Mobile Endgeräte Mit der Smartwatch eine ganze Fabrik bedienen

Autor / Redakteur: Jürgen Schreier / Nico Litzel

Während der private Apple-Nerd noch darüber grübelt, ob er sie wirklich braucht, nutzen Forscher sie bereits für die Steuerung einer hochkomplexen Industrieanlage: die neue Smartwatch – optisch eine elektronische Armbanduhr, technisch ein Computer in Miniformat.

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Forscher nutzen die Smartwatch bereits für die Steuerung einer hochkomplexen Industrieanlage.
Forscher nutzen die Smartwatch bereits für die Steuerung einer hochkomplexen Industrieanlage.
(Bild: Sascha Heymann)

Spätestens seit der Internationalen Funkausstellung (IFA) vor ein paar Wochen in Berlin und der medienwirksamen Vorstellung der „Apple Watch“ sind sie in aller Munde. Optisch nicht mehr als eine digitale Armbanduhr, technisch aber ein Computer in Miniaturformat – ausgestattet mit Funktechnologie und fähig, mit einem Smartphone oder Tablet zu kommunizieren.

Die „Gesundheit“ einer Produktionsanlage überwachen

Auf dem kleinen Display am Handgelenk kann sich der Smartwtch-Träger neben der Uhrzeit auch seine Emails und Termine anzeigen lassen. Und: Als Mensch-Maschine-Schnittstelle überwacht die Uhr den Gesundheitszustand anhand diverser Fitness-Parameter, wie Pulsschlag, Körpertemperatur, Kalorienverbrauch. Also warum nicht auch den Gesundheitszustand einer Industrieanlage? Diese Frage stellten sich die Forscher am Lemgoer Fraunhofer-Anwendungszentrum Industrial Automation und entwickelten dafür in Rekordzeit eine eigene Schnittstelle. Besonders charmant, alles unter Verwendung vorhandener Standardtechnologien.

Im Zuge der Forschung rund um das Thema „Industrie 4.0“ und dem damit zusammenhängenden „Internet der Dinge“ (IOT, Internet-of-things“), wurde in der integrierten SmartFactoryOWL des Instituts, jedes Produktionsmodul mit einer dezentralen Steuerung und einem integrierten OPC-UA-Server ausgestattet. Mit dieser OPC-UA Schnittstelle ist es möglich, die „Dienste“ des Produktionsmoduls zu nutzen bzw. anderen anzubieten.

Betriebssystem der Smartwatch wurde entscheidend verändert

Ähnlich ist man auch bei der Smartwatch vorgegangen. In diesem Fall wurde auf das Betriebssystem zugegriffen, um dort entscheidende Veränderungen vorzunehmen –mit dem Ziel, im vollen Umfang Zugriffsrechte auf das System zu erhalten. Dadurch war es möglich, auch direkt auf der Uhr einen Zugang zum Internet zu schaffen. Fortan war der Weg frei, auch Apps mit diversen Zusatznutzen zu installieren – auch solche, die ursprünglich nicht für eine Smartwatch angedacht waren.

So einfach, wie genial: Um nun die Dienste eines Produktionsmoduls auf der Smartwatch zu verwenden, reicht fortan eine handelsübliche OPC-UA-Client-App. In der SmartFactoryOWL konnte somit die Android App TeslaSCADA heruntergeladen und mit der gleichen App eine Visualisierung für das Produktionsmodul geschaffen werden. Den Vorteil dieser standardisierten OPC-UA-Schnittstelle und der einfachen Mensch-Maschine-Interaktion mittels einer Smartwatch, sehen die Fraunhofer-Forscher in der Flexibilität vor Ort.

Per Finger am Handgelenk neue Parameter setzen

Konkret erhält der zuständige Facharbeiter die Alarmmeldungen der Anlage nicht nur als optisches Signal auf seiner Smartwatch, mehr noch, auch ein haptisches Signal, eine Vibration, kann ihm zuverlässig eine Rückmeldung über die Anlagenzustände geben. Direkt am Ort des Geschehens, mit einem Finger am Handgelenk, kann er nun Alarme quittieren oder auch neue Parameter setzen, wie z. B. die Geschwindigkeit eines Förderbandes neu einstellen.

Sämtliche Funktionen, die heute bereits an der Anlage mit einem mobilen Rechner oder Tablet ausgeführt werden, können nun ebenfalls mit der Smartwatch bedient werden. Allerdings mit dem entscheidenden Plus für die kleine, intelligente Uhr: Sie ist durchweg komfortabel. Weder muss sie umständlich mitgeführt, noch irgendwo abgestellt werden, um die Eingabe zu ermöglichen. Bei der Bedienung genügt eine freie Hand oder gar ein freier Finger.

Für eine schnelle und leichtere Integration, handelt es sich bei den Diensten des OPC-UA-Servers hauptsächlich um sogenannte „generische Dienste“, was zur Folge hat, dass nicht für jedes Produktionsmodul eine neue Visualisierung geschaffen werden muss. Eine Start- und Stopp-Funktionen oder eine Warnlampe sind allen üblichen Produktionsanlagen gemein – ein Umstand, der die Anpassung erleichtert.

Per (Funk-)Verbindung mit dem Produktionsmodul kommunizieren

Die einmal entworfene Visualisierung kann so einfach durch andere Produktionsmodule verwendet werden. Lediglich eine geänderte Serveradresse befähigt dazu, die Anlage bzw. Anlagenteile zu beobachten und zu steuern. „Die App herunterladen und auf der Smartwatch installieren hat länger gedauert, als die Visualisierung und Kommunikation herzustellen“, schmunzelt der Experte und Fraunhofer-Mitarbeiter Sascha Heymann. Hier genügt die (Funk-)Verbindung zum jeweiligen OPC-UA-Endpoint - ähnlich einer WEB-Adresse (URL) – und die Verbindung zum jeweiligen Produktionsmodul ist hergestellt.

Intuitive Anlagensteuerung durch Gesten denkbar

Der Leiter des Fraunhofer-Anwendungszentrum, Prof. Jürgen Jasperneite, geht bei seinen Überlegungen noch einen Schritt weiter: „Mit einer Smartwatch als Fernbedienung für eine Produktionsanlage ist es durchaus denkbar, die Anlage auch intuitiv durch Gesten zu steuern“. Im Störungsfall könnte durch den Befehl „Hände hoch“ auch der „NOT-AUS“ ausgelöst werden, für Jasperneite durchaus denk- und umsetzbar.

Ob die Industrie auf diesen Zug „aufspringt“ und der Facharbeiter mit einer Smartwatch ausstattet wird, bleibt abzuwarten. Die Weichen dafür sind zumindest gestellt – mit einer pfiffigen Idee aus dem Forschungslabor.

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