fischertechnik Leerfabriek 4.0 9V V2 - Simulation

Training en simulatie op een realistische productie-replica, verbeterd leren door tactiel begrip Optische en sensorische toepassingen, digitale traceerbaarheid met NFC/RFID Geïntegreerde cloudconnectiviteit, bediening via slimme apparaten en gebruik en bediening van dashboards Mogelijkheid tot op afstand monitoren via camera, evenals het koppelen van productie- en planningsgegevens Integratie van logistieke processen stroomopwaarts/afwaarts

De op digitale technologie gebaseerde transformatie in industriële productie vereist een sterke netwerking en slimmere informatie op alle niveaus van productie. Met de fischertechnik Learning Factory 4.0 kunnen deze digitaliseringsactiviteiten op kleine schaal worden gesimuleerd, geleerd en toegepast voordat ze op grotere schaal worden geïmplementeerd. Het is een zeer flexibel, modulair, kosteneffectief en robuust trainings- en simulatiemodel dat op een zinvolle manier kan worden gebruikt.

De fischertechnik-leeromgeving is ontworpen voor het leren en begrijpen van toepassingen van Industry 4.0 in beroepsscholen en trainingen, evenals voor onderzoek, onderwijs en ontwikkeling op universiteiten, bedrijven en IT-afdelingen. De simulatie bootst het bestelproces, productieproces en leveringsproces na in gedigitaliseerde en gekoppelde processtappen.

Fabrieksomgeving
Dit bestaat uit de fabrieksmodules van het invoer- en uitvoerstation, de vacuümzuig-grijper, het hoogbouwmagazijn, het multiprocessorstation met oven, een sorteermachine met kleurherkenning, een omgevingssensor en een zwenkbare camera. Nadat de bestelling is geplaatst in het dashboard, gaan de werkstukken door de respectievelijke fabrieksmodules en is de huidige status direct zichtbaar in het dashboard. De geïntegreerde omgevingssensor geeft waarden door voor temperatuur, vochtigheid, luchtdruk en luchtkwaliteit. De camera biedt een weergave van het gehele systeem door zijn verticale en horizontale zwenkbereik en kan worden gebruikt voor op afstand monitoren via het web.
Elk individueel werkstuk wordt gevolgd via NFC (Near Field Communication): elk werkstuk krijgt een uniek identificatienummer (ID). Dit maakt het mogelijk om de traceerbaarheid en zichtbaarheid van de huidige status van de werkstukken in het verwerkingsproces te volgen.

Besturing
De Lernfabrik 4.0 wordt bestuurd door de fischertechnik TXT 4.0 Controller op basis van 9V, waarvan er zes zijn geïnstalleerd. Deze zijn binnen de fabriek volgens het master-slave-principe verbonden en communiceren via een intern bussysteem. De volledige prestatiegegevens van de TXT 4.0 Controller kunnen worden bekeken op de TXT 4.0 Controller, hier zijn de belangrijkste kenmerken:

Processor: Arm® dual Cortex®-A7 650 MHz + Cortex®-M4
Geheugencapaciteit: 512 MB DDR3 RAM, 4 GB eMMC
Geheugenuitbreiding: Micro SD-kaartsleuf
Kleuren-touchscreen: 2,4", 320x240 pixels, capacitief (ondersteunt veegbewegingen)
Plat ontwerp, afmetingen: 90x90x17,5 mm
8 universele ingangen: digitaal/analoog 0-9VDC, analoog 0-5 kΩ
4 snelle telinvoeren: digitaal, frequentie tot 1 kHz
4 motoruitgangen 9V/250mA (max. 1A): snelheid traploos instelbaar, kortsluitvast, optioneel
8 individuele uitgangen, bijv. voor LED's
3 servo-uitgangen 5V (max. 2A), kortsluitvast
Gecombineerde Bluetooth/WLAN-radio: Bluetooth 5.0 (BR, LE & EDR), WLAN dual band 2,4 GHz en 5 GHz 802.11 a/b/g/n
USB 2.0-client: mini USB-aansluiting voor verbinding met de pc
USB-hostinterface: USB-A-aansluiting, bijvoorbeeld voor fischertechnik USB-camera of USB-sticks
Camera-interface: via USB-host, Linux-camera driver geïntegreerd in het besturingssysteem
2x pinheader 6-pin: voor uitbreiding van ingangen en uitgangen (tot 9 TXT 4.0-controllers kunnen worden gekoppeld), evenals I²C-interface
Geïntegreerde luidspreker voor het afspelen van geluiden (WAV-bestanden)
Linux-gebaseerd opensource-besturingssysteem, firmware-update via cloud, USB-stick of micro SD-kaart
Programmeren met ROBO Pro Coding (grafisch en Python), C/C++ compiler (niet inbegrepen)
Andere programmeermogelijkheden via REST-interface.
Beschikbare uitgangsspanningen: 9V, 5V en 3,3V.
Voeding: 9V DC-aansluiting 3,45 mm, of fischertechnik-aansluitingen 2,5 mm (voor batterijpakket). Inclusief USB-verbindingskabel en verlengkabel 6-pin.

Software: ROBO Pro Coding / Python programmeerinterface
De softwaretoepassing is geschreven in ROBO Pro Coding of Python en wordt geladen op de controller klaar voor gebruik. De huidige versies van de bijbehorende programma's kunnen rechtstreeks in het ROBO Pro Coding-platform worden geïmporteerd via fischertechnik GitLab.

De meegeleverde ROBO Pro Coding / Python-programma's kunnen worden aangepast, en het is ook mogelijk om aangepaste ROBO Pro Coding / Python-programma's te schrijven voor de leerfabriek.

Verder biedt Node-RED een lokaal dashboard op de TXT 4.0-controller, dat als alternatief voor de fischertechnik-cloud kan worden gebruikt om de fabriek te bedienen. Deze implementatie kan ook worden aangepast. De communicatie tussen Node-RED en het programma verloopt via MQTT. MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) is een open berichtprotocol dat de overdracht van gegevens in de vorm van berichten tussen apparaten mogelijk maakt.

Dashboard.
Het dashboard kan worden geopend en bediend via mobiele apparaten zoals tablets en smartphones, evenals laptops en pc's. Het maakt weergave mogelijk vanuit drie verschillende perspectieven:
Klantweergave
Leveranciersweergave
Productieweergave

In de klantweergave wordt een webshop-interface met een winkelwagen weergegeven, waarin men een werkstuk kan bestellen en de huidige status van de bestelling in de winkelwagen kan volgen. Dit proces wordt op het oppervlak voor de klant weergegeven, zodat ze op de hoogte zijn van de status van hun bestelling.

In de leveranciersweergave wordt het proces voor het bestellen van grondstoffen afgebeeld en gevisualiseerd. In de productieweergave kunnen de fabrieksstatus, het productieproces, de voorraad, NFC/RFID-lezer en sensorwaarden worden opgevraagd.

Daarnaast kan de camera die de productielijn bewaakt hier worden bediend. Al deze functies zijn toegankelijk binnen één venster en worden geschakeld via het menu.

In de productiestatus wordt de status van elke module gevisualiseerd met behulp van een stoplichtweergave. Als er een productieonderbreking optreedt, wordt dit bevestigd via een knop nadat de oorzaak is opgelost en wordt de productie hervat. In de productieprocesweergave worden de individuele productiestappen visueel vereenvoudigd door verbonden knooppunten. Het momenteel actieve knooppunt (= productiemodule) licht groen of rood op, afhankelijk van of de desbetreffende processtap live wordt uitgevoerd of dat er een fout wacht om te worden opgelost.

De voorraadweergave visualiseert de huidige voorraad van werkstukken, inclusief minimale en maximale voorraadniveaus. Er is een bestelpuntprocedure ingesteld. Deze productieweergave wordt uitsluitend gebruikt voor visualisatie. De productieweergave van de NFC/RFID-lezer toont de gegevens van het werkstuk en kan worden gebruikt om werkstukken handmatig te lezen of te verwijderen. De ruwe gegevens van de NFC-tags kunnen worden gelezen door mobiele apparaten met NFC-lezers met behulp van een standaard NFC-app. Elk werkstuk heeft zijn eigen unieke ID en toont de volgende gegevens: status, kleur en tijdstempel van levering tot verzending. De camera wordt ook bediend via de productieweergave en de waarden die door de omgevingssensor worden gelezen, zijn ook hier zichtbaar.

Verdere lesmaterialen zijn beschikbaar op het eLearning-portaal.
Inbegrepen in het trainingsmodel:
6x TXT 4.0 controller
NFC/RFID-module en NFC-tag
Omgevingssensor USB-camera
Invoer- en uitvoerstation