Bedienung und Diagnose von automatisierten Geräten mit Hilfe von Smartphones

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1 Universität Stuttgart Institut für Automatisierungs- und Softwaretechnik Prof. Dr.-Ing. Dr. h. c. P. Göhner Bedienung und Diagnose von automatisierten Geräten mit Hilfe von Smartphones Vereinigung der Freunde der Universität Stuttgart e.v. am Peter Göhner IAS, Universität Stuttgart 1

2 Gliederung Das IAS Smartphone-basierte Bedienung und Diagnose Wunderland der Automatisierungstechnik IAS, Universität Stuttgart 2

3 Das IAS Geschichte des Instituts 2013 heute Institut für Automatisierungstechnik und Softwaresysteme Professor M. Weyrich 1995 heute Institut für Automatisierungsund Softwaretechnik Professor P. Göhner Institut für Regelungstechnik und Prozessautomatisierung Professor R. Lauber Institut für Elektrische Anlagen Professor A. Leonhard IAS, Universität Stuttgart 3

4 Das IAS Highlights 1997: Zertifizierung nach DIN EN ISO 9001 im Bereich Lehre und Forschung 2000: Mediendidaktischer Hochschulpreis (MediDa-Prix) für das Vorgehensmodell bei studentischen Arbeiten 2011: Preisträger beim Wettbewerb 365 Orte im Land der Ideen mit dem automatisierten Arzneischrank 2011: Health Media Award IAS, Universität Stuttgart 4

5 Das IAS Institutsmotto Leben, was wir lehren Lehren, was wir forschen Forschen, was man braucht IAS, Universität Stuttgart 5

6 Das IAS Highlights der Lehre Beteiligung an 14 Studiengängen Aufzeichnungen aller Lehrveranstaltungen des IAS mit Lecturnity Live-Stream aller Lehrveranstaltungen im Internet MOFIAS: Mobiles Online-Feedbacksystem am IAS Unterstützung von Präsenzlehre Onlinelehre Planspiele im Web und als mobile App Web-Forum für Prüfungsaufgaben IAS-Vorgehensmodell für studentische Arbeiten Video: MOFIAS IAS, Universität Stuttgart 6

7 Das IAS Forschungsgebiete am IAS Agentenorientierte Konzepte in der Automatisierungstechnik Verlässlichkeit von automatisierten Systemen Lernfähigkeit von automatisierten Systemen Benutzerorientierte Automatisierung Interaktion von automatisierten Geräten und Systemen mit mobilen Endgeräten (z. B. Smartphones und Tablets) IAS, Universität Stuttgart 7

8 Gliederung Das IAS Smartphone-basierte Bedienung und Diagnose Wunderland der Automatisierungstechnik IAS, Universität Stuttgart 8

9 Motivation hohe Komplexität Ablauf: Servicetechniker kontaktieren Termin vereinbaren Ersatzteile müssen bestellt werden Neuen Termin mit Servicetechniker vereinbaren Reparatur durchführen lassen hoher Aufwand Technikermangel Terminprobleme hohe Kosten lange Ausfallzeit Ziel: eine anwendergerechte, kostengünstige, mobile Diagnose für Automatisierungssysteme IAS, Universität Stuttgart 9

10 Smartphones in der Automatisierungstechnik Umfangreiche Hardware-Ausstattung moderner Smartphone-Geräte Funkmodule für GSM, UMTS, LTE, etc. A-GPS-Empfänger Magnetfeldsensor Beschleunigungssensor Gyrosensor Kameras Infrarotsensor, Lichtsensor Funkmodule für WLAN, Bluetooth, etc. Hochauflösendes Multi-Touch-Display Leistungsfähiger Mehrkern-Prozessor Lautsprecher, Mikrofon IAS, Universität Stuttgart 10

11 Mobile Bedienung und Diagnose automatisierter Systeme Der Systemaufbau Automatisiertes System Smartphone Betriebssystem Wissensbasis Technischer Prozess Steuerung Bedien- und Diagnose-App Bedien- und Diagnosedaten Benutzungsschnittstelle Benutzungsschnittstelle (im Netzwerk / Internet) Anwender Anwender IAS, Universität Stuttgart 11

12 Mobile Bedienung und Diagnose automatisierter Systeme Geräteidentifikation Digitales Typenschild Waschmaschine X01 Modellnummer: 2839WM Seriennummer: Baujahr: 2008 NFC-Tag QR-Code IAS, Universität Stuttgart 12

13 Mobile Bedienung und Diagnose automatisierter Systeme Smartphone-basierte Diagnose (1) Ablauf der Fehlerdiagnose Aufbau der Funkverbindung Auslesen der Gerätedaten und der Fehlerspeichereinträge Laden des notwendigen Diagnose-Wissens Auswahl eines Diagnoseprogramms Durchführung der Diagnose Lokalisierung des Fehlers Präsentation verschiedener Möglichkeiten zur Fehlerbehebung IAS, Universität Stuttgart 13

14 Mobile Bedienung und Diagnose automatisierter Systeme Smartphone-basierte Diagnose (2) Ablauf der Fehlerbehebung Auswahl an weiterführenden Fehlerbehebungsschritten je nach Fehlerklasse: Versuch zur selbstständigen Fehlerbehebung durch die Diagnosesoftware Interaktive Unterstützung des Anwenders bei der Behebung des Fehlers Möglichkeit zur direkten Bestellung eines Ersatzteils beim Hersteller Detaillierte Meldung an einen Service- Techniker inkl. Fehlerbeschreibung Aussage über Unwirtschaftlichkeit einer Reparatur IAS, Universität Stuttgart 14

15 Mobile Bedienung und Diagnose automatisierter Systeme Smartphone-basierte Diagnose (3) Demonstration Video IAS, Universität Stuttgart 15

16 Mobile Bedienung und Diagnose automatisierter Systeme Smartphone-basierte Bedienung Komfortable Bedienung Multimodale Benutzungsschnittstellen Übersichtliche Darstellung auf dem Farbbildschirm Integrierte Bedienungsanleitungen Sprachbedienung Flexible Bedienung Anpassbare Benutzungsschnittstellen Personalisierung IAS, Universität Stuttgart 16

17 Mobile Bedienung und Diagnose automatisierter Systeme Konzept zur Erstellung von Bedien- und Diagnose-Apps Zahlreiche Smartphone-Plattformen existieren App-Entwicklung mit relativ hohem Aufwand verbunden Gerätedaten Bedien- und Diagnose- Framework Plattform- Framework ios-app Android-App Bediendaten Code generiert Windows-App Diagnosedaten Titanium Sensa Touch fertige Lösungen existieren Konzeption eines Bedien- und Diagnose-Frameworks IAS, Universität Stuttgart 17

18 Einsatz von Smartphones in der Automatisierungstechnik Weitere realisierte Anwendungsbeispiele Akustikaufnahmen: Drehzahlbestimmung von Pumpen über eine Audio-Aufnahme mit anschließender Fast-Fourier-Transformation (FFT) Bilderkennung: Kennzeichnung von Systemkomponenten durch Augmented Reality Vibrationsmessung: Messung von niederfrequenten Schwingungen <100Hz Sturzerkennung: Notfallsystem für ältere Menschen zur automatischen Auslösung von Notrufen IAS, Universität Stuttgart 18

19 Zusammenfassung und Ausblick Schnelle Fehlerdiagnose Eigenständige Behebung von Fehlern Reduktion der Servicetechniker- Besuche geringerer Aufwand niedrigere Kosten kürzere Ausfallzeit Insgesamt: Reduktion der Gerätekosten durch Einsparung des klassischen Bedienfelds IAS, Universität Stuttgart 19

20 Gliederung Das IAS Smartphone-basierte Bedienung und Diagnose Wunderland der Automatisierungstechnik IAS, Universität Stuttgart 20

21 Jugend für Technik begeistern Wunderland der Automatisierungstechnik Automatisierter Tipp-Kick-Torwart Agenten-Puzzle Waschmaschine mit Diagnose-App Automatisierter Fußballschuh David Automatisierter Kaffeeautomat Automatisierter Truck Automatisierte Fußbälle Automatisiertes Gokart Automatisiertes Verkerzeichen Automatisierter Torhüter GOALIAS Automatisierter Tischkicker Automatisiertes Hovercraft Automatisierter Rollator ROLLIAS Automatisiertes Kugellabyrinth Automatisierter Arzneischrank Automatisierter Autoschutz Automatisierte Pyrotechnik-Show Automatisiertes Hochregallager Automatisierter Klavierlehrer IAS, Universität Stuttgart 21

22 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. Wir wünschen Ihnen viel Spaß im Wunderland der Automatisierungstechnik! IAS, Universität Stuttgart 22