Die Herstellung von Faserverbunden ist komplex, wodurch die Entwicklung eines Prozesses für ein neues Bauteil oder neue Materialien aufwendig ist und viele Versuche erfordert. Die Erfassung von Daten von Fertigungsparametern oder den Bauteileigenschaften während der Herstellung ist dabei besonders wertvoll und kann die Entwicklung beschleunigen. Auch in einem eingefahrenen Serienprozess können Daten aus der Fertigung wichtige Einsichten und Erkenntnisse erbringen. Mit „DigiDAQ“ wurde ein Werkzeug entwickelt, das die Erfassung, die drahtlose Übertragung und die Speicherung der Fertigungsdaten in eine zentrale Datenbank mit Zeitstempel möglichst einfach bereitstellt. Dabei wurde ein besonderer Fokus auf Modularität, Nutzerfreundlichkeit und Open Source gelegt.
Schnittstelle zwischen physischer und digitaler Welt
DigiDAQ ist ein Framework bestehend aus Hardware und Software, die entwickelt wurde, um relevante Daten während des Fertigungsprozesses automatisiert zu erfassen. Dabei fungiert DigiDAQ als Schnittstelle sowohl für gängige Sensoren, wie Thermoelemente, als auch für Sensoren mit analogen elektrischen Ausgängen, die noch digitalisiert werden müssen. Des Weiteren werden auch die Umgebungsbedingungen wie Lufttemperatur und -feuchte aufgezeichnet. In der Praxis sind hierfür meist mehrere Mess-Laptops notwendig, wodurch die Daten in unterschiedlichen Formaten und Zeitstempeln aufgezeichnet und im Anschluss mühsam zusammengeführt werden.
Das DigiDAQ-System besteht aus verschiedenen Modulen, die je nach Bedarf miteinander verbunden werden können. Diese Modularität erlaubt eine flexible Anpassung an die spezifischen Anforderungen verschiedener Fertigungsumgebungen und Messaufgaben. Der modulare Aufbau gewährleistet es auch, weitere Module zu entwickeln und zu integrieren. Darüber hinaus ist auch eine batteriebetriebene Nutzung möglich, was zusätzliche Flexibilität bietet.
Bewährtes aus dem Internet of Things nutzen
Die Grundidee hinter DigiDAQ ist es, Bausteine aus dem Bereich des Internet of Things (IoT) und Open-Source-Software zu nutzen. Dies ermöglicht nicht nur eine hohe Transparenz, sondern auch eine einfache Architektur, die wiederum dem Anwender die Möglichkeit gibt, das System schnell zu verstehen und bei Bedarf weiterzuentwickeln und zu erweitern. Dabei ist ein zentraler Fokus, dass das System leicht anwendbar ist und dem Prinzip des „Plug-and-Play“ folgt, gleichzeitig jedoch robust genug ist, um den Anforderungen der industriellen Umgebung gerecht zu werden.
Ein zentraler Aspekt von DigiDAQ ist die Speicherung der erfassten Daten in einer zentralen Datenbank (z.B. Shepard), welche direkt nach dem Einschalten automatisch und kontinuierlich erfolgt. Die Datenübertragung und Steuerung erfolgen über WLAN unter Verwendung des MQTT-Protokolls, wodurch eine effiziente und robuste Kommunikation gewährleistet wird. Diese Daten sind über Dashboards als Diagramme einsehbar und können auch über die Datenbank abgerufen werden, was eine umfassende Überwachung und Analyse des Fertigungsprozesses ermöglicht.
Insgesamt bietet DigiDAQ eine flexibel anpassbare Lösung zur Erfassung, Speicherung und Analyse von Fertigungsdaten. Durch die Kombination von IoT-Technologie und Open-Source-Software wird eine kosteneffiziente und skalierbare Lösung geschaffen, die es Entwicklern von Fertigungsprozessen ermöglicht, schnell komplexe Prozesse zu analysieren und die optimalen Parameter zu finden. Das DigiDAQ-Framework wird derzeit zur Veröffentlichung als Open Hard- und Software vorbereitet.
