on the Internet Protocol Flow Information Export (IPFIX) is investigated for a utilisation in the nowadays industry domain based on a conceptual case study with a wireless protocol. As a conclusion, an evaluation is performed in order to clarify the limits and the overall usability of IPFIX for the monitoring of industrial networks in order to support future network management systems.
  • Publication
    Requirements and concept for Plug-and-Work: Adaptivity in the context of Industry 4.0
    ( 2015)
    Schleipen, Miriam
    ;
    Lüder, A.
    ;
    Sauer, Olaf
    ;
    Flatt, Holger
    ;
    Jasperneite, Jürgen
    Eine der Herausforderungen an die Fabrik der Zukunft heißt Wandlungsfähigkeit - und zwar nicht nur auf physikalischer Ebene, sondern auch bezogen auf Software. Dabei ist die zentrale Idee, dass sich selbst beschreibende Geräte und Maschinen mit auf akzeptierten Industriestandards basierenden Schnittstellen genutzt werden, wenn neue Komponenten, Maschinen oder Anlagen in ein Produktionssystem eingebracht werden oder sich softwarerelevante Änderungen in der Produktion ergeben. In diesem Artikel beschreiben die Autoren Ansätze zur automatischen Integration neuer oder geänderter Geräte und Maschinen in ein Produktionssystem.
  • Publication
    Das Chamäleon der Montage
    ( 2014)
    Jasperneite, Jürgen
    ;
    Hinrichsen, Sven
    Wie sehen die Fertigungssysteme von morgen aus? Und welche Art von Automation ist für deren Umsetzung nötig? Am Fraunhofer-Anwendungszentrum Industrial Automation (IOSB-INA) und dem Institut für industrielle Informationstechnik (inIT) der Hochschule Ostwestfalen-Lippe laufen Arbeiten, um die notwendige wandlungsfähige Automation von morgen umzusetzen. Ein Status-Bericht.
  • Publication
    Was hinter Begriffen wie Industrie 4.0 steckt
    ( 2012)
    Jasperneite, Jürgen
    Seit einiger Zeit tauchen immer wieder neue Begrifflichkeiten auf, wie beispielsweise Industrie 4.0, Manufacturing 2.0, Cyberphysikalische Systeme (CPS) oder das Internet der Dinge. Die Einordnung und Abgrenzung fällt schwer. Handelt es sich hierbei nur um neue Schlagworte für bereits bekannte Handlungsfelder oder steckt wirklich etwas Neuartiges dahinter?