IoT Use Case – Digitalisierung muss nicht teuer sein.

von | 03.09.2020

Ermittlung von Füllständen/-mengen über das Gewicht mittels Microsoft Azure und Power Bi

Häufig schrecken Unternehmen bei der Umsetzung von Digitalisierungsprojekten aufgrund hoher Investitionskosten zurück. Doch dies muss bei sorgfältig geplanten Projekten nicht sein. Digitalisierung bezieht sich nicht zwangsweise auf alle Unternehmensprozesse und dies zur gleichen Zeit. Durch gezielte Analyse der Geschäftsprozesse lassen sich von der Verwaltung bis zur Produktion Kostentreiber, Bottlenecks und weiter Potentiale erkennen. An diesen Punkten kann anschließend gezielt gearbeitet werden. 

Im produktionsnahen Bereich lassen sich Digitalisierungslösungen, je nach Anforderung, kosteneffizient umsetzen. Der Fokus in vorliegendem Beitrag liegt auf dem Ermitteln von Behälterfüllständen (Flüssigkeiten und Schüttgütern) oder Füllmengen (Verpackungen), dem Senden der Daten in die Cloud sowie die Visualisierung und Speicherung. Anhand dieser Daten können nachfolgend weitere Maßnahmen wie Alarme, Bestellungen, Inventurmeldungen, etc. abgeleitet werden.

Aufgabenstellung und Design ?

Ziel des vorliegenden Use Case ist es, den Füllstand eines beliebigen Behälters mittels einer Waage zu ermitteln, die Daten via eines Gateways in die Microsoft Azure Cloud zu transferieren und anschließend nutzbar zu machen. Hier simulieren sechs Wasserflachen den Inhalt einer Kiste Wasser. Wird ein Meldebestand von zwei Flaschen Wasser unterschritten, soll automatisch eine E-Mail den Bestellprozess von fünf Flaschen Wasser anstoßen. Folgend ist der schematische Versuchsaufbau zu sehen..
Zum Einsatz kommt eine handelsübliche Plattformwaage, welche über eine serielle Schnittstelle mit einem Raspberry Pi kommuniziert. Der Raspberry Pi wird zum einen als Gateway und zum anderen zum Decodieren der Messwerte verwendet. Hierzu erfolgt die Kommunikation mit der Azure Cloud über den Azure IoT Hub, welcher eine sichere bidirektionale Kommunikation ermöglicht. Anschließend werden die Daten dem Stream Analytics Dienst zur Verfügung gestellt. Hier werden die Sensorwerte weiter analysiert und lediglich die relevanten Daten wie Gewicht, Füllmenge in %, Message ID und der Zeitstempel an den Output weitergegeben. Als Output dient eine SQL Datenbank, in welcher die Messwerte gespeichert werden, sowie Microsoft Power Bi, wo die Daten in einem Real-Time Dashboard visualisiert werden, was nachfolgend zu sehen ist.

Nutzen und Potentiale

Vorliegender Use Case zeigt auf, dass in der Produktion auch mit geringem Budget ein Real-Time Monitoring des Gewichts von beliebigen Behältern möglich ist. Anhand dieser Daten können Maßnahmen abgeleitet und Aktionen veranlasst werden. Beispielsweise können bei Unterschreiten eines vordefinierten Schwellenwertes der Austausch des Behälters veranlasst werden, eine Nachbestellung ausgelöst oder das Wartungsteam benachrichtigt werden. 

Microsoft Azure und Power Bi bieten noch deutlich mehr Funktionalitäten als Real-Time Dashboards und die Daten in eine Datenbank zu schreiben. Weitere Informationen erwarten Sie in zukünftigen Blogbeiträgen.

 

Bei Fragen können Sie mich gerne kontaktieren!

Linus Trips HUBSTER.S

Peter Schmäling

Peter Schmäling ist Business Consultant bei den HUBSTER.S