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Rugged Computer für die Industrie 4.0 – die Karbon-Serie

Von ·Kategorien: Industrielles IoT·Published On: August 14th, 2020·7.4 min read·

OnLogic hat die Rugged Computer der Karbon-Serie für die Industrie 4.0 von Grund auf entwickelt. Dazu ging das OnLogic-Team von Kundenanforderungen aus. Anschließend entwickelte das Team mit anspruchsvollen deutschen Ingenieurqualifikationen diesen hochleistungsfähigen Rugged Computer. Er besitzt viele flexible Optionen, die ihn ideal für die Industrie 4.0 machen. Das Entwicklerteam von OnLogic wurde von Michael Kleiner geleitet. Sowohl hat er einen Master-Abschluss als auch einen Doktortitel in Elektrotechnik von der Technischen Universität in München, Deutschland. Seine deutsche Ingenieurausbildung bringt er täglich in seinen Job ein. Seit seiner Kindheit träumte Michael Kleiner davon, seinen eigenen Computer zu bauen. Zusammen mit den Innovatoren von OnLogic konnte er seinen Traum Wirklichkeit werden lassen.

Wir haben Michael interviewt. Dabei haben wir einen Einblick in die Rugged Computer der Karbon-Serie erhalten. So ging es unter anderem darum, warum sie entwickelt wurde und wie sie sich perfekt für die Industrie 4.0 eignet. Insbesondere für den Einsatz im Fahrzeug ist sie herrvoragend geeignet. Außerdem geht es darum, wie Michaels deutscher Hintergrund die Entwicklung des Karbon beeinflusst hat. Zuerst ein kleiner Bericht über Michael, in seinen eigenen Worten.

Wir stellen vor: Michael Kleiner

Mein Name ist Michael Kleiner und ich habe die Ehre, bei OnLogic die Entwicklung zu leiten. Schon als Junge haben mich Computer und Technologie fasziniert. Also habe ich Anfang der 80er Jahre, als die ersten Heimcomputer auf den Markt kamen, all meine Ersparnisse eingesetzt, um mir einen zu kaufen.

Er träumte von der Entwicklung seines eigenen Computers

Mein Traum war lange Zeit, selbst einen Computer zu bauen. Daher habe ich meine Computer auseinandergebaut, die einzelnen Komponenten studiert und Programmiersprachen wie zum Beispiel Assemblersprache gelernt. Ich wollte unbedingt verstehen, wie genau ein Computer funktioniert. Also habe ich später in München Elektrotechnik studiert. Währenddessen habe ich entschieden, mich auf die Mikroelektronik zu fokussieren. So kam ich im Rahmen eines Technologieprojekts bezüglich DRAMs in der zweiten Hälfte der 90er Jahre in die USA. Das war sehr herausfordernd und spannend. Zuerst habe ich damals im Schaltungsdesign gearbeitet. Anschließend habe ich Entwicklungsteams in den USA, Deutschland und China geleitet.

Ich bin nun seit 2015 bei OnLogic. Das Entwicklungsteam, das ich leite, ist dafür verantwortlich, unseren Kunden Spitzentechnologien im Industrie-Computer-Bereich zur Verfügung zu stellen. Das Team hat alle Fähigkeiten, Computer von Grund auf zu entwickeln.

Rugged Computer der nächsten Generation für die Industrie 4.0 – die Karbon-Serie

Michaels Kindheitstraum wurde wahr, als er das OnLogic-Entwicklungsteam leitete, um gemeinsam die Karbon-Serie zu entwickeln. In seinen eigenen Worten erzählt Michael über den Entwicklungsprozess für diese nächste Generation von Rugged Computern für die Industrie 4.0 und warum der Karbon entworfen wurde.

Kundenorientiertes Design

Wir haben die Anforderungen des Marktes aus der ganzheitlichen Perspektive betrachtet. Dabei arbeiten wir direkt mit Endkunden zusammen. So können wir ihre Herausforderungen in Bezug auf Hardware und Software verstehen. Bei der Karbon-Serie geht es um den richtigen Computer für die Endanwendung. Indem wir einen modularen Ansatz verwenden, können wir den Computer und die Schnittstellen an die genauen Anforderungen der Kunden anpassen. Gleichzeitig agieren wir flexibel, wenn sich diese ändern sollten. Dazu muss der Kunde die Basisplattform nicht wechseln.

Karbon sprengt die Grenzen der Rugged Computer

Um dies zu erreichen, mussten wir die Grenzen des Rugged Computing in vielerlei Hinsicht neu definieren. Zum Beispiel in Bezug auf die Rechenleistung, die in den kleinen Formfaktor integriert werden kann. Die Integration von Hochleistungs-Intel Core i CPUs oder gar 80-W-Xeon-Prozessoren erforderte ein sehr anspruchsvolles thermisches Design.

Karbon für die Flexibilität des Rugged Computing

Ein weiterer Aspekt, der für die Entwicklung der Karbon-Produkte von entscheidender Bedeutung war, ist die Flexibilität und Vielseitigkeit. Dabei sollten die Kosten des Basissystems nicht beeinträchtigt werden. Durch die Entwicklung unserer Modbay-Erweiterungsplattform und die Nutzung von PCIe-Erweiterungen können Anwender den Funktionsumfang für ihre spezifische Anwendung optimieren. Damit wir das System so flexibel wie möglich gestalten können, haben wir auch einen Mikrocontroller integriert. Der Kunde kann sie für viele hilfreiche Funktionen einsetzen. Dadurch können Funktionen im K300 und K700 kombiniert werden. Somit kann andere Hardware beseitigt werden.

OnLogic Standards erhalten

Es war uns natürlich auch wichtig, dass Karbon die Erwartungen unserer Kunden bezüglich der außerordentlichen Zuverlässigkeit sowie der hohen Leistungsfähigkeit bei extremen Umgebungsbedingungen erfüllt. Gleichzeitig sollte die Designästhetik von funktionaler Eleganz geprägt sein.

Ich denke, dass uns letztlich all diese Aspekte bei der Entwicklung gelungen sind. Die Kreativität unserer Ingenieure spiegelt sich deutlich im K300 und K700 wider.

Karbon und der deutsche Markt

Wir haben Michael gefragt, wie Deutschland beim Entwurf der Karbon-Serie im Blick behalten wurde und in welche deutschen Industriezweige Karbon seiner Ansicht nach perfekt passen würde.

Deutsche Firmen sind oft technologieführend und benötigen qualitativ hochwertige, äußerst zuverlässige Lösungen mit hoher Leistungsfähigkeit. Das ist genau der Punkt, an dem der K300 und K700 ins Spiel kommen. Es gibt eine Vielzahl möglicher Anwendungsgebiete, auf denen der K300 und K700 von Vorteil sind. Das beinhaltet Fabriken, Anwendungen mit künstlicher Intelligenz, Maschinenbauer, öffentliche Verkehrsmittel und Schienen, autonome Fahrzeuge und vieles mehr. Um ein paar Beispiele zu nennen: Einer unserer Kunden in Deutschland evaluiert den K700 für den Schienenverkehr. Des Weiteren verwendet ein Fahrzeughersteller unsere Produkte der Karbon-Serie zur Datenakquisition in Testfahrzeugen. Ein anderer Kunde setzt die Produkte zur Verarbeitung von Daten in seiner Flotte von Servicefahrzeugen ein. Unsere Geschäftsstelle in den Niederlanden verfügt über Fertigung, Vertrieb und technischen Support. Somit werden unsere deutschen Kunden aus unmittelbarer Nähe unterstützt.

Die Karbon-Serie: K300 und K700

Michael und sein Team erfüllten die Kundenanforderungen, indem sie die ersten beiden Angebote unserer Karbon-Serie – den K300 und K700 – entwickelten. Michael erklärt hier den Unterschied zwischen den beiden Einheiten.

Der K300 und der K700 Rugged Computer sind Geschwister

Die beiden sind wie Geschwister. Dabei ist der K300 der kleinere und der K700 der größere.

K300 – ein kompaktes Kraftwerk

Der K300 glänzt durch seine Kompaktheit und seine Flexibilität. Er verfügt über die effiziente Intel Apollo Lake-Verarbeitung. Sie wurde für das „Computing im Edge“ gebaut. Damit ist er ideal geeignet für viele Embedded-Anwendungen und bietet ein hohes Maß an Erweiterbarkeit und Flexibilität.

K700 – erweiterte High-Performance

Der K700 hingegen ist die Hochleistungsvariante und bietet noch mehr Erweiterungsfähigkeit, beispielsweise über die beiden kundenspezifischen ModBay-Steckplätze oder die PCIe-Erweiterung.

Die Gemeinsamkeiten des K300 und des K700

  • Beide bieten fortschrittliche Funktionen für Automobilanwendungen wie z. B. Zündungserkennung und die Erkennung niedriger Batteriespannungen.
  • Die beiden können Umgebungstemperaturen von -25 °C bis +70 °C bewältigen, der K700 sogar bis hinunter auf -40 °C.
  • Beide beinhalten Optionen für die Integration von 4G LTE oder Cat M1.
  • Die beiden bieten die Fähigkeit zur Einbindung von Movidius & Google Coral.
  • Sie können Stößen und Vibrationen von 50 G standhalten.

Rugged Computer für den Gebrauch im Fahrzeug in der Industrie 4.0

Die Industrie 4.0 hat den Bedarf für die Verwendung in Kraftfahrzeugen und diese Anwendungen waren die ersten Einsätze der Karbon-Serie. Wir fragten Michael, ob er erklären könne, warum sich die Karbon-Serie für den Einsatz im Fahrzeug auszeichnet.

Karbon Rugged Computer für den Einsatz in Fahrzeugen

Als Rugged Systeme sind die Computer der Karbon-Serie für den Einsatz im Fahrzeug konzipiert. Beispielsweise erfüllen sie die EN50155-Norm für rollendes Material sowie E-Mark. Dabei können sie den Schock- und Vibrationsanforderungen in diesen Anwendungen ebenso gerecht werden wie dem breiten Temperaturbereich, der in einem Fahrzeug auftreten kann. Dieser reicht von einer kalten Nacht im Winter in Norwegen bis zu einem heißen Tag in der Sonne in Spanien. Es ist die Verlässlichkeit im Extrembereich, die diese Systeme bieten. Und viele unserer Kunden haben K300- und K700-Systeme über ausgedehnte Zeiträume im Einsatz und in Gebrauch. Wir haben Kunden, die unseren K700 in Fahrzeugen einsetzen. Dort führt der Computer viele Überwachungsfunktionen über Kameras und Sensoren aus und die eingebaute Zündungssteuerung trägt dazu bei, Datenverluste zu verhindern und einen reibungslosen Leistungszyklus zu gewährleisten.

Keine Limits

Ebenfalls praktisch sein bei Fahrzeuganwendungen können andere Merkmale wie die CAN-Bus-Schnittstelle. Daneben bieten wir auch GPS-Erweiterungsoptionen an. Diese helfen bei der Fahrzeugortung und Geschwindigkeitsermittlung, die einige unserer Kunden nutzen. Außerdem haben wir Maßnahmen ergriffen, um den Strom im Standby-Modus bei zündungsgesteuerten Anwendungen auf ein so niedriges Niveau zu reduzieren, dass es mehr als ein Jahr dauern würde, bis eine typische Bleisäure-Autobatterie leer ist. Das heißt: Umweltfaktoren oder die Selbstentladung der Batterie können ein begrenzender Faktor für die Bestimmung der Batterielebensdauer im Standby-Modus sein. Hingegen trifft dies für das Karbon-System nicht zu.

Lernen Sie die Rugged Computer der Karbon-Serie kennen! Sie entsprechen den exakten deutschen Technikstandards, die von unserem Leiter für Entwicklung und Produktmanagement festgelegt wurden. Überzeugen Sie sich selbst davon!

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About the Author: Sarah Lavoie

Sarah Lavoie ist Content Creator bei OnLogic. Wenn sie nicht schreibt, erkundet sie oft die Landschaft von Vermont mit ihrer Kamera, um faszinierende Dinge zu fotografieren.
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