10.08.2016

So sorgen tragbare Industrie-PCs für effiziente Prozesse

Robuste Rechenkünstler machen mobil

Ob flexible Betriebsdatenerfassungen in der Produktion, intuitive Bedienung und Beobachtung an der Maschine oder unabhängige Kommissionierung in der Logistik - mobile Industrie-PCs stehen sich immer wieder den gleichen Gegensätzen gegenüber: Gefordert werden geringe äußere Abmessungen und Robustheit bei großer LC-Display-Sichtbarkeit und ausgezeichneter Rechenleistung. Die Industrie 4.0 baut auf die mobilen Rechenkünstler.


Der nutzerfreundliche und aufgabenorientierte Zugriff auf Informationen und Funktionen mit industrietauglichen Tablet-PCs führt zu mehr Effizienz und Produktivität. Extrem robuste Industrie-Tablet-PCs wie die M133W-Serie von TL Electronic setzen die neueste Multitouch-Technologie ein und lassen sich auch mit Handschuhen und im Regen bedienen.
Bild: TL Electronic GmbH

In der deutschen Wirtschaft arbeitet etwa jeder zweite Mitarbeiter (44 Prozent) an einem Computer-Arbeitsplatz und jeder Dritte (32 Prozent) nutzt bereits für die Arbeit ein Mobilgerät z.B. einen Tablet-PC. Das zeigt die repräsentative Umfrage 2016 des IT-Branchenverbandes Bitkom unter 1.108 Unternehmen ab 20 Mitarbeitern. "Aber ein Walzwerk ist kein Büroarbeitsplatz. Dennoch gibt es in der Industrie den deutlichen Trend zum mobilen Arbeitsrechner", sagt Stefan Götz, geschäftsführender Gesellschafter der TL Electronic aus Bergkirchen bei München. Der Grund: Mobilgeräte bieten Bewegungsfreiheit und Flexibilität im Arbeitsalltag. Hinzu kommt, dass im Zusammenhang mit Industrie 4.0 dezentrale industrielle IT-Architekturen an Bedeutung gewinnen. "Dabei werden die üblichen Anwendungen wie E-Mail durch zusätzliche Software-Applikationen, z.B. mit Apps ergänzt", so Stefan Götz. Der Industrie-PC-Experte sieht die Zielsetzung in mehr Flexibilität und Anwenderfreundlichkeit in der modernen Mensch-Maschine-Interaktion.

Nutzen dezentraler industrieller IT-Architekturen

Der nutzerfreundliche und aufgabenorientierte Zugriff auf Informationen und Funktionen mit industrietauglichen Tablet-PCs führt zu mehr Effizienz und Produktivität. "Standardisierte Eingabemasken und die permanente Verbindung mit dem Unternehmensnetzwerk verhindern z.B. Fehler bei der mündlichen Übertragung von Daten, Interpretationen oder Doppelarbeiten", resümiert der erfahrene Fachmann für industrielle IT. Besonders die Digitalisierung und Industrie 4.0 spielt für den zunehmenden Einsatz mobiler Industrie-PCs eine entscheidende Rolle, um Abläufe in der Fertigung oder Logistik schneller und sicherer zu machen. "So wird ein mobiler Industrie-PC zum grundlegenden Element des Edge Computing, also des verteilten Ansatzes bestehender Infrastrukturen wie der Unternehmens-Cloud in Verbindung mit dem Internet der Dinge", stellt Stefan Götz fest. Auch bekannt als Fogcomputing beschreibt Edgecomputing ein Konzept, um die Rechenleistung direkt in die Produktionshalle zu bringen, so wie Nebel eine Wolke (Cloud) nahe am Boden ist. Ziel ist die zentrale Verarbeitung der Information. Edgecomputing nutzt die Rechenleistung in der Nähe von Anwendern sowie Sensoren, Geräte und Maschinen. Dabei besitzen die Edge-Geräte Charaktermerkmale wie typischerweise eine GPS-Standorterkennung und sie unterstützen die Mobilität, auch wenn der Knoten stationär sein kann. "Mit Edgecomputing wird der verteilte Ansatz beschrieben, um die Leistungskapazitäten bestehender Unternehmensinfrastrukturen zu nutzen. Daten werden direkt vor Ort verarbeitet, wo sie entstehen und benötigt werden. Dadurch wird die zentrale IT und Steuerungstechnik entlastet", erklärt Stefan Götz weiter. "Erst wenn die erfassten Felddaten umfänglich zwischen den Geräten und in die Unternehmensplanung fließen, werden Vorteile und Herausforderungen des Internets der Dinge berücksichtigt", fügt er hinzu. "Das entspricht einem strukturellen Wandel der Automatisierungsarchitekturen mit fundamentalen Effekten. Auch im Sensor-/Aktor-Bereich ist dieser Wandel bereits voll im Gange", so der Branchenkenner. Ähnlich sehen es im internationalen Kontext verschiedener Initiativen wie dem Industrial Internet Consortium (IIC), Smart Factory oder Autonomik für Industrie 4.0 des Bundesministerium für Wirtschaft und Energie: Der verteilte Ansatz von Intelligenz, die dynamische Verknüpfung von digitalen Informationsquellen und die bedarfsgerechte Vorbereitung oder Steuerung von Prozessen, die an verschiedenen Stellen der Wertschöpfungskette ansetzen, bilden die Basis für Industrie 4.0.

RFID und Barcode-Leser

Dabei werden von den dezentralen und mobilen Rechnereinheiten entscheidende Charaktereigenschaften gefordert. "Um hochperformante Einsätze im Feld zu unterstützen, setzen wir auf starke Prozessorleistung. Unsere Industrie-Tablet-PCs der Serien M101H und M133W erreichen mit dem energieeffizienten und leistungsstarken Core i5 der fünften Generation mit 2x2,2GHz Taktrate eine hohe PC-Leistung. Damit kommen die mobilen Rechner in den Leistungsbereich eines guten stationären Industrie-PCs", erläutert der Geschäftsführer. "Gleichzeitig treten in verteilten Strukturen andere Anforderungen in den Fokus. So erfüllen unsere Ruggedized Tablet-PCs den hohen Militärstandard MIL-STD-810G hinsichtlich Schock, Vibrationsfestigkeit sowie Beständigkeit bei einem Fall aus 122cm Höhe", beschreibt der Experte Stefan Götz. Die portablen Rechner des deutschen Industrie-PC-Anbieters sind rundum dicht gegen Staub und Wasser gemäß Schutzart IP65 - inklusive aller Schnittstellen wie USB3.0, RS232, RJ45 für Gigabit Ethernet sowie optionalem RFID und Barcode-Leser. Über den 1D/2D-Barcode-Scanner oder den RFID-Reader lassen sich schnell und berührungslos Stückdaten einlesen oder einfach Waren im Logistikprozess zuordnen. "Bei der Arbeit kann Schmutz oder ein Sturz auf den Betonboden der Fertigungshalle den Geräten nichts anhaben. Und das umfangreiche Zubehör wie Dockingstation, Hand- und Trageschlaufe oder Fahrzeughalterung ergänzt die Ausstattung sinnvoll", fügt Stefan Götz hinzu. Das M133W verfügt über ein 33,8cm (13,3") großes Multi-Touch-Display im 16:9-Format mit brillanten Darstellungen, die auch bei Sonnenlicht gut ablesbar sind. Dafür sorgen das dynamische Kontrastverhältnis von 800:1, die Helligkeit von 350cd/m² und die Full-HD-Auflösung mit 1.920x1.080 Pixeln. Die M101H-Serie erreicht die maximale Helligkeit von 700cd/m² für klare Darstellung bei einer Auflösung von 1.920x1.200 Pixeln.

Auch mit Handschuhen bedienbar

"Durch die neueste Projective-Capacitive-Touch-Technologie (PCAP) lässt sich der portable Rechner M133W sogar bei Regen und mit Arbeitshandschuhen problemlos bedienen", stellt Stefan Götz fest. "So ist auch für die Usability in modernen Industrieanlagen bestens gesorgt", meint Stefan Götz. Das robuste Gehäuse ist aus einer widerstandsfähigen Magnesiumlegierung gefertigt und führt rundherum eine Elastomergummierung für optimalen Griff. Der robuste Tablet-PC arbeitet zuverlässig im Temperaturbereich von -10 bis +50°C. Der Lithium-Polymer-Akku mit einer Kapazität von 10.280mAh lässt sich im Hot-Swap-Verfahren austauschen und sorgt für mehr als 10h sicheren Betrieb. "Damit reicht die Akkuleistung für zahlreiche Arbeitsprozesse aus - ebenso wie die üppigen Anschlussmöglichkeiten", sagt der Geschäftsführer des bayerischen Anbieters. "Wichtig bei verteilten Strukturen ist die kabelfreie Kommunikation. Dafür stehen WLAN sowie Bluetooth 4.0 zur Verfügung und auf Wunsch GPS zur einfachen Standortermittlung", fügt der Industrie-PC-Spezialist hinzu. "Auf der Rückseite befindet sich eine Kamera mit fünf Megapixeln und Blitz sowie eine Frontkamera mit zwei Megapixeln. Damit lässt sich die Zustandserfassung schnell und einfach mit Bildern dokumentieren", beschreibt Stefan Götz. An der Gerätefront kann der Anwender zudem zwei bzw. drei Tasten frei programmieren. Auch bei den Software-Applikationen gibt es zu den herkömmlichen Tablet-PCs einen markanten Unterschied. "In der Industrie dominieren Windows-Anwendungen. Wir sind zertifizierter Microsoft Partner. Serienmäßig sind Windows Embedded 8 bzw. Windows 8.1 Industry Pro installiert. Auf Wunsch werden die Industrierechner natürlich auch mit Windows 10 IoT Enterprise oder Windows 7 Pro for Embedded Systems geliefert", sagt Stefan Götz abschließend.

Nutzenvorteile durch dezentrales und mobiles Industrie-Computing:

  • • Kontextbewusstsein, da die Daten dort verarbeitet werden, wo der richtige Zusammenhang zu den Informationen in Bezug auf z.B. Ort oder Zeit besteht.
  • • Reduzierung von Daten-Transfers durch Verarbeitung direkt an den Einsatzpunkten, dadurch weniger Netzwerklatenz.
  • • Verringerung der Datenmenge bevor sie zu zentralen Verarbeitungssystemen gesendet werden, indem sich die Informationen vor Ort analysieren, filtern und bereinigen lassen.
  • • Widerstandsfähigkeit durch den multiplen Datenaustausch der mobilen Endgeräte untereinander, was die Ausfallsicherheit erhöht und das Gesamtsystem stabilisiert.
  • • Systemweite Sicherheit, da die Anwender Fehler direkt am Ausgangspunkt erkennen und erfassen.
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