Programmierbare Sensoren bieten sich vor allem dort an, wo die Konfigura­tion von Sensoren über Parameter für spezifische Aufgabenstellungen und Randbedingungen an ihre Grenzen stößt. Oftmals sind bestimmte Funktionen und Leis­tungsmerkmale, die in konkreten Applikationen gefordert sind, so spezifisch, dass die Umsetzung der letzten, wenigen Prozent an Sensorfunktionalität nur mit viel Aufwand und der Unterstützung von Experten – seien es eigene Entwickler oder externe Integrationspartner – möglich ist. Um dieser Herausforderung zu begegnen, hat Sick das Eco-System ‚AppSpace‘ entwickelt. In erster Linie eröffnet es Freiräume für die Entwicklung individueller Applikationen und Bedienoberflächen auf der Basis programmierbarer Sensoren aus einem breiten Spektrum von Sensortechnologien. 

Dieses reicht von der industriellen Bildverarbeitung über optoelektronische Sensoren und RFID-Systeme bis zu Integrationslösungen, in denen mehrere Technologien gleichzeitig genutzt werden. Logische Konsequenz aus dieser Öffnung bestimmter Sensoren für Dritte ist der ‚AppPool‘: Als sicherer Cloud-Service stellt er Sensor-Apps von Sick und Integrationspartnern über eine Plattform zur Verfügung.

In der Community entwickeln

‚AppSpace‘ umfasst drei Bereiche: programmierbare Sensoren und Geräte als Hardware, Softwaretools zur Applikationsentwicklung sowie für Installation und Verwaltung von Apps im Feld und die Community des ‚AppSpace Developers Club‘.

© Sick

Eigene Ideen integrieren sowie kundenspezifische Anforderungen maßgeschneidert als Sensor-Apps umsetzen – das ist der Ansatz von ‚AppSpace‘. Das Eco-System umfasst drei Bereiche: programmierbare Sensoren und Geräte als Hardware, die Softwaretools ‚AppStudio‘ zur Applika­tionsentwicklung und ‚AppManager‘ für die Installation und Verwaltung von Apps im Feld sowie die Community des ‚AppSpace Developers Club‘. Seine Mitglieder – zumeist Entwickler mit Expertenwissen beispielsweise aus der Automobilindustrie, der Logistik und Intralogistik, der Verpackungstechnik und der Robotik – tauschen sich sowohl im Netz als auch auf jährlichen Entwicklerkonferenzen aus und definieren aktiv die weiteren Entwicklungsschritte des Eco-Systems. Alle drei Bereiche greifen ineinander. 

Freier Zugang zu Sensor-Apps

Ein programmierbarer Vision-Sensor ‚InspectorP‘ – montiert an einem Roboter und mit einer speziellen Sensor-App zur Bildverarbeitung – dient zur Robotersichtführung beim Testen von Bedien-Armaturen für Haushaltsgeräte.

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Indem Sick Geräte öffnet und programmierbar macht, erhalten Integratoren und OEMs im Developers Club den Freiraum, eigene Applikationen und Ideen zu entwickeln und als Sensor-Apps passgenau auf den programmierbaren Sensoren des Unternehmens umzusetzen. Der Philosophie der Community aus Integratoren, OEMs und Programmierern entsprechend sollen neue Apps allen Beteiligten frei zugänglich sein. Die Aufgabe der hierfür erforderlichen Plattform übernimmt der ‚AppPool‘. So wird den Mitgliedern des Developers Club die Möglichkeit geboten, ihre eigenen Sensor-Apps zu publizieren und dadurch zum Beispiel bekannt zu machen oder Feedback einzuholen. Auf diese Weise tragen sie neue Lösungsmöglichkeiten in die Breite. 

Gleichzeitig erhalten die Mitglieder Zugang zu Inhalten wie DemoApps, SampleApps und AppTemplates, die sie als Grundlage für weitere Apps für programmierbare Sensoren nutzen können. Für höchstmögliche Akzeptanz unter den Anwendern sorgt dabei die Usability der Plattform mit klaren Benutzerschnittstellen, intuitiver Bedienung, eindeutiger Struktur und Terminologie sowie der nahtlosen Integration in die vorhandenen Tools ‚AppStudio‘ und ‚AppManager‘. Darüber hinaus sorgen integrierte Überprüfungsmechanismen, ein lückenloses Dokumentationswesen sowie das automatische Versions- und Präsentationsmanagement für höchstmögliche Qualität innerhalb des AppPool. 

Datensicherheit gewährleistet

Wie bei allen webbasierten Aktivitäten stellt sich auch hier die Frage der Daten­sicherheit. Die interaktive Nutzung des Cloud-Services sowie die Synchronisation mit den Tools des Eco-Systems erfolgt auf der Basis höchster Sicherheitsstandards. Beispielsweise unterliegen Inhalte, die als geistiges Eigentum zu schützen sind, einer End-to-End-Verschlüsselung auf den PCs der Benutzer. Alle IP-relevanten Inhalte von Dateien wie zum Beispiel Quellcodes werden ebenfalls verschlüsselt übertragen. Der Key Management Server, auf dem die End-to-End-Datenverschlüsselung sowie die Verwaltung der dreistufigen Zugriffsrechte für Nutzer, Organisationen und die Öffentlichkeit laufen, wird ausschließlich von Sick überwacht.

Auch innerhalb der programmierbaren Sensoren wird auf Datensicherheit geachtet. Wird eine fertige Sensor-App auf ein Endgerät geladen, läuft diese in einer sogenannten Sandbox – einem virtuellen, isolierten Bereich. Dadurch kann sie softwareseitig auf dem Sensor keinen Schaden anrichten. Gleichzeitig verhindern kryptografische Schutzmechanismen das Auslesen von Quellcodes oder das unberechtigte Kopieren und Vervielfältigen der Sensor-App. Das Betriebssystem, die Bibliotheken und grundlegende Funktionen sind in einem besonderen Sicherheitsbereich innerhalb der ohnehin abgeschirmten AppEngine implementiert. Und nicht zuletzt stellt AppSpace ein Rechte-Konzept bereit, in dem der Programmierer selbst entscheiden kann, wer seine Sensor-App verwenden kann und wer daran Änderungen vornehmen darf. 

Praxistauglich

Bei der millimetergenauen Vermessung großflächiger Holzplatten kommen mehrere ‚InspectorP‘-Hochleistungskameras im Verbund mit einer Sensor Integration Machine SIM4000 zum Einsatz.

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Ein Beispiel für eine realisierte Applikation ist der programmierbare Vision-Sensor ‚InspectorP‘, der – an einem Roboter montiert und mit einer speziellen Sensor-App zur Bildverarbeitung ausgestattet – zur Robotersichtführung beim Testen von Bedien-Armaturen für Haushaltsgeräte eingesetzt wird. In einer anderen Applikation – der millimetergenauen Vermessung großflächiger Holzplatten – kommen mehrere dieser Hochleistungskameras im Verbund mit einer ‚Sensor Integration Machine SIM4000‘ zum Einsatz. Diese Systemlösung liefert Messwerte zur Berechnung der Plattendimension und zur Regulierung der Säge. Damit steigt die Qualität der produzierten Platten, die Ausschussmenge nimmt ab und die Produktivität steigt. 

Nach den bisherigen Erfahrungen und dem positiven Feedback zahlreicher ­Kunden wird das Konzept von AppSpace und AppPool weiterentwickelt. Das Portfolio programmierbarer Sensoren wird ausgebaut, um das Eco-System auch für Anwender mit anderen Aufgabenstellungen und in anderen Industrien nutzbar zu machen.

Autor:
Dr. Timo Mennle ist Strategischer Produktmanager AppSpace, Global Business Center Industrial Integration Space bei Sick in Reute.