OGEMA verbindet Technologiewelten

OGEMA – Sicheres Framework für Ihr System

OGEMA – das Framework für Industrie 4.0, Gebäude- und Energiemanagement

OGEMA ermöglicht die Realisierung von unterschiedlichen Kommunikationsstandards innerhalb gewerblicher, private und öffentliche Gebäude sowie industrielle Prozesse in einem System. OGEMA ist eine Edge Computing Plattform, die einen Teil der Intelligenz verlagert. So können Sie entscheiden welche Daten mit Hilfe von OGEMA-Apps übertragen werden. Es dient auch als Schnittstelle zu Anlagen oder zur Steuerungseinheit (SPS). Durch das eigene Sicherheitskonzept können individuelle Nutzungsrechte vergeben werden.

Modulare Baukastenstruktur von OGEMA

Modulare Baukastenstruktur von OGEMA

Nicht jeder Stecker passt weltweit in jede Steckdose – auch nicht in der zukünftigen Kommunikationswelt. Jeder Hersteller bietet seine Geräte mit eigenen Schnittstellen und Protokolle an. Im Vergleich zu Steckdosen bietet die Welt der Kommunikation eine noch viel größere Vielfalt an unterschiedlichen Kommunikationsschnittstellen. Diese unterscheiden sich in der physikalischen Anbindung, in den Protokollen und den zu übertragenden Kommunikationsobjekten. Heute benötigt der Anwender für jedes Nutzungsszenario noch seine eigenen Geräte und unterschiedlichen Apps sowie Softwaretools, die meist nicht kompatibel sind.

Das Fraunhofer IIS entwickelt als »Adapter« für diese Geräte und Komponenten eine flexibles und sicheres Framework an. OGEMA basiert auf Java/OSGi und bringt Systeme mit inkompatiblen Kommunikationsschnittstellen zusammen. Damit steht die Basis einer neuen Lösung der Informationsübertragung. Das Ziel dieser Vorgehensweise ist es, durch die Systemkopplung einen deutlichen Mehrwert für den Kunden zu schaffen. Dieser Vorteil kann z. B. durch die interoperable Verbindung verschiedener Smart Home Systeme im Smart Building sein. Bei Industrie 4.0 profitieren die Unternehmen beispielsweise durch die Anbindung einer Produktionsmaschine an die Cloud. Weiterhin ermöglicht das Adapterkonzept eine Nachrüstung oder Erweiterung des Systems ohne großen Aufwand oder Unterbrechung des Betriebs. Unser dynamisches Channel-Manager-Software-Interface ermöglicht eine Interaktion zwischen low-level Schnittstellen und high-level Gerätetreibern. Ein einheitliches Ressourcenkonzept bietet Zugriff und Steuerung der Anlagen.

OGEMA –- Die technischen Fakten

Das Fraunhofer IIS bietet mit OGEMA ein Software Framework an, dass beliebige Kommunikationsschnittstellen einbindet. Die Daten der angeschlossenen Geräte werden in OGEMA auf standardisierte Kommunikationsobjekte konvertiert und in der OGEMA eigenen internen Ressourcen-Datenbank abgelegt.

Diese ist als gerichteter Datengraph ausgelegt und gibt dem Nutzer die Möglichkeit, die hinter dem System stehende physikalische Welt in der Datenstruktur abzubilden. So kann eine Baumstruktur ein Gebäude in Stockwerke, Wohnungen und Zimmer abbilden oder die Struktur einer Produktionshalle. Die Daten werden in der Datenbank persistent gehalten, so dass nach einem Neustart des Systems sie wieder zur Verfügung stehen. Für angeschlossene Geräte, die zyklisch Daten senden, können historische Daten in Form von Zeitreihen abgespeichert werden.

Das OGEMA-App-Konzept

Auf dem OGEMA Framework werden individuell erstellte Applikationen in Form von Apps installiert. Diese Installation kann wahlweise mit Hilfe eines lokalen Servers, einem App-Store oder bei Wunsch remote mit Hilfe eines Administrators erfolgen. Apps greifen auf den Datenbestand der Ressource-Datenbank und damit auf die gespeicherten Kommunikationsobjekte zu. Weiterhin besteht die Möglichkeit, nach bestimmten Strukturen in der Datenbank zu suchen und sich für bestimmte Events zu registrieren. In diesem Fall erfolgt eine Benachrichtigung der App, wenn sich bestimmte Datenobjekte auf den angeschlossenen Kommunikationsschnittstellen geändert haben, und es kann gezielt darauf reagiert werden.

Sicherheitskonzept mit unterschiedlichen Nutzungsrechten

Datensicherheit Security Sicherheit
© Foto Maksim Kabakou – Fotolia.com

Bereits bei der Systemkonzeption von OGEMA spielte Sicherheit eine wichtige Rolle. Je nach geforderter Sicherheitsstufe ermöglicht das integrierte mehrstufige Sicherheitskonzept eine gezielte Absicherung des Systems. Im niedrigsten Level arbeitet das Framework als Einzelnutzersystem. Weitere Stufen decken Mehrnutzersysteme bis zum Aufbau von sicherheitskritischen Systemen ab. Es können verschiedene Rollen und Nutzer definiert werden. Jede App eines Nutzers kann feingranular Zugriffsrechte für bestimmte Ressourcen in der Datenbank erhalten. Da auch die Kommunikations-Adapter als Apps ausgelegt sind, können  individuelle Schutzrechte für jede Kommunikationsschnittstelle nur die für sie relevanten Datenobjekte für einen Zugriff freischalten. Alle Kommunikationsbeziehungen mit dem Internet oder einem lokalen WLAN sind nach Stand der Technik verschlüsselt. Spezielle Sicherungsmaßnahmen sorgen dafür, dass auch die Kommunikation von WEB-Apps auf Smartphones oder Tablets ausreichend abgesichert sind

Peter Heusinger spricht über OGEMA

Hinweis: Mit dem Starten des Videos werden Daten an youtube übertragen.

Alleinstellungsmerkmale von OGEMA

  • Leichte Erweiterbarkeit durch flexibles App-Konzept
    Laden der Apps von einem Server oder App-Store ohne Unterbrechung des Systembetriebs, Fernadministration möglich

  • Interoperabilität durch variable Ressourcen-Datenbank
    Persistenter Ressourcen-Graph bildet Systemstruktur nach und nutzt standardisierte Datenobjekte

  • Schnelle Erweiterung von weiteren Kommunikationsschnittstellen
    System kann durch spezielle Adapter-Apps während des Betriebs mit neuen Schnittstellen erweitert werden

  • Vielzahl von Schnittstellen bereits verfügbar
    Angebot deckt die Bereiche Energie Management, Smart Metering, Gebäude, Industrie 4.0 und Cloud-Anbindung ab

  • Mehrstufiges Sicherheitskonzept
    Unterstützt Einzelnutzer- und Mehrnutzerbetrieb, Verschlüsselung der Kommunikation ins Internet und Schutz des Zugriffs über Web-Apps

  • Hardwareunabhängigkeit
    OGEMA und dafür erstellte Apps sind ohne Änderungen auf unterschiedlichen Prozessoren lauffähig

  • Auf kommerzieller industrieller Hardware lauffähig
    OGEMA unterstützt den Revolution PI der Firma Kunbus und OnRISC Alekto 2, weitere Implementierungen auf Anfrage

Anwendungsszenarien von OGEMA

Die Systemintegrationsmechanismen von OGEMA können in einer Vielzahl von Anwendungsszenarien eingesetzt werden.

OGEMA für Industrie 4.0

Übergreifende Kommunikation bei individueller Produktion mit OGEMA
© Foto zapp2photo - Fotolia.com

Übergreifende Kommunikation bei individueller Produktion mit OGEMA

Industrie 4.0 wird inzwischen an vielen Stellen eingesetzt und sorgt dafür, dass die Herstellung von Produkten und auch die Transportlogistik individueller, kostengünstiger und zeitlich schneller erfolgen können. Dabei spielt die individuelle Produktion bis zur Losgröße 1 eine große Rolle, aber auch die Cloud-Anbindung. Nach Ihren Anforderungen und Wünschen können wir in Verbindung mit der integrierten Software SPS individuelle Applikationen zur Maschinensteuerung entwickeln.

Weitere Informationen zu Industrie 4.0

OGEMA für Energiemanagement

OGEMA 2.0 Energiemanagement System
© Foto Fraunhofer IIS/Kurt Fuchs

Bequem, smart und mobil steuern mit OGEMA

Die Zertifizierung von energieintensiven Produktionsunternehmen nach ISO 50.001, der Rollout von Smart Metern, der flächendeckende Umbau der Energieerzeugung durch Nutzung regenerativer Energieträger verbunden mit der deutlich gestiegenen Belastung der elektrischen Verteilnetze definieren heute die Schwerpunkaufgaben eines flexiblen Energiemanagements.

Weitere Informationen zu Energiemanagement

OGEMA für Gebäudemanagement

Smart Building mit OGEMA 2.0

Energie mit OGEMA intelligent und flexible in Gebäuden steuern.

Verfolgt man aktuelle Entwicklungstrends, erkennt man, wie Gebäude heute verstärkt mit Intelligenz ausgerüstet werden, um ihren Betrieb zu optimieren, die Energieeffizienz zu steigern und die Substanzerhaltung zu verbessern. Im privaten Bereich entwickeln sich Gebäude und Wohnungen zu Smart Homes. Diese bietet Bewohnern eine Komfortsteigerung, mehr Sicherheit und die Möglichkeit Energie einzusparen ohne Komfort einzubüßen.

Weitere Informationen zu Gebäudemanagement

OGEMA 2.0 ist ein Open Source Framework

Der Quellcode des Frameworks und ein vorkonfiguriertes Demo-Kit stehen über den Hosting-Dienst Github unter github.com/ogema zur Verfügung.

Gerne passen wir für Sie OGEMA nach Ihren Wünschen und Anforderungen an. Für die kommerzielle Nutzung können OGEMA-Lizenzen erworben werden.

Als unabhängiges Forschungsinstitut unterstützen wir Sie, die beste Lösung für Ihre Probleme zu finden. Mit vorhandenen Geräten, Komponenten und Technologien entwickeln wir neue, passgenaue Anwendungen. Mit Partnern aus der Industrie erforschen wir die optimale, anwendungsorientierte Lösung.

Historie von OGEMA

OGEMA entstand im Projekt »OGEMA 2.0«. Im Rahmen dieses Projekts arbeiteten die Fraunhofer-Institute für Integrierte Schaltungen IIS, für Solare Energiesysteme ISE und für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES gemeinsam mit Partnern aus der Industrie an einem offenen Energiemanagement-Gateway als Schnittstelle zwischen »Smart Building« und »Smart Grid«. Das Projektziel war ein offenes Kommunikationssystem zur optimalen Energienutzung verschiedenster Energieerzeuger, -speicher und –verbraucher. Dieses Ziel wurde realisiert und so konnten wir einen wertvollen Beitrag bei der Kommunikation zur Versorgungsstabilität der Netzbetreiber leisten.

Nach Projektende hat das Fraunhofer IIS durch Eigenentwicklungen OGEMA verstärkt für die Anwendungsszenarien Industrie 4.0 und Gebäude fit gemacht.

Gefördert durch

 

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

 

Weitere Informationen zum Projekt OGEMA

Kostenloser Download

Der Quellcode des Frameworks und ein vorkonfiguriertes Demo-Kit stehen ab sofort über den Hosting-Dienst Github zur Verfügung.