亚琛工业大学机床实验室IOTA工业PoC项目报告01

IOTA区块大康2018-06-24 22:27:21  阅读 -评论 0  阅读原文

德国亚琛工业大学机床实验室(Laboratorium fuer Werkzeugmaschine und Betriebslehre,简称WZL)是世界上最大的机械研究所,WZL于今年年初开始研究IOTA的工业用例。在这项任务中,RWTH(亚琛工业大学)将与欧洲最大的应用研究组织Fraunhoferr - Gesellschaft密切合作。此项目接受科学助理及学生的加入申请,资质要求为以研究IOTA和其分布式账本技术为方向的硕士,博士生。

这个PoC是关于什么的?

这一概念证明(PoC)的主题是Feintool AG公司生产的XFT 2500 speed型工业精冲机。精冲是一种用于大批量生产的金属切削过程,例如用于制造制动钳或皮带。因此,经过精冲处理的部件通常会执行与安全相关的任务,例如用在汽车上。下面的视频展示了这种精冲机(包括一个开卷机,一个矫直机,一个润滑装置和冲压机),并演示了冲压机在冲压过程中的加工运动。

亚琛工业大学WZL使用Feintool XFT 2500 speed进行精冲 视频: © WZL | Daniel Trauth

由于物理材料的波动性和工艺的不确定性,从统计上来说不可能生产出具有相同冶金和几何特性的部件。尽管所有零件都必须满足相同的要求,但由于它们各自的特性,并非所有零件都能够承受这些(冲压力的)负荷。但是,如果可以创建零件的数字双胞胎并公开这些个体信息,供应商就可以针对特定的零部件产品来调整其下游运营步骤,并提高终端客户对这些零件或产品的信心。

该PoC的目标是从机器控制中实时的提取精冲零件的生产数据,将其存储在缠结中,并可以通过Web前端进行检索。该POC仅限于选定的数据,如冲裁力、冲压行程或材料名称。

本文的重点以及结果前瞻

本文将数据采集作为第一步,也是最关键的一步。但是另外,一些真正的测试交易已经存储在IOTA官方的testnet中。下面的视频显示,首先将生成的每个零件的数据集进行排序,然后存储到tangle中。

首批500个IOTA测试交易。视频: © WZL | Daniel Trauth

PoC的架构

PoC的概念是任何机器(在这里是Feintool冲压机)都有一个受保护的MAM频道。然后生成的每个零件都会向MAM通道添加一条消息,消息中包含与它的制造有关的签名信息。此外,原始数据会存储在另外一个独立的数据库中。生产部件的接收方可以通过一个易于使用的web界面读取每个消息,并通过MAM频道检查数据的完整性。

PoC项目愿景。 图片:©WZL | Semjon Becker

数据采集

建立概念证明的一个重要先决条件是解决方案的互操作性。WZL使用Kistler的压电传感器来测量静态和动态过程力。力传感器Type Kistler 9021A (链接)用于压边机,Type Kistler 9041A (链接)用于冲孔,Type Kistler 9031A (链接)用于反冲。由力传感器测量的反作用力是评估过程和机器特性的最重要参数。

带有力传感器电缆的精密冲压工具。 图片:©grandcentrix

硬件

选择Kistler LabAmp实验室电荷放大器type 5167A(链接)作为PoC的数据采集设备。该放大器具有集成的网络接口,允许通过网络流获取传感器数据。这些数据可以用于与正常测试操作并行的不同应用。此外,所有具有模拟电压输出和集成电子压电(IEPE)模式的传感器都可以连接。该硬件在世界范围内广泛应用于汽车、工业过程控制和许多特殊应用领域,如卫星检测或高速列车防撞墙的建造。

Kistler LabAmp放置在控制面板下方,并在右侧屏幕上可视化。 图片:©WZL | Daniel Trauth

软件

所开发的软件可以通过易于互换的驱动程序轻松的适应其他制造商,并为解决实际问题提供了一个广泛的平台。使用了National Instruments公司的LabVIEW 2018作为图形编程语言,因为NI提供了丰富的生态系统。LabVIEW生态系统拥有成千上万的开发人员,并通过联网的仪器驱动网络提供了成千上万的设备驱动。LabVIEW还可以在Windows、Linux、Mac OS、现场可编程门阵列(FPGA)和实时设备上运行,并与其他建模语言(如Matlab或Python)兼容。这为使用IOTA来解决现实世界的问题提供了非常高的互操作性。

WZL x GCX x IOTA DAQ前端:使用LabVIEW 2018连接设备和传感器。 图片:©WZL | Sascha Kamps

信号处理

数据采集软件连接到设备并读取唯一的数据,每个设备只分配一次数据,例如各种零件的序列号。这些属性共同构成一个数字指纹。在第二步中,通过模拟触发器对传入的传感器数据进行分析和识别。下图显示了整个过程的完整复杂性。在很短的时间内(0.5 s)内,工具中有数种力起作用,所有这些力都承担了一个明确的任务。在寻址触发器的帮助下,只自动跟踪冲头力,并记录冲程。

精冲期间力的处理。 图片:©WZL | Daniel Trauth&Herman Voigts

然后,产生的信号与其他变量一起作为数据集传输到分析队列中,这就确保了数据采集在后台继续进行,即使分析所需的时间比单个冲程要长。在分析中,会提取诸如最大力的相应特征值。校验和由所有的数据和唯一指纹以及私有种子组成,以提供高度的保护来防止被操纵伪造。原始数据和特征值也被保存为.json文件。

WZL x GCX x IOTA DAQ前端:信号处理和最大力计算。 图片:©WZL | Sascha Kamps

首批交易

为了确保所有进程都存储在tangle中,散列将通过另一个队列传输到Python。精冲系统中每秒都会生成数据记录。然而,计算设备上的PoW要花费相当多的时间并使队列排得很满。在更换材料或工具时的生产中断期间,可以使用PyOTA处理队列并将其写入Tangle。

WZL x GCX x IOTA DAQ前端:排队数据包(左)和完成的首批交易(右)。 图片:©WZL | Sascha Kamps

Testnet

交易使用标签WZL9GCX9IOTA9POC9IIOT999999存储在Testnet中 。在大约500个工件之后,我们停止了上传数据包。点击此处查看随机选择的交易。

接下来

下一步是在后端进行一些工作,以实现更高的tps,同时也需要将PoW外包并使用web前端来验证数据完整性。

感谢名单

我想感谢所有参与并提供支持的人。特别是来自Grandcentrix GmbH的团队:Sascha Wolf(产品负责人),Christoph Herbert(流程经理)以及所有gcx的评论员和顾问;testnet节点运营者,iotaledger.net被密集的用于上述交易;来自WZL的团队:Julian Bauer(毕业生,服务创新者),Semjon Becker(学生助理,设计工程师和产品开发者),Dimitrios Begnis(学生助理,前端开发者),Henric Breuer(机器学习工程师,全栈开发者),Niklas Dahl(学生助理,前端开发者),Björn Fink(毕业生,供应链工程师),Muzaffer Hizel(毕业生,供应链工程师和商业模式创新者),Sascha Kamps(数据工程师,数据工程和系统中的数据采集工程),Maren Kranenberg(学生助理,认知科学家),Felix Mönckemeyer(学生助理,后端开发者),Philipp Niemietz(博士生,计算机科学家),David Outsandji(学生助理),Anton Shirobokov(博士生,机械工程师),Tobias Springer(学生助理,前端开发者),Joachim Stanke(博士生,全栈开发者),Timo Thun(学生助理,后端开发者)和Trutz Wrobel(学生助理,后端开发者)以及WZL的IT :ThorstenBröker和Dirk Hautermann。

联系我们

如果你有任何问题或想以任何方式加入/贡献,可以通过电子邮件、Twitter等方式联系Daniel或者浏览WZL网站。

英文链接:

https://medium.com/industrial-iota-lab-aachen-wzl-...

中文链接请点左下角"阅读原文"。

IOTA微信群管理员账号:IOTACHINAWeChat

声明:链世界登载此文仅出于分享区块链知识,并不意味着赞同其观点或证实其描述。文章内容仅供参考,不构成投资建议。投资者据此操作,风险自担。此文如侵犯到您的合法权益,请联系我们100@7234.cn

    参与讨论 (0 人参与讨论)

    相关推荐

    比特币有什么缺点?

    1.交易平台的脆弱性。比特币网络很健壮,但比特币交易平台很脆弱。交易平台通常是一个网站,而网站会遭到黑客攻击,或者遭到主管部门的关闭。2.交易确认时间长。比特币钱包初次安装时,会消耗大量时间下载历史交易数据块。而比特币交易时,为了确认数据准确性,会消耗一些时间,与p2p网络进行交互,得到全网确认后,交易才算完成。3.价格波动极大。由于大量炒家介入,导致比特币兑换现金的价格如过山车一般起伏。使得比

    业务中使用区块链的四种方式

    业务中使用区块链的四种方式

    暴走时评:区块链是一种支持像比特币这样的数字货币的公共分类帐本,并且正改变着我们的业务方式。一旦那些对匿名交易,甚至是秘密交易感兴趣的人接纳了这样一种鲜为人知的工具,加密货币就会日趋成为主流。 区块链是一种支持像比特币这样的数字货币的公共分类帐本,并且正改变着我们的业务方式。一旦那些对匿名交易,甚至是秘密交易感兴趣的人接纳了这样一种鲜为人知的工具,加密货币就会日趋成为主流。越来越多的个人和企

    区块链:法定数字货币技术路线的必然选择

    区块链:法定数字货币技术路线的必然选择

    在人类发展史上,货币的进化从未停止。从物物交换,到金属铸币,再到纸质货币,以及当前正在发展的数字货币正在向着越来越便捷的方向进化。 比特币的出世起初并未带来轰动,但是最近几年其价格惊人的爬高创造出了一个个造富神话,引起各国政府及监管机构的关注。虽然金融专家普遍认为它只是一种资产,而非货币,但是,其背后的区块链(Blockchain)技术引起了包括各大金融机构、政府、企业及学术界的浓厚兴趣,未

    用区块链记录证书,证明真伪,墨尔本大学迈出了第一步

    用区块链记录证书,证明真伪,墨尔本大学迈出了第一步

    墨尔本大学宣布发起区块链认证和审核计划,允许通过一种隐私、安全且持久的方式验证学生的证书。 墨尔本大学正在试验一个区块链记录维护项目,允许接收者(即学生)存储他们的证书,出于核验目的,第三方也能访问这个系统。Learning Machine是这个发布系统的开发者,他们采用的是麻省理工媒体实验室(MIT Media Lab)在2016年提交的Blockcerts开源代码。 墨尔本大学副校长格雷

    日本IT巨头富士通联合日本“三大行”开发区块链p2p资金转移系统

    日本IT巨头富士通(Fujitsu)与三家大型银行已经宣布计划试点一项基于区块链创建的点对点资金转移系统。 通过与日本三大行——瑞穗金融集团,三井住友金融集团和三菱UFJ金融集团——的合作,富士通将现场试验一种基于云的区块链平台,用于在个体之间发送资金,并开发一款智能手机APP来提高这个系统的可用性。 从理论上讲,这个平台将把三大行的客户法定货币账户与这个区块链系统相连接。客户然后将能够使用这

    动画科普:什么是比特币?

    动画科普:什么是比特币?

    比特币(Bitcoin,简写BTC)概念由中本聪(化名)提出,是一种点对点、去中心化的数字资产;2009年,中本聪打包了第一个区块,并获得50枚比特币的挖矿奖励,挖矿奖励每4年减半一次,按此计算,比特币预计2140年发行完毕,总量为2100万枚。 随着比特币的发展,比特币逐渐受到认可:德国为全球首个接受比特币支付的国家;微软、戴尔等知名企业也纷纷接受比特币支付。 举个栗子,你能直接用比特币买到

    3分钟理解什么是公有链、私有链、联盟链、许可链

    不同的区块链有着不同的内涵和功能,在区块链领域经常出现的公有链、私有链、联盟链、许可链,这些又都代表什么意思呢? 公有链 公有链是指全世界任何人都可以随时进入系统中读取数据、发送可确认交易、竞争记账的区块链。公有链通常被认为是完全去中心化的,因为没有任何人或机构可以控制或篡改其中数据的读写。公有链一般会通过代币机制鼓励参与者竞争记账,来确保数据的安全性。比特币、以太坊都是典型的公有链。 私

    区块链是比特币的底层技术,但似乎两者已走上不同的道路

    区块链是比特币的底层技术,但似乎两者已走上不同的道路

    比特币的出现带来了一项新的技术——区块链,不过区块链和比特币似乎已走上了两条不一样道路,作为技术的区块链被越来越多的人所看好,而性质偏向于投资的比特币似乎被更多人看衰。 成也萧何败也萧何 比特币火爆的原因是其拥有去中心化、全世界流通、专属所有权、低交易费用、无隐藏成本、跨平台挖掘的特性,这些特性促使比特币成为了很多人关注的焦点。之后众多庄家的入局让比特币一瞬间成为了热门投资产业,但这几大特

    麦妖榜
    更新日期 2019-06-25
    排名用户贡献值
    1BitettFan24028
    2等待的宿命23809
    3六叶树20309
    4区块大康18727
    5牛市来了17933
    6linjm122716329
    7天下无双16192
    8lizhen00215182
    9让时间淡忘14497
    10冷风大q11188
    返回顶部 ↑