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Fertigungsleitsysteme und Industrie 4.0

Produktionsmonitoring für dezentrale Systeme

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Herausforderungen ‚Big Data‘ und ‚Usability‘: Zum Etablieren leistungsfähiger, dezentraler Produktionssysteme im Sinne einer Industrie 4.0 müssen einerseits sehr große Datenmengen aus Anlangensteuerungen und Sensorik vernküpfz und analysiert werden. Entsprechend leistungsfähige Infrastrukturen sind daher eine zentrale Anforderung der Cyber-Physical Systems. Gleichzeitig muss auch die fehlerfreie und schnelle Interaktion zwischen Mensch und Maschine über leicht verständliche und flexibel einsetzbare ‚Human Machine Interfaces‘ (HMI) gewährleistet werden. Dabei wird mit dem Heranwachsen der nächsten Bedienergenerationen auch der Einsatz mobiler Geräte weiter in den Vordergrund rücken. Bild: MSR Technologies

Erfolgsentscheidend: Viele Daten in Echtzeit verarbeiten

Damit wird die Fähigkeit zur Echtzeit-Spiegelung des Fabrikzustands zu einem entscheidenen Faktor. Denn ein Spiegelbild muss sich genauso schnell bewegen wie das Original. Unternehmen benötigen daher für ein umfassendes Abbild der Produktion nicht allein intelligente Maschinen und Anlagen mit eingebetteten IT-Bausteinen. Die Produktion in der Industrie 4.0 benötigt eine Hochleistungstechnologie, die immense Datenmengen oder ‚Big Data‘ von Nutzern und intelligent kommunizierenden Teilen und Anlagen gleichermaßen webbasiert in virtuellen Räumen oder ‚Clouds‘ sammeln, analysieren und nutzergerecht in Echtzeit auf verschiedenen Geräten weltweit darstellen kann. Erst auf diese Weise können digitale Lösungen die Abläufe in der ‚Hard Factory‘ effizient steuern.

IT-Bausteine für die Smart Factory

Der Software-Anbieter Forcam leitet aus der technologischen Enwicklung hin zur Industrie 4.0 die folgenden Anforderungen an die Stuerungs- und Auswertungsfunktionen von IT-Landschaften in produzierenden Betrieben ab:

  • ‚Intelligente‘ Kommunikation mit heterogen Maschinensteuerungen: Maschinen und Anlagen unterschiedlicher Hersteller lassen sich mit Sensoren und Adaptern an ein webbasiertes Shop Floor Management-System anschließen, welches dezentrale Strukturen mit virtuellen Servern verbindet und weltweit verfügbare Daten und Dienste analysiert, auswertet und speichert. Wichtig dafür ist auch, dass eine sprachen-unabhängige Lösung – etwa über Unicode – sowie eine Zeitzonenunterstützung gewährleistet sind.
  • Vernetzung: Zum Einsatz kommen alle digitalen Kommunikationstechnologien. Das betrifft drahtlose Netzwerke genauso wie drahtgebundene Systeme sowie den lokalen und globalen IT-Einsatz.
  • Schnittstellen: Für eine durchgehende Systemwelt müssen alle benötigten Schnittstellen – von der Maschine-zu-Maschine-Kommunikation (M2M) bis zur Mensch-Maschine-Bedienoberfläche (HMI) definiert werden. Die Einsatzfelder im HMI-Bereich reichen dabei von stationären oder mobilen Computern mit Touchscreen, Sprach- oder Gestensteuerung für den Werker über den Leitstand des Fabrikchefs bis zu Apps für das Smartphone des Geschäftsführers oder Instandhalters gleichermaßen. Anschließend kann die Kommunikation über eine zentrale Schnittstelle in der Cloud ablaufen. Dabei gewinnen optimierte Ergonomie und das nutzerfreundliche Design der Bedienoberflächen an Bedeutung.
  • Big-Data in Echtzeit: Echtzeitverarbeitung oder ‚Memory Based Computing‘ bedeutet im Umfeld der Industrie 4.0: Alle Anwender und Objekte aus der Produktion kommunizieren in höchster Verarbeitungsgeschwindigkeit. Das verhindert einen ‚Flaschenhals‘ bei der gleichzeitigen Verarbeitung und Verknüpfung riesiger Datenmengen. Der Software-Anbieter setzt dazu eine Lösung aus der Finanzwelt ein – die hauptspeicherbasierte Datenverarbeitungstechnologie ‚Complex Event Processing‘ (CEP).
  • Cloud-Fähigkeit: In der Smart Factory kommunizieren Anwender und Anlagen über das Internet. Daten und Anwendungen werden dazu auf virtuellen Servern oder Clouds gehostet – eine fundamentale Voraussetzung für viele Technologien der Industrie 4.0. Die serverbasierte Technologie der Lösungen des Unternehmens lässt sich über eine Java-Enterprise-Architektur (J2EE) auch als Cloud-Anwendung einsetzen. In Bezug auf Sicherheit ist damit zu rechnen, dass Cloud-Dienstleister künftig verstärkt private oder personalisierte Systemlandschaften anbieten.


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