Machbarkeitsuntersuchung zur Umsetzung einer webbasierten HMI für Pick&Place-Pickerlinien

Bearbeitungszeitraum: 01.03. – 20.07.2024

Ziel des Exploring Projects war die Machbarkeitsuntersuchung einer webbasierten HMI für den konkreten Anwendungsfall bei R.WEISS Packaging GmbH & Co. KG. Hierbei wurden Lösungsvarianten für das Kommunikationsdesign und geeignete Web-Frameworks, sowie UI-Frameworks anhand definierter Anforderungen evaluiert.

Problem- und Zielbeschreibung

Die Digitalisierung bietet einen wesentlichen Vorteil für die Wettbewerbsfähigkeit und Innovation im Maschinen- und Anlagenbau. Dabei spielt das Human-Machine Interface (HMI) eine wichtige Rolle, indem die Bedienung und Überwachung von Maschinen und Anlagen erleichtert wird. Bei den Pick&Place-Pickerlinien von R.WEISS wird aktuell auf eine Anlagenvisualisierung in Kombination mit einer eigens erstellten Windows-Anwendung zurückgegriffen. Hier bieten webbasierte HMI-Architekturen eine gute Alternative, da sie unabhängig von der zugrundeliegenden Steuerung mithilfe von Standard-Schnittstellen integriert werden können. Im Rahmen des Exploring Projects sollte eine Machbarkeitsanalyse für webbasierte HMIs auf Basis von Open-Source-Software, bei den Pick&Place-Pickerlinien, durchgeführt werden. Es wurde untersucht, welche Schnittstellen-Konfigurationen und Web- bzw. UI-Frameworks sich für den spezifischen Anwendungsfall eignen.

Detaillierter Projektablauf

Das Exploring Project wurde in vier Phasen durchgeführt:

Zuerst erfolgte die Analyse des Use Cases. In einem Anforderungsworkshop wurden die für R.WEISS relevanten Anforderungen an das Zielsystem erarbeitet und dokumentiert.
In der zweiten Phase wurden anhand der Anforderungen und der bestehenden Maschinensteuerung Schnittstellen bzw. Kommunikationsdesigns identifiziert. Anhand der Anforderungen wurde eine Bewertung der Schnittstellen durchgeführt, die wiederum durch eine Gewichtung der Anforderungen spezifiziert wurde.
Die dritte Phase fokussierte die Identifikation geeigneter Web-Frameworks für die Webanwendung der Pick&Place-Linie. Gängige Web-Frameworks, wie Vue.js oder React, wurden hinsichtlich der Anforderungen bewertet und verglichen.
Zuletzt erfolgte die Auswahl eines geeigneten UI-Frameworks. Hier wurde neben den Use-Case-spezifischen Anforderungen auch die Integration in das ausgewählte Web-Framework berücksichtigt.

Zum Projektende konnte eine auf den Use Case zugeschnittene HMI-Architektur anhand der ausgewählten Komponenten zusammengestellt werden.

Projektnutzen

Kostengünstige und einfache Entwicklung webbasierter HMI-Anwendungen
Moderne HMI-Anwendungen für Maschinen und Anlagen
Geeignete Schnittstelle für große Datenmengen
Direkte Einbindung von Teilergebnissen in die HMI-Umsetzung

Zitat:

Durch das Exploring-Projekt mit dem Fraunhofer Institut konnten wir wertvolle Starthilfe in einem neuen Themengebiet erhalten und die passenden Technologien für unsere Ideen identifizieren. Die Zusammenarbeit war professionell und man ist uns auf Augenhöhe begegnet.

Andreas Erhardt, Head of Electrical Engineering