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Case StudybeyerdynamicKopfhörer-Herstellung 4.0

© inovex GmbHFebruar 2018

Case Study: beyerdynamic Kopfhörer-Herstellung

inovex GmbH · Ludwig-Erhard-Allee 6 · 76131 Karlsruhe · Tel. +49 721 619 021-0 · info@inovex.de · www.inovex.de

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beyerdynamic steht seit 1924 für hochwertige Kopfhörer, Mikrofone und Konferenzsys-teme. Die Produkte des Unternehmens mit Hauptsitz in Heilbronn liefern Audiotechnik in herausragender Klangqualität. Als führende Audio-Marke integriert beyerdynamic immer wieder technologische Innovationen sowohl in die audiotechnischen Produkte selbst als auch in die Produktionsabläufe. Bei einem solchen Innovationsprojekt im Bereich der Pro-duktion hat beyerdynamic die Kompetenzen von inovex genutzt.

Im Zuge der kontinuierlichen Produktionsoptimierung mit dem Zielbild „Industrie 4.0“ hat beyerdynamic hochmoderne Fertigungslinien eingeführt. Neben dem Einsatz verschiedener Roboterarme der neuesten Generation, welche die Arbeitsschritte ausführen, werden eingehende Qualitätsprüfungen an den Werkstücken vorgenommen.

Da diese Ergebnisse von vielen unterschiedlichen Parametern in der Maschinensteuerung abhängen und die Produktionslinien wiederum verschiedene Systeme fertigen, ist es beliebig kompliziert, stets die optimale Konfiguration der Eingangsparameter zu bestimmen. Bei dieser und weiteren komplexen Aufgaben wird beyerdynamic deshalb von hochleistungsfähigen Data-Science-Algorithmen in Echtzeit unterstützt.

Bedarfsgerechte Rechenpower aus der Microsoft CloudWeil die Echtzeitverarbeitung ein kaum zu greifendes Volumen an Rechenkapazität erfordert, hat sich beyerdynamic dafür entschieden, große Teile der Datenverarbeitung und -speicherung in die Public Cloud von Microsoft auszulagern. Bei der Konzeption und Implementierung dieser Lösung hat inovex das Unternehmen federführend unterstützt.

Die Infografik zeigt die wesentlichen Komponenten der Lösungsarchitektur und veranschaulicht ihr Zusammenspiel:

On-Premisebeyerdynamic

Azure Cloud

Azure IoT Hub

Empfang der Daten & asynchrone Speicherungunterschiedlicher Formate

Stationen 1-n

Qualitäts-prüfung

Azure Data LakeStore & Analytics

ArchivierungHistorisierung

Azure MachineLearning

Optimierung der Systemparameter der Stationen

Azure Stream Analytics

Kombination der Datenaus Stream, Aggregation, Verteilung an verschiedene Dienste

Power BI

Realtime Monitoring, Anzeigeoptimierung, Reporting-Entwicklung über Zeitstrahl

Echtzeitdaten

EchtzeitdatenArchivdaten für Analysen

Archivdaten für Training

Azure Functions& IoT Hub

Feedback für Optimierungen

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Auf der linken Seite ist im grau hinterlegten Bereich die neue Fertigungsstraße inklusive Qualitätsprüfungsstation und Field Gateway abgebildet, das als zentrale Sammel- und Sendestation dient. Der Rest der Infografik stellt Dienste dar, die in der Microsoft Azure Cloud ablaufen.

Azure Stream Analytics, Machine Learning & Data LakeWährend die Werkstücke durch die Arbeitsschritte in der Fertigungsstraße laufen, werden die genutzten Eingangsparameter an das Field Gateway transferiert. Diese Daten und die Prüfberichte werden über eine verschlüsselte Verbindung und spezialisierte IoT-Protokolle in die Azure Cloud gesendet.

Die Konsolidierung der unterschiedlichen Datenströme erfolgt auf Azure mit Hilfe der Komponente Azure Stream Analytics, die eine Echtzeitanalyse auf der Basis einer benutzerfreundlichen SQL-Syntax ermöglicht. Von hier aus werden die Daten direkt an verschiedene Dienste weitergeleitet:

An Azure Machine Learning für die Nutzung von Data-Science-Modellen zur Berechnung von Optimierungen, an Power BI für die Überwachung der aktuellen Produktion und an den Azure Data Lake für Analysen auf historischen Daten.

Ergänzt wird die Lösung durch Funktionen, mit denen bestimmte Ergebnisse über Azure Functions und den IoT Hub an die On-Premise Devices bei beyerdynamic zurückgeschrieben werden.

Platform as a Service – ideal für den MittelstandAlle für das Szenario in Microsoft Azure vorgesehenen Komponenten entsprechen dem Platform as a Service-Gedanken (PaaS). Das bedeutet: Der Cloud Provider ist für den Betrieb und die Verfügbarkeit der Infrastruktur verantwortlich und garantiert bestimmte Service Levels (SLAs).

Dadurch sind keine großen Investitionen in eigene Rechenzentren erforderlich, die Betriebskosten bleiben kalkulierbar und kontrollierbar. Auch der Bedarf an eigenem Know-how für die neuen Technologien bei beyerdynamic ist überschaubar. Die Cloud-Lösung bietet außerdem fast unendliche Ressourcen, durch die eine bedarfsgerechte Skalierbarkeit auch bei stark wachsenden Datenmengen langfristig sichergestellt ist.

In angrenzenden Projekten werden die Cognitive Services zur Spracherkennung eingesetzt, werden weitere Azure Data Services für die standortübergreifende Datensynchronisation verwendet sowie Komponenten von Power BI für Dashboards genutzt. Auch Microsoft Power Apps werden in der Qualitätskontrolle intensiv genutzt.

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Verwendete Technologien › Azure IoT SdK › Azure IoT Hub › Azure Stream Analytics › Azure Data Lake Store › Azure Data Lake Analytics › Azure Machine Learning › Azure Functions › Visual Studio › Power BI

FazitDas Team von inovex und die Microsoft Cloud versetzen uns als Unternehmen des Mittel-stands in die Lage, hochinnovative Leading-Edge-Technologie für die Optimierung unserer Geschäftsprozesse einzusetzen. Die Mitarbeiter von inovex sind nicht nur kompetent, son-dern auch sympathisch – einfach „nette Nerds“. — Peter Härtel, Head of Strategic Operations, beyerdynamic

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