SEINE: Automatisk självkonfigurering av industriella nätverk

Nya produktionsparadigm, t.ex., Industry 4.0, kommer med löftet om mer effektiva, kostnadseffektiva och flexibla produktionssystem. De traditionella kommunikationsinfrastrukturerna inom automationsområdet stödjer kraven på tillförlitlighet och tidsförutsägbarhet men med priset av låg datatillgänglighet och ökad komplexitet i nätverkskonfigurationer. Därför blir konfigurationen av stora industriella nätverk (som Profinet och Time-Sensitive Networking) ohanterlig med den senaste konfigurationstekniken. De befintliga teknikerna stöder huvudsakligen statiska konfigurationer av nätverket som utförs vid designtillfället. Om nätverket behöver konfigureras om för att uppnå dynamiska behov under körning, stängs delar av systemet eller hela systemet av, omkonfigureras och startas om. Detta gör dessa anpassningar mycket kostsamma och försvårar förverkligandet av framtidens industri med befintlig infrastruktur.

För att ta itu med denna utmaning i den senaste tekniken, är SEINEs vision att stödja nätverken med nya konfigurationsmekanismer för att automatiskt anpassa sig till förändringar online, vilket ger timing förutsägbarhet och tillförlitlighetsgarantier, utan att störa den korrekta driften av systemen. Vi strävar efter att förverkliga denna vision genom att utveckla nya tekniker för att tillhandahålla den automatiska nätverkskonfiguratorn, som kommer att ha en fullständig bild av nätverkets kapacitet och krav. Vi kommer att fokusera på Ethernet-baserade realtidsnätverk, som Profinet och Time-Sensitive Networking (TSN), som erbjuder en bra lösning för att tillhandahålla högbandbredd, låg latens och förutsägbar kommunikation för industriella kommunikationssystem.

Den föreslagna konfiguratorn är tänkt att bestå av flera mekanismer: (i) automatisk nätverksövervakning, (ii) automatisk nätverkskonfiguration och dynamisk omkonfigurering, (iii) verifiering av genomförbarhet och förutsägbarhet, och (iv) konfigurationsinstallation. Projektkonsortiet består av tre partners, däribland projektkoordinatorn Mälardalens högskola (MDU), ABB och Arcticus Systems. Projektet kommer också att utveckla proof-of-concept prototyper av teknikerna genom att förlänga Rubus Toolchain (som tillhandahålls av Arcticus), som har använts i flera företag i över 25 år. Projektet kommer också att utveckla en integrerad industriell demonstrator för att validera resultaten i ABB:s industriella system. En unik egenskap hos detta konsortium är att det erbjuder ett tydligt värde från utveckling av nya tekniker inom den akademiska del (MDU); genom deras implementering i industriella prototyper (Arcticus Systems); till deras användning i industrin (ABB); och ha feedback om användbarheten av teknikerna och prototyperna för deras förfining. Projektet är planerat att starta i december 2023 och kommer att pågå i 3 år.

SEINEs vision är att stödja nätverken med nya konfigurationsmekanismer för att automatiskt anpassa sig till förändringar online, vilket ger timing förutsägbarhet och tillförlitlighetsgarantier, utan att störa den korrekta driften av systemen.

Projektmål

Det övergripande målet för SEINE är att utveckla nya tekniker, industriella verktyg och validerare för att stödja automatisk självkonfigurering av förutsägbara industriella kommunikationsnätverk.