Hackathon in der Digitalschmiede: Dezentrale Edge-Apps auf ActyxOS ermöglichen neue Möglichkeiten in der Digitalisierung von Fabrikabläufen

Frankfurt, 28. Januar 2020. Die Digitalisierung von Produktions- und Logistikprozessen ist derzeit in aller Munde, Fabriken suchen händeringend nach Lösungen, die eine schnelle und flexible Umsetzung ermöglichen. Die Firma Actyx bietet eine dezentrale Edge-App Plattform an, welche genau dieses verspricht. In einem 2-tägigen Hackathon in der VINCI Energies Digitalschmiede wurde die Plattform genau unter die Lupe genommen und erste Tablet-Apps und Maschinen-Konnektoren implementiert. Die Erkenntnis ist: der neuartige, dezentrale Ansatz der Plattform verspricht viel und könnte für viele Fabriken ein wirklicher Game-Changer sein.

Obwohl mehr als 70% der Fabriken die Digitalisierung als eine Ihrer Top-Prioritäten definiert haben, sind die meisten Prozesse auf dem Hallenboden immer noch analog. Pilotprojekte werden oft über die Anfangsphase hinaus nicht weitergeführt. So skalieren nur 30% der Piloten zu großflächigen, produktiven Anwendungen. Bei der Digitalisierung ihrer Prozesse haben Fabriken meist die Qual der Wahl aus zwei Optionen: (1) individuelle Lösungen, Marke Eigenbau, welche auf spezifische Use-Cases zugeschnitten sind, oder (2) komplexe MES/MOM Monolithen mit enorm viel Funktionalität im Bauch. Option Eins bietet zwar Flexibilität, besteht aber in der Regel aus isolierten Inselsystemen mit hohem Wartungsaufwand, welche eine spätere Skalierung praktisch unmöglich machen. Auf der anderen Seite sind große Monolithen mit mehrjährigen IT Projekten eher etwas für Strategieabteilungen, als für die schnelle Problemlösung für den Werksleiter.

Wäre es nicht schön, wenn man klein anfangen, aber später trotzdem zuverlässig skalieren könnte? Wenn man ein System hätte, dessen Komplexität nicht überproportional steigt mit steigender Funktionalität und Größe? Die Actemium Deutschland will genau das, in Kooperation mit dem Münchener Unternehmen Actyx, seinen Kunden anbieten. Das Münchner Start-up bietet eine neuartige, vollständig dezentrale Edge-App Plattform. “Unser System kommt vollständig ohne zentrale Komponente aus” erklärt Actyx CTO und Experte im verteilten Rechnen Dr. Roland Kuhn. “Entwickler brauchen sich bei uns nicht um Datenbanken, Datensynchronisierung oder Datenkonsistenz kümmern. Das alles übernimmt ActyxOS. Entwickler sind so deutlich schneller und produktiver in der Entwicklung zuverlässiger Lösungen”. Apps laufen dabei on-the-edge, das heißt die Logik wird vollständig auf dem Endgerät (z.B. Smartphone, Gateway) ohne Abhängigkeit eines Backend-Servers ausgeführt. So sind die Apps immer verfügbar, auch wenn gerade das WLAN streikt. Die Infrastruktur ist letztlich nur das Endgerät auf dem Apps laufen sollen, und die Infrastruktur skaliert so linear mit der Anzahl der Geräte. So bleibt das System stets schlank und kann dank modularen Apps einfach und flexibel erweitert werden.

Unser Weg zum Ziel: ein Hackathon in der Digitalschmiede

Genau dieses Wertversprechen wollte Actemium Deutschland auf die Probe stellen und hat die Plattform intensiv in einem zweitägigen Hackathon in der Digitalschmiede in Frankfurt getestet. “Die Digitalschmiede macht digitale Technologien konkret. Anhand von echten Use-Cases zeigen wir was heute schon möglich ist” erklärt Digital Acceleration Manager Jörg Bastel. Von Use-Cases im Bereich VR/AR über künstliche Intelligenz, 3D-Simulation bis zu Edge-Computing ist in der Schmiede alles vertreten. “Wir sehen Technologie nicht als Selbstzweck, wir wollen unseren Kunden echten Mehrwert durch innovative Produkte bieten. Einen neuen Ansatz, wie ihn Actyx verfolgt, finden wir da natürlich grundsätzlich interessant. Unsere Kunden vertrauen darauf, dass wir immer den Überblick über neueste Entwicklungen haben und sie so optimal beraten können” so Bastel weiter.

Programmierer aus verschiedenen operativen Business Units innerhalb Actemium Deutschland hatten die Aufgabe, innerhalb des Hackathons zwei Tablet-Apps sowie drei Integrations-Apps auf ActyxOS zu programmieren. Die Tablets-Apps ermöglichen einem Werker Produktions- und Wartungsaufträge mobil an- und abzumelden, live und historische Sensor- und Maschinendaten einzusehen und Wartungsprotokolle digital auszufüllen. Die Integrations-Apps extrahieren dabei Sensorwerte (Vibrationen) und Maschinendaten aus einem Motor und einer Pumpe. Die Maschinendaten werden anschließend für Analysezwecke in die Cloud exportiert. Zur Umsetzung des Use-Cases wurde die neuartige Steuerung (SPS) PLCnext von Phoenix Contact sowie Sensoren des Düsseldorfer IoT Start-ups Aconno verwendet.

Hackathon Digitalschmiede Actyx

Erfolgsgeheimnis Startup-Partner

Nach anfänglicher Einarbeitung in die Konzepte und Technologien von Aconno und Actyx machten sich die Actemium-Programmierer an die Arbeit. Vor der eigentlichen Entwicklung der Anwendungen wurde in einer gemeinsamen Brainstorming-Session definiert, wie die Domäne grundsätzlich abgebildet werden soll. “Die Art und Weise wie Apps programmiert werden, ist sehr nah dran wie eine Fabrik eigentlich funktioniert” erklärt Actyx-Entwickler Alex Halemba. Für eine simple Modellierung von Prozessen hat Actyx das Konzept des Event-Sourcing konsequent in seiner Plattform umgesetzt. Beim Event-Sourcing werden nur Zustandsänderungen (Events) gespeichert, nicht der eigentliche Zustand. Diese Änderungen wie beispielsweise Maschine an, Maschine aus, Auftrag Start etc. passieren in der Fabrik ständig. “Unser Modell ist sehr vergleichbar mit einem Bankkonto. Der aktuelle Kontostand [Zustand] wird aus den einzelnen Transaktionen [Zustandsänderungen] berechnet. ” erläutert Halemba das Prinzip weiter. Durch diesen Ansatz ist es möglich, Apps völlig unabhängig voneinander zu programmieren; die Schnittstelle zwischen den Apps sind nur die Events. So muss sich eine Fabrik nicht am Anfang überlegen, welche Apps es irgendwann geben soll. Die Apps können vielmehr nach Bedarf implementiert und installiert werden.

Innerhalb kürzester Zeit waren die Aconno-Sensoren installiert und an die Actyx Plattform angeschlossen. Die Anbindung der Pumpe und des Motors stellte die Entwickler vor eine größere Herausforderung, erste Datenpunkte konnte aber am Ende des ersten Tages schließlich auch in die Actyx Plattform eingespielt werden. Am Ende der zwei Tage war der gesamte Use-Case inklusive der Tablet-Apps schließlich prototypisch umgesetzt. “Der Hackathon zeigt uns, dass der Ansatz von Actyx grundsätzlich funktioniert und uns Flexibilität und Skalierbarkeit ermöglicht” sagt Jürgen Knörrich, Director Innovation Deutschland bei Digital4Industry, einem Unternehmen der Actemium Deutschland. “Wir sehen großes Potential in der Plattform. Wir können nun auch Fabriken, die sich teure MES/MOM Systeme nicht leisten können, mit schlanken Anwendungen bedienen und so einen schnellen Einstieg in die Digitalisierung ermöglichen.”

Hackathon Digitalschmiede Actyx Prototyp

Von einer Problemstellung innerhalb weniger Tage zu einer greifbaren Lösung in Form eines Prototypen – das Erfolgsversprechen eines Hackathons wurde hier durch die Wahl passender Partner wie Actyx und Aconno erfüllt. Die Digitalschmiede als voll-ausgestattetes Entwicklungslabor bietet dafür den idealen Raum und ermöglichte den Projektteams eine effiziente Lösungsentwicklung.