Projekt

Motivation

Mittelständische Unternehmen fertigen ihre Produkte oft auf Auftragsbasis in sehr kleinen Losgrößen. Dies führt zu einem erhöhten Bedarf an Flexibilität im Produktionsprozess, der sich wegen der steigenden Produktvariabilität auch bei Großunternehmen beobachten lässt. Beide haben folglich einen erhöhten Bedarf an flexiblen und wirtschaftlichen Automatisierungslösungen, die kurze Rüstzeiten und die Wiederverwendung von Produktionsprozessen ermöglichen.

Roboter sind per se frei programmierbar und bieten damit die benötigte Flexibilität. Die aufwendige, zeitraubende und somit teure Inbetriebnahme und Programmierung von Robotersystemen sorgt jedoch dafür, dass diese derzeit nur bei großen Stückzahlen wirtschaftlich eingesetzt werden können. Um dies zu ändern, soll in ReApp die Wirtschaftlichkeit und Flexibilität von roboterbasierten Automatisierungslösungen signifikant gesteigert werden.

 

Vision

Die Hemmnisse für wiederverwendbare Software bestehen heute vor allem in der stark heterogenen Landschaft der Robotik- und Automatisierungskomponenten, unterschiedlichen Roboterprogrammier-sprachen und fehlenden Schnittstellenstandards. Um diese Hindernisse zu überwinden, sollen in ReApp nach dem Muster von Android die Grundlagen für ein Ecosystem für die Robotik geschaffen werden.

Das Android-Ecosystem ist aus wenigen Kernelelemente zusammengesetzt. Die Android Hardware-Abstraction Layer (HAL) definiert Schnittstellen (APIs), die von den Smartphone-Herstellern implementiert werden. Dadurch wird gewährleistet, dass alle Android-Apps auf allen Android-Smartphones lauffähig sind, obwohl in den Smartphones unterschiedliche Kameras, Displays und Sensoren verbaut sind. Die Hersteller haben den Vorteil, dass alle Apps im globalen App-Repository, dem Google App-Store, kompatibel zu ihren Smartphones sind.

Neben der HAL, die sicherlich ein Schlüsselelement des Ecosystems darstellt, sorgen Entwicklungswerkzeuge, die Android SDK Tools, für die einfache Entwicklung von neuen Apps und die Einhaltung von Standards. Für ein standardisiertes Deployment (d.h. Installation und Ausführung der Apps) sorgt die Laufzeitumgebung, Android Runtime.

Um die Zielsetzung von ReApp zu verdeutlichen, sind die einzelnen Elemente des avisierten ReApp Ecosystems in der Abbildung unten den einzelnen Elementen des Android Ecosystems gegenübergestellt.  Die Rolle der Android HAL wird dabei dem Open-Source Robotik-Framework ROS-Industrial zugeordnet.

 

Das ReApp-Ecosystem

 

Lösungsweg

Zur Erreichung der Projektziele wurden zu Beginn des Projekts die einzelnen Elemente des ReApp-Ecosystems konzipiert, bei der alle in der Vorhabenbeschreibung definierten Teilziele (Entwicklung von intelligenten Plug&Produce Komponenten, Integrationsplattform, Komposition und Konfiguration von Programmbausteinen, intuitive Entwicklungsumgebung etc.) zu einer Gesamtlösung integriert werden. Ein großer Schwerpunkt liegt dabei auf der Schaffung einer durchgängigen Entwicklungsumgebung, der ReApp Engineering Workbench, die sowohl die Verbindung zum App-Repository, dem ReApp-Store, als auch zur Ausführungsschicht und der Hardware bereitstellen muss.

Abbildung: Überblick über die einzelnen Elemente des ReApp-Ecosystems

 

Nutzen

ReApp wird es KMU ermöglichen, ihre Produktivität durch den Einsatz von Robotern zu steigern, was zur Sicherung dieser Arbeitsplätze in Europa beiträgt. Dadurch wird der Markt für Industrieroboter um ein Vielfaches erweitert, was der High-Tech-Branche der Systemintegratoren, Roboter- und Komponentenhersteller in Deutschland einen Wettbewerbsvorteil sichert. Die Anwendungsschnittstelle und die Integrationsplattform für die Einbindung von Softwarebausteinen von Drittanbietern tragen zur Öffnung des Automatisierungsmarktes bei und schaffen neue Geschäftsfelder.

Nutzen für Systemintegratoren

  • Schnelle Komposition von Lösungen durch kompatible Apps aus dem Store
  • Zugriff auf Lösungswissen, Nutzung der Erfahrung anderer
  • Einfache Abwandlung, Erweiterung und Wiederverwendbarkeit selbst erstellter Software
  • Alles aus einer Hand bis zur virtuellen Inbetriebnahme
  • Schnelle & einfache Konfiguration

Nutzen für Komponentenhersteller

  • Leichterer Kundenzugang über herstellerunabhängigen App-Store
  • Schnellere Integrierbarkeit der eigenen Komponente Attraktivität für Systemintegratoren
  • Bewertungssystem im Store ermöglicht Produktverbesserung durch Kunden-feedback

ReApp wird durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie gefördert unter dem Kennzeichen: 01MA13001A.
Projektdauer: 01.01.2014 - 31.12.2016.