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Fertigungstechnologie

Infrastruktur muss stark sein

Selbstkonfigurierende Maschinen, intelligente Produkte, automatische Fertigungsumstellung – die Prozess-Elemente einer Industrie 4.0 klingen nach Science-Fiction. Bis zur Umsetzung werden noch Jahre vergehen, dennoch müssen Unternehmen in die Fertigung der Zukunft investieren. Denn eines haben sie alle gemeinsam: Sie brauchen Daten. Daher ist eine zuverlässige und hochverfügbare IT-Infrastruktur, die die großen Datenmengen sicher verarbeitet, besonders wichtig.



Bild: Rittal Gmbh & Co. KG

Seit Industrie 4.0 zum Leitthema der Hannover Messe Industrie erklärt wurde, ist die vierte industrielle Revolution allgegenwärtig. Laut einer Prognose der Experton Group werden deutsche Unternehmen bis zum Jahr 2020 rund 10,9 Milliarden Euro in ITK-Lösungen investieren. Es gibt jedoch auch Stimmen, die entweder den Erfolg der Konzepte von Industrie 4.0 kritisch betrachten oder dafür zumindest einen deutlich größeren Zeithorizont sehen. Unternehmen tun jedoch gut daran, sich mit dem Konzept auseinanderzusetzen. Industrie 4.0 mag – noch – ein Begriff sein, der nicht eindeutig definiert ist. Unbestritten ist er aber ein Synonym für Kostensenkung in Produktionsprozessen. Die grundlegenden Inhalte drehen sich um Flexibilisierung, Beschleunigung und Transparenz. Es geht darum, die traditionell starren, auf eine einzige Funktion ausgerichteten Fertigungssysteme mit Hilfe von digitaler Kommunikation flexibler zu gestalten. Gleiches gilt unter anderem für Arbeitsprozesse, Personalressourcenplanung, Teilemanagement und Logistik.

Eine IP-Adresse pro Gerät

Stark vereinfacht könnte man sagen, dass Industrie 4.0 eine IP-Adresse für jedes noch so kleine Element in der Fertigungsstraße nach sich zieht. Die Informationstechnik macht nicht mehr bei der CNC-Steuerung halt, sondern integriert sie und unzählige weitere Elemente in die Firmen-IT. So sollen hochflexible Produktionsprozesse entstehen, die in Echtzeit überprüft und gesteuert werden können. Industrie 4.0 wird manche Branche schneller und intensiver durchdringen als andere. Die deutschen Early Adopters sind insbesondere unter den Automobilzulieferern mit einer Unternehmensgröße plus 500 Mitarbeiter zu finden. Auch wenn die intelligente Fabrik im Moment noch vage definiert ist, tun Unternehmen gut daran, die Basis für eine stärkere Vernetzung auf der Produktionsebene zu schaffen. Eine Basis, die sowohl skalierbar und damit flexibel ist, als auch die notwendige Verfügbarkeit garantieren kann. Je stärker in der Produktion Funktionen genutzt werden, die auf Vernetzung beruhen, desto wichtiger wird es sein, das Netz zuverlässig und in jeder Anspruchssituation bereitzustellen sowie den bestmöglichen physischen Schutz zu gewährleisten.

Solide Basis erforderlich

Zur Infrastruktur gehören aktive Komponenten wie Switches, aber auch das komplette Portfolio an weiteren Netzwerkbestandteilen: Gehäuse- und Schranksysteme sowie die notwendigen Kühl- und Klimaanlagen und deren Überwachung. Zuverlässige und zukunftsweisende Konzepte müssen eine solide Basis haben. Die IT-Umgebung wird sich ausweiten: Intelligente Geräte stecken dann in jedem Maschinen- und Hallenverteiler. Die Daten und Verbindungen dieser Systeme müssen etwa in heißen und staubigen Produktionsumgebungen genauso geschützt werden wie die Informationen im Rechenzentrum. Es ist daher entscheidend, schon die Kleingehäuse bei den Produktionsanlagen mit in das Schutzkonzept aufzunehmen. Sie müssen zuverlässig gegen EMV-Einstrahlung abgeschirmt sein. Zudem müssen sämtliche Gehäuse Vibrationen zuverlässig widerstehen können und natürlich Staub, Schmutz und Flüssigkeiten abhalten, wie es etwa der Server- und Netzwerkschrank TS IT von Rittal mit der Schutzart IP 55 bietet. Die Stromverteilung ist ebenfalls ein relevantes Thema.

Sichere Gehäusetechnik

Gehäuse für Netzwerkkomponenten in der Maschinenhalle haben das gleiche Anforderungsprofil. Wichtig ist, dass unterschiedliche Kabelmedien sicher eingeführt und im Inneren verlegt werden können. Bei den großen Distanzen, die normalerweise in Produktionshallen überbrückt werden müssen, kommen häufig Glasfaserkabel zur Anbindung an die nächste Verteilerstufe zum Einsatz. Diese Kabel erfordern relativ große Biegeradien, die eingehalten werden müssen. Sobald aktive Netzwerkkomponenten in den Gehäusen eingebaut sind, wird auch die Kühlung oder Klimatisierung ein Thema, denn es gilt, einen Maschinenstillstand durch Überhitzung und damit einhergehende Produktionsausfälle zu vermeiden. Durch die Dichtigkeit der Gehäuse wird es schwieriger, Abwärme einfach über einen Lüfter nach außen zu transportieren. Nicht in jedem Fall ist das über Filter und intelligent angebrachte Auslässe möglich. Dann müssen Kühlsysteme zum Einsatz kommen, die die Wärme aufnehmen, über ein Kühlmedium abtransportieren und an einer anderen Stelle an die Umgebung abgeben. Für größere Racksysteme, die Komponenten im 19 Zoll-Format aufnehmen, bietet Rittal seine Liquid Cooling Package-Produktreihe (LCP) an, die sowohl Wasser als auch ein Kältemittel zur Wärmeabfuhr verwendet und durch verschiedene Bauformen in jede Systemumgebung passt. Traditionell ist Verfügbarkeit das höchste Gut in der produzierenden Industrie. Unternehmen haben ihre IT-Strategien bislang ausschließlich auf maximale Uptime ausgerichtet. Verfügbarkeit ist gleichbedeutend mit Sicherheit. Doch Industrie 4.0 wird auch diese eingeschränkte Sichtweise aufbrechen. Vernetzte Sensoren und Aktoren bis in jede Maschine hinein bieten zwar enorme Möglichkeiten für Kostensenkung, Rationalisierung und dauerhafte Wettbewerbsfähigkeit. Individualisierte Produktion, schnelle Konfigurationswechsel und bisher unerreichte Kontrolle über Aufwände, Zeiten und Verbräuche sind möglich. Doch eine Vernetzung ist keine Einbahnstraße. Wenn die Kontrolle über die Komponenten in die falschen Hände gerät, können extreme Schäden die Folge sein.

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