Laatste nieuws:

, 23 juni 2021 10:33

100 lasers automatisch aansturen via de cloud

In het Cluster of Excellence 'Internet of Production' (IoP) hebben 200 wetenschappers van de RWTH Aachen University in samenwerking met Fraunhofer ILT een datacenter opgezet voor het besturen en bewaken van industriële processen. Het concept hiervoor is gebaseerd op een project voor het aansturen van lasersystemen ontwikkeld aan het Fraunhofer Instituut voor Lasertechnologie ILT en maakt gebruik van de open source software Kubernetes. Een bijbehorend systeem draait al twee jaar met succes op het instituut en daarmee kan het instituut de software voor nieuwe lasers in slechts enkele minuten automatisch en op afstand installeren.

De Kubernetes-software wordt bijvoorbeeld gebruikt voor het aansturen van ultrakortepulslasersystemen. De wetenschappers doen momenteel onderzoek naar de automatische evaluatie van meetgegevens. Foto: Fraunhofer ILT. '
De Kubernetes-software wordt bijvoorbeeld gebruikt voor het aansturen van ultrakortepulslasersystemen. De wetenschappers doen momenteel onderzoek naar de automatische evaluatie van meetgegevens. Foto: Fraunhofer ILT.
1/1

De opdracht: complexe lasersystemen efficiënt inrichten

Een ultrakorte puls (USP) laser is een complex systeem dat bijna elk materiaal kan ablateren met micrometerprecisie. Talrijke sensoren sturen de machine aan en begeleiden het laserproces. De software die de componenten aanstuurt en de gegevens van de sensoren leest, is dan ook divers. In de industriële productie worden veel van dergelijke systemen vaak parallel gebruikt, en het is niet ongewoon om er 50 naast elkaar te hebben. Maar hoe kan hun software efficiënt worden geïnstalleerd? En hoe kunnen ze centraal worden aangestuurd?

De oplossing: helemaal opnieuw beginnen

Moritz Kröger, een onderzoeksmedewerker bij de leerstoel voor lasertechnologie LLT aan de RWTH Aachen University, een geassocieerde leerstoel bij de Fraunhofer ILT, werd geconfronteerd met precies deze vraag: "Met de huidige programmeerbare logische controllers kun je één apparaat vrij goed, maar nauwelijks een dozijn of zelfs 100 tegelijk." In deze context - van het aansturen van 50 tot 100 lasers - zouden conventionele concepten naar verwachting niet voldoende zijn om nieuwe software voor deze systemen te installeren en sensorgegevens in realtime te evalueren.

De oplossing? "We hebben de machinebesturing volledig opnieuw geprogrammeerd", vertelt Kröger. "Hierdoor konden we vanaf het begin vertrouwen op bewezen open source software, wat ons meer compatibiliteit en ontwikkelingsopties voor gedistribueerde systemen geeft." Op deze manier kan het instituut laserbewerkingen controleren en optimaliseren, waarbij tijdens het lopende proces bijvoorbeeld rekening moet worden gehouden met gegevens van de scannerbesturing, sensorgegevens uit verschillende bronnen en analysegegevens. Het project startte in 2018 en het besturingssysteem draait nu stabiel in de bètafase bij Fraunhofer ILT.

De kern van het datacenter wordt gevormd door Kubernetes, open source software die automatisch applicatieprogramma's kan installeren, schalen en onderhouden op gedistribueerde computersystemen. Kubernetes is oorspronkelijk ontworpen door Google en wordt ondersteund door toonaangevende cloudplatforms, waaronder Microsoft Azure, IBM Cloud, Red Hat OpenShift, Amazon EKS, Google Kubernetes Engine en Oracle OCI.

Distributed computing voor de geautomatiseerde productie van de toekomst

Het potentieel is erkend door de RWTH Aachen University. Al in 2019 werd het concept door de Fraunhofer ILT overgenomen voor een datacenter aan de universiteit. In het Cluster of Excellence "Internet of Production" werken ingenieurs aan de digitalisering van de productietechnologie. Hun doelen zijn om de samenwerking tussen domeinen te vergroten en te vereenvoudigen en om alle relevante gegevens uit veel verschillende bronnen in realtime veilig te bundelen, en dit alles in de context van cyber-fysieke systemen en de vierde industriële revolutie.

Meer dan 35 universitaire en niet-universitaire onderzoeksinstellingen en de drie Fraunhofer Instituten - FIT, ILT en IPT - zijn hierbij betrokken. In de adviesraad zijn meer dan 50 bedrijven en verenigingen vertegenwoordigd. Ze komen uit de automobiel- en lucht- en ruimtevaartindustrie, machinebouw en installatietechniek, maar ook uit de softwaresector.

Zowel in het datacenter van de RWTH Aachen University als bij Fraunhofer ILT zijn de systemen in gebruik en worden ze continu verfijnd. De geautomatiseerde distributie van software en analyse van toepassingen in de USP lasersystemen werkt betrouwbaar. "In vijf minuten kunnen we de software- en hardwareverbinding voor een nieuwe laser realiseren, inclusief integratie in de cloudgebaseerde omgeving", legt Moritz Kröger de huidige status uit. Momenteel wordt onderzoek gedaan naar de automatische evaluatie van meetgegevens. Het doel is om data uit zoveel mogelijk systemen te combineren en grafisch voor gebruikers te laten voorbereiden. In de toekomst moet het proces op de lasersystemen worden geoptimaliseerd vanuit de gegevens op het gebied van kunstmatige intelligentie via machine learning.

Het Cluster of Excellence "Internet of Production" (IoP) wordt gefinancierd door de Duitse onderzoeksstichting DFG. De eerste runtime-fase begon in januari 2019 en zal zeven jaar duren.

bron: RWTH Aachen University

Van onze partners meer (0)...

ab op Twitter

TwitterlogoVolg ab nu ook op Twitter!

Onze accountnaam is: @aenb

Agenda meer (2)

13 oktober 2021 - Den Bosch
Efficiënt Aandrijven Event 2021
17 november 2021 -
Engineering Event Safety

Geen nieuws meer missen?

Meldt u dan direct aan voor de gratis ab nieuwsbrief.

 

Knop nieuwsbriefMet de gratis ab nieuwsbrief wordt u wekelijks op de hoogte gehouden over het aandrijven en besturen nieuws. U ontvangt wekelijks het laatste nieuws en elke maand een themanieuwsbrief.

 

Direct aanmelden