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FabOS ist das

offene

verteilte

echtzeitfähige

sichere


Betriebssystem für die Produktion

FabOS ist das open, distributed, realtime-capable, secure Betriebssystem für die Produktion

FabOS Architektur

FabOS ist der IT-Backbone für die Fabrik der Zukunft

FabOS bietet eine flexible und erweiterbare Architektur um zukünftige Anforderungen von kognitiven Diensten, Echtzeitanwendungen und Datenmarktplätzen zu erfüllen.
Der One Stop Shop unterstützt Interessenten bei der Konfiguration und bietet Orientierung, welche Komponenten die richtigen für meine Fabrik sind.
Der modulare Baukasten von FabOS ermöglicht es die FabOS Instanz für Ihre Fabrik auf Ihre Bedürfnisse anzupassen.
FabOS berücksichtigt sowohl IKT- als auch OT-Komponenten und bildet diese durch eine Abstraktionsschicht einheitlich ab.
Ein „FabOS Device“ verfügt über eine einheitliche Selbstbeschreibung auf Basis der Verwaltungsschale und bietet eine Laufzeitumgebung zur Ausführung von Diensten.
Platform Management
Das Plattformmanagement ist für die initiale Einrichtung der zentralen FabOS-Komponenten verantwortlich. Es stellt die Komponenten bereit, welche die FabOS-Plattform repräsentieren, und bereitet die Hardware-Knoten in Bezug auf Software-Tools und Frameworks sowie deren Konfiguration vor.
Communication Management
Kommunikation zwischen Komponenten und Services in einem verteilen System wie FabOS ist ein zentraler Aspekt. Mit dem durchgängigen Einsatz der Industrie 4.0 Verwaltungsschale wird eine semantische Beschreibung der Daten und Kommunikationsschnittstellen ermöglicht. Dadurch wird die Integration unterschiedlicher Systeme gewährleistet.
Device Management
Die Komponente verwaltet und überwacht registrierte Geräte. Diese werden durch ein einheitliches Gerätemodell beschrieben, das Informationen wie Metadaten und Verwaltungsmerkmale eines Geräts enthält. Zu den Metadaten und Verwaltungsmerkmalen eines Geräts gehören Eigenschaften wie eine eindeutige Gerätekennung und andere optionale Gerätedeskriptoren, wie Hersteller, Seriennummer, Modell, Beschreibung und Hardware-Informationen.
Service Management
Softwareservices werden auf der Grundlage von Vorlagen für Softwareservices instanziert und müssen von anderen Serviceinstanzen erkannt werden können. Das Service Management verwaltet die verfügbaren Vorlagen und Serviceinstanzen entlang ihres Lebenszyklus. Der Lebenszyklus von Softwarediensten besteht aus (De-)Provisionierung, Skalierung und Aktualisierung.
Identity & Access Management
Das Identity & Access Management übernimmt die Verwaltung der Benutzer und sorgt dafür, dass die richtigen Benutzer über die entsprechenden Zugriffsrechte verfügen.
Monitoring
Die Komponente überwacht Services und Geräte und erfasst und aggregiert Metriken. Das Monitoring gewährleistet außerdem die Verfügbarkeit der bereitstellten Services.
Credential Management
Das Credential Management bezieht sich auf die sichere Speicherung und Verwaltung von Authentifizierungsdaten wie Passwörtern, Token und Zertifikaten.
Network Management
Das Netzwerkmanagement stellt sicher, dass das Netz effektiv und effizient arbeitet, und sorgt für die Diagnose und Behebung potentieller Probleme, die auftreten können.
Anwendungsfälle

FabOS legt das Fundament für eine moderne Produktionsumgebung

Fräsen

  • Gefräste Teile erfordern hohe Präzision und Oberflächengüte.
  • Während der Fertigung können Fehler in der Oberflächenbeschaffenheit auftreten.
  • Werkzeuge müssen präventiv ausgetauscht werden, um Qualität zu gewährleisten.
  • Eine vollständige Überprüfung aller Bauteile ist aufwendig und teuer.
Fräsen
Beteiligte Projektpartner:

Laserschneiden

  • Robuste, automatisierte Entnahme von Teilen aus dem Restgitter
  • Vermeidung von Stillständen und manuellen Eingriffen
  • Festlegung der Entnahmestrategien im Voraus, ohne Möglichkeit der Modifikation während der Produktion
  • Komplexe Teilegeometrien und unterschiedliche Materialeigenschaften
  • Notwendigkeit der Anpassung der Entnahmestrategie an verschiedene Teilegeometrien und Materialeigenschaften
Verwendete FabOS Komponenten:
Laserschneiden
Beteiligte Projektpartner:

Griff-in-die-Kiste

  • Automatische Vereinzelung chaotisch befüllter Kisten
  • Hohe Leistung für ununterbrochene Linienproduktion
  • Automatische Identifizierung von unbekannten Teilen
  • Anpassung an unterschiedliche Hardware für Inbetriebnahme
Griff-in-die-Kiste
Beteiligte Projektpartner:

Messen

  • Fehlende Kennzeichnungen an Frästeilen erschweren die Rückverfolgbarkeit in der Qualitätssicherung zum Fertigungsprozess.
  • Die Möglichkeiten beim Bestücken von Werkstückträgern sind meist mehrdeutig und provozieren Fehler durch Unkonzentriertheit.
  • Typ, Position, Orientierung und Platzierungsgenauigkeit von Objekten auf den Werkstückträgern liegen nicht als digitale Informationen für Folgeprozesse vor.
  • Prozesswechsel und Parametereingaben an Arbeitsplätzen / Maschinen erfolgen wenig benutzerfreundlich durch Tastatureingabe.
  • Die Qualitätssicherung in der Produktion mit Stichproben ist ungenau oder führt durch 100 % Prüfung zu hohen Kosten.
  • Fehlende gesicherte Datenverbindungen in die Produktion erschweren den Remote Service Einsatz.
Messen
Beteiligte Projektpartner:

Montage

  • Technische Lösungen bei der Handmontage können helfen, menschliche Belastung zu reduzieren
  • Qualitätsprüfung ist wichtig für Einhaltung von Qualitätsstandards
  • DeepInspect nutzt moderne Objekterkennungsmethoden, um Montage zu assistieren und das Produkt auf korrekte Montage zu prüfen.
Verwendete FabOS Komponenten:
Montage
Beteiligte Projektpartner:

Lager

  • Shop Floor Mitarbeiter pflegen häufig Dokumente in Papierform
  • Interaktion mit digitalen Systemen ist oft umständlich
  • Bedienung von mobilen Geräten (Smartphone, Tablet, E-paper) ist erschwert durch Verschmutzung und Handschuhe
  • Es gibt keine universelle Sprachlösung für Produktionsbedingungen (Lärm, mechanische Belastung)
Verwendete FabOS Komponenten:
Lager
Beteiligte Projektpartner:
Führende Unternehmen AUS Wirtschaft und Wissenschaft ENTWICKELN GEMEINSAM FabOS

Häufig gestellte Fragen

Was ist FabOS?

FabOS ist ein offenes, verteiltes, echtzeitfähiges und sicheres Betriebssystem für die Produktion. Betriebssystem ist dabei nicht im Sinne von PC-Betriebssystemen zu verstehen, sondern als eine Plattform bestehend aus abgestimmten Komponenten und Dienste zum Betrieb einer vernetzten Fabrik. Die Plattformfunktionalitäten orientieren sich an den Prinzipien klassischer Betriebssysteme.

Die Entwicklung erfolgt im Rahmen des gleichnamigen Forschungsprojekts gemeinsam mit Unternehmen aus Wirtschaft und Wissenschaft. Das Forschungsprojekt ist gefördert im Rahmen des Innovationswettbewerbs „Künstliche Intelligenz als Treiber für volkswirtschaftlich relevante Ökosysteme“ des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK).

Welchen Mehrwert bietet FabOS?

FabOS bietet erstmals eine durchgängige Betrachtung der OT und IT, also der Betriebsmittel und der IT-Infrastruktur als Gesamtsystem, um die zusätzlichen Anforderungen von datengetriebenen Technologien wie ML oder KI-gestützte Anwendungen zu erfüllen. Außerdem ist FabOS kein geschlossenes System eines einzelnen Anbieters, sondern ein offenes System das einfache Erweiterbarkeit bietet.

Wie stellt FabOS sicher, dass es eine offene Lösung ist?

Alle Komponenten zum Betreiben und Vernetzen von Software basieren auf Open Source Technologien und bieten frei zugängliche Schnittstellen an. Mit Hilfe der Verwaltungsschale werden alle Assets in einer Fabrik standardisiert semantisch beschrieben. Proprietäre Lösungen erweitern die Grundfunktionalitäten von FabOS und können über den One Stop Shop bezogen werden.

Wie kann FabOS eingesetzt werden?

FabOS ist ein Forschungsprojekt und befindet sich derzeit in der Entwicklung. Erste Anwendungsfälle werden im Rahmen des Forschungsprojekts bei Projektpartner umgesetzt. Darüber hinaus können schon heute einzelne Teile aus FabOS jederzeit und unabhängig vom Forschungsprojekt getestet werden, da diese Open Source zur Verfügung stehen.

Wie und welche Standardisierung ist in FabOS integriert?

Durch den Einsatz der Verwaltungsschale als Metamodell für die Selbstbeschreibung von Assets in FabOS, lassen sich andere existierende Standards einfach integrieren. Die Verwaltungsschale ist eine Technologie unabhängiges Metamodell zur Spezifizierung digitaler Abbilder. Es ist der einzige Standard zur Umsetzung digitaler Zwillinge und international normiert. Das Metamodell der Verwaltungsschalle lässt sich mit unterschiedlichen Technologien umsetzen. Somit kann je nach Anwendungsgebiet die passende Technologie gewählt werden unter gleichzeitiger Gewährleistung der semantischen Interoperabilität.

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