Wissenstransfer Forschung und Entwicklung

Ohne Forschung kein Fort­schritt. Ohne innovative Lösungen keine Markt­erfolge. Daher suchen wir Forschungs- und Entwicklungsexperten aus Unternehmen, Universitäten und Non-Profit-Organisationen, die mit uns zusammenarbeiten wollen.

Wissenstransfer durch Forschung und Entwicklung

Ohne Forschung kein Fort­schritt. Ohne innovative Lösungen keine Markt­erfolge. Daher suchen wir Forschungs- und Entwicklungsexperten aus Unternehmen, Universitäten und Non-Profit-Organisationen, die mit uns zusammenarbeiten wollen.

Maschinenbediener recherchiert, warum SELMO so leicht bedienbar ist

SELMO entwickelt Produkt und Anwendungsmöglichkeiten laufend weiter, um möglichst hohen Kundennutzen zu bieten. Die interne Entwicklungs­abteilung treibt den Fortschritt für die Plattform- und Hardware-Unabhängigkeit von SELMO maß­geblich voran. Dabei spielt die  Zusammenarbeit mit anderen Institutionen und Partnern aus Wissenschaft und Wirtschaft eine wichtige Rolle und bietet wertvolle Synergien.

Mit vereinten Kräften wollen wir dazu beitragen, wirtschaftlicher und gesellschaftlicher Nachfrage mit technologischen Lösungen zu begegnen, die aus der Praxis geboren wurden und in der Wissenschaft ihren Platz finden. Uns ist es wichtig, damit einen fundierten Beitrag zu einer verantwortungsbewussten und klugen Digitalisierung zu leisten.

Unsere Erfindung, unser Thema

SELMO hat weder die Logik einer Schrittkette noch die Modellierung noch die Generierung erfunden. Was wir erfunden haben, ist ein patentiertes Verfahren, welches Schrittketten (State Machines) zu 100 % zustandskontrolliert in einem Modell beschreibt. Daher beschreibt das SPS Ablauflogik-Programm, das unser SELMOstudio automatisch generiert, das System zur Gänze. Nach unserem Wissensstand der Automatisierungstechnik sind wir die einzigen, die dafür eine Technologie und ein Tool erfolgreich entwickelt haben.

Unsere Erfindung, unser Thema

SELMO hat weder die Logik einer Schrittkette noch die Modellierung noch die Generierung erfunden. Was wir erfunden haben, ist ein patentiertes Verfahren, welches Schrittketten (State Machines) zu 100 % zustandskontrolliert in einem Modell beschreibt. Daher beschreibt das SPS Ablauflogik-Programm, das unser SELMOstudio automatisch generiert, das System zur Gänze. Nach unserem Wissensstand der Automatisierungstechnik sind wir die einzigen, die dafür eine Technologie und ein Tool erfolgreich entwickelt haben.

Im Fokus: State Explosion Problem

Cylinders

Inputs

possible conditions - state explosion problem

Condition Control by SELMO

Grenzen der Automatisierungstechnik heute

Aufgaben der Automatisierungstechnik

Die Automatisierungstechnik hat die Aufgabe, Abläufe von Prozessen wiederholbar zu machen und sie sicher abzubilden. Sie soll Signale und Daten prüfen und überwachen, Informationen aus Signalen und Daten erzeugen und Daten aus der übergeordneten Ebene einer Maschine einlesen. Ihre Aufgabe ist es, diese an Bedienerschnittstelle, MES (Manufacturing Execution System) oder ERP (Enterprise Resource Planning) Software Systeme auszugeben. Theoretisch. Praktisch gibt es einige Herausforderungen zu bewältigen, die wir mit folgenden Themen anschneiden:

Problem der Funktionsabbildung

Um die oben genannten Aufgaben zu erfüllen, bedarf es technischer Funktionen wie beispielsweise Zylinder-, Antriebs- oder Systemansteuerungen. Diese Funktionen werden in der Regel einmalig entwickelt und und liegen hardware-abhängig vor. Die durchgängige, hardware-unabhängige Entwicklung fehlt in der Praxis der Automatisierung. Hinzu kommt, dass die Vorgaben, welche Daten in und aus der Funktion erfasst werden sollen, nicht immer klar sind. Die Folge: Der Programmierer, der meist am Ende der Engineering-Kette steht, wird die Daten nicht ausprogrammieren. Sie bleiben unsichtbar. Daher laufen Digitalisierungsvorhaben für BigData, IOT, Edge und Industrie 4.0 nicht immer so rund wie geplant. Die notwendigen Steuerdaten werden erstellt, aber die Definition der Daten, die für Anzeige oder Datenerfassung notwendig sind, ist komplex. So fehlt in der manuellen Programmierung, welche die Funktionen mit der Logik verknüpft, meist eine klare Übersicht, welche Funktionen exakt zu verwenden sind. Um das Dilemma zu durchbrechen, entwerfen  viele Programmierer strukturierte Funktionen und testen diese.

Problem der Datenauswertung

Es ist kein Geheimnis, dass der Programmierer oftmals gefordert ist, wichtige Informationen im Programm nachzubilden. Eine Endlage am Zylinder kann in der Praxis schnell mal mit einem Timer realisiert werden. Nach zwei Sekunden wird er schon “da” sein. So können Unschärfen in der Informationsauswertung aus Daten entstehen. Sie sind blinde Flecken in der Datenanalyse oder im Monitoring von Automatisierungslösungen. Soll es wirklich in der Hand des Programmierers liegen, schnell einige Signale theoretisch nachzubilden? Ungewollt Unschärfen in ein Softwaresystem zu bringen? Aus dem Prozess und aus der Anforderung heraus muss von Beginn an klar sein, welche Daten hinein und welche Daten hinaus gehen. Welche Daten schlussendlich wichtig sind, muss aus dem Geschäftsprozess heraus evaluiert werden. Und das so früh wie möglich – ansonsten muss von einer Limtierung der programmierten Daten ausgegangen werden. Der Programmierer kann das alleine nicht schaffen. Und doch steht er immer wieder vor der Herausforderung des “Nacharbeitens” in einem ohnehin schon komplexen System. 

Herausforderung der Logikabbildung

Wenn die Funktionen klar definiert und von der Logik getrennt sind, dann sorgen also die Daten für die Flexibilität im System. Die Logik lässt Prozess-Schritte in einem ereignisdiskreten System wiederholt ablaufen. Dafür verwendet der Automatisierungsexperte einen Formalismus: Automat als Zustandsgraph, Petri-Netze (PN) oder einfache Flowcharts. Damit können Ablauf und Transitionen abgebildet werden. Dieses Vorgehen schafft einen deterministischen, endlichen Automaten (DEA), der in der Regel als MOORE-Automat ausgeführt wird. Das bedeutet: Im jeweiligen Zustand werden Ausgänge geschalten und damit die Transition, sprich die Weiterschaltung, erzeugt. Praxisbeispiel: Ein Ventil schaltet und der Zylinder bewegt sich in die Endlage. Durch das Signal des Erreichens ist die Transition erfüllt und es wird weitergeschaltet. Es folgen neue Zustände und neue Aktionen. Diese Aktionen sind nun die Funktionen. Aus diesen werden Daten erzeugt und erwartet. Wenn nun ein Antrieb eine Achse bewegen soll, dann muss diese abhängig von der Logik gesteuert werden. Wie die Funktion arbeitet – das steht also fest. Wann, wie schnell und in welche Position sie ausgeführt wird – das gibt die Logik vor. Dieses Zusammenspiel funktioniert nur in einem ereignisdiskreten System: Die Funktion muss rückmelden, dass die Aktion erfüllt ist und eine Transition passiert. 

State Explosion Problem

Steigt die Anzahl der Zustandsvariablen in einem System, dann wächst die Größe des Systemzustandsraums exponentiell. Dies wird in der Forschungsliteratur als “State Explosion Problem” benannt. Seit rund 30 Jahren nimmt es einen Großteil der Forschung im Bereich der Modellprüfung ein. Zahlreiche Verfahren wurden entwickelt und erprobt, um das Problem durch “Model Checking” zu lösen. Das ist eine automatische Verifikationstechnik für Hardware- und Softwaresysteme, die endliche Zustände oder endliche Zustandsabstraktionen einnehmen. Die Modellprüfung dient unter anderem auch der Validierung von SPS Software, die aufgrund des State Explosion Problems, wegen Interpretationsfehlern zwischen den Fachbereichen oder wegen manueller Copy- und Tippfehler häufig fehlherhaft ist. Und das trotz Höchstleistungen von Programmierern.

Forschung und Entwicklung

Fragestellungen für Kooperationen

100 % beschreibbares Modell

Wie kann die Abbildung von DEA (deterministischer, endlicher Automat) in einem Modell so beschrieben werden, dass alle Informationen da sind, um das Modell automatisch in eine Anwendung auf ein Echtzeitsystem umzuwandeln?

Einfacher Formalisums

Wie kann eine Struktur beschaffen sein, die Logik, System, Parameter (Daten) zu einem einfachen Formalismus zusammenführt und abbildet?

100 % State Control

Wie lässt sich das Komplexitätsproblem der „State Explosion“ in der Modellierung, Realisierung und Überprüfung von Software lösen? Wie lässt sich das, was SELMO praktsich leistet, wissenschaftlich belegen?

Generierung aller Datenpunkte

Wie können Funktionen mit allen relevanten Datenpunkten und Prüfungsoptionen der Unit modelliert und automatisch auf Echtzeit-Plattformen übersetzt werden?

Digital-First-Potential

Welches Potential hat das Digital-First-Prinzip von SELMO für den Entwicklungsprozess im Maschinenbau? Weil die Software das einzig Digitale in der Maschine ist, muss diese maßgeblich und früh das Engineering bestimmen.

Verhaltensprognosen von Maschinen

Wie lässt sich das Verhalten der Maschine digital erfassen und vorhersagen? Wir wollen weitergehen als der digitale Zwillling, der den Systemaufbau im Fokus hat. Ziel ist es, jedes Bit und jeden Datenpunkt zu jeder Zeit zu erfassen. KI oder BigData ermöglichen erst dann wertvolle Erkenntnisse aus Prozessen und Zusammenhängen zwischen System und Ergebnis. Produktivität und Verhalten in der Logistik sind dann in Echtzeit verfügbar.

Wissenstransfer Forschung & Entwicklung

Lassen Sie uns reden und gewinnbringend zusammenarbeiten. 

Erfolg hat drei Buchstaben: TUN.

Lassen Sie uns gemeinsame Ressourcen nutzen. Kontaktieren Sie uns für ein unverbindliches Gespräch, in dem wir Ihre Fragen persönlich beantworten.

Sie erhalten außerdem informative Unterlagen und Whitepapers bei Kontaktaufnahme.

 

Ihr Ansprechpartner: Markus Gruber

markus gruber ceo selmo

Anrufen

0043 664 5349472

E-Mail

markus.gruber@selmo.at

Adresse SELMO Technology GmbH

Gewerbeparkstraße 1/1
8143 Dobl-Zwaring