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Universalsystem für die Fernwartung

Instandhaltung

Universalsystem für die Fernwartung

Bei vielen Herstellern komplexer technischer Maschinen und Anlagen wächst die Bedeutung von Technologien für Fernwartung seit Jahren. Gefragt sind Systeme, die universell einsetzbar und stabil sind – auch wenn sich die Konfiguration beim Kunden ändert. Eine solche Konzernlösung hat sich Liebherr von einem bayrischen Dienstleister maßschneidern lassen.

Bild: Wachendorff / Günther ControlTechnik

Das Familienunternehmen Liebherr wurde im Jahr 1949 von Hans Liebherr gegründet. Der erste mobile Turmdrehkran bildete damals das Fundament des Unternehmens. Heute zählt Liebherr nicht nur zu den größten Baumaschinenherstellern der Welt, sondern ist auch auf vielen anderen Gebieten eine feste Größe. Von Klimatechnik für Bahn und Flugzeug über Werkzeugmaschinen bis hin zu Kühlschränken für den Hausgebrauch reicht die Produktpalette. 120 Gesellschaften weltweit beschäftigen insgesamt rund 33.000 Arbeitnehmer. Ein großer, deutscher Standort befindet sich in Kempten im Allgäu. 900 Mitarbeiter fertigen hier Verzahn- und Materialflusstechnik. In den riesigen Hallen stehen unterschiedliche Maschinen, die hier weitgehend von Hand gebaut und in die ganze Welt geliefert werden. Mit ihnen können beispielsweise Zahnräder gefertigt werden.

Die Zähne werden dabei durch Wälzfräsen herausgearbeitet – ein hochkomplexer Vorgang, denn der Fräskopf muss im richtigen Winkel angesetzt werden und das Werkstück muss präzise positioniert und gedreht werden, wobei Toleranzen nur im Mikrometer-Bereich geduldet werden. Bis zu 16 Metern Durchmesser können die Zahnräder groß sein – entsprechend gigantisch sind die Abmessungen der Maschinen. „Abnehmer dieser Anlagen sind vor allem die Automobilindustrie und die Hersteller von Getrieben und Zahnrädern“, erzählt Hans Zeitler, der bei Liebherr in Kempten für die Entwicklung der Steuerungen verantwortlich ist. Während früher das Fräsen von Zahnrädern ein rein mechanischer Prozess war, dominieren seit den 80er-Jahren NC-Maschinen die Produktion. Damit stiegen zwar die Flexibilität und Produktivität – gleichermaßen wurde aber auch die Fehlersuche komplexer. Bei weltweit verteilten Kunden musste man neue Wege finden, um den Service schnell und wirtschaftlich zu gestalten.

Die erste Fernwartung noch mit Akustikkopplern

Das Problem mit Fernwartungstechnologie zu lösen, war dabei früh der naheliegende Ansatz. „Zunächst arbeiteten wir mit Akustikkopplern, später dann mit analogen Modems, wodurch wir dann schon die Bedienoberfläche in der Ferne abbilden konnten“, erzählt Hans Zeitler von den Anfängen. Bei steigenden Datenmengen kamen die Modems schließlich an ihre Grenzen. Außerdem veränderten sich die ITK-Strukturen in den Unternehmen“. „Wenn auf IP-Telefonie umgestellt wird, dann kann man mit einem Modem nicht mehr viel anfangen“, erklärt er. Daher suchte Zeitler nach einer Lösung, die allen Anwendungsfällen gerecht werden kann. „Da die Maschinen beim Kunden sowieso in ein Netzwerk eingebunden sind, lag es nahe, dies auch für die Fernwartung zu nutzen“, erklärt er. „Allerdings sind die Sicherheitsbestimmungen vor allem in großen Unternehmen sehr restriktiv. Jede Firma hat eine eigene Philosophie, eigene Standards und wir finden nahezu bei jedem Kunden andere Bedingungen vor“, erläutert Zeitler. Hinzu kommen immer schnellere Umstellungen bei der EDV: „Eine veränderte Soft- oder Hardwarekonfiguration kann dazu führen, dass problemlos arbeitende Systeme plötzlich nicht mehr funktionieren“. Theoretisch müsste jeder Kunden individuell behandelt und eine maßgeschneiderte Fernwartungslösung erhalten und unterhalten, was jeglichen Kostenrahmen sprengen würde. Der Konzern mit seiner riesigen Produktvielfalt und Kunden auf der ganzen Welt ist vielmehr daran interessiert, eine Standardlösung zu entwickeln, die überall funktionieren und die strengen Sicherheitsvorgaben der Auftraggeber erfüllen kann.

Router für den weltweiten Einsatz

Auf die passende Hardware wurde Zeitler bei einem Besuch der Nürnberger Messe SPS IPC Drives aufmerksam: die Wahl fiel auf die Fernwartungsrouter eWON von Wachendorff. Die VPN-Router unterstützen verschiedene Medien und besitzen zahlreiche internationalen Zulassungen – sie können also für den gesamten Weltmarkt verwendet werden. Wichtige Protokolle bringt das Gerät bereits mit – Zusatzkomponenten müssen hier also in aller Regel nicht eingekauft werden. Außerdem sind die Geräte herstellerneutral ausgelegt und können nicht nur mit speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS), sondern auch direkt mit den numerischen Steuerungen der Werkzeugmaschinen kommunizieren. Das ist bei dem Baumaschinen-Konzern besonders wichtig, denn im Bereich der Verzahntechnik möchte man die Fernverbindung zum NC-Teil der Maschine herstellen, der den Fräsvorgang steuert, um beispielsweise konstruktiven Änderungen am Zahnrad und den damit erforderlichen Anpassungen auch aus der Ferne begegnen zu können. Zeitler nahm zu Projektbeginn Kontakt zur Firma Günther Controltechnik, Wachendorff Vertriebs- und Lösungspartner mit Sitz im nahen Kaufbeuren auf; es gab einige Praxistests und die geeignete Hardware war definiert. Um die Zielvorgaben hinsichtlich der Sicherheitsstandards zu erfüllen, musste das Konzept allerdings noch ergänzt werden, um allen Anforderungen der Konzernkunden Rechnung zu tragen.

Ausgefeiltes Konzept für Datensicherheit gefordert

Gerhard Steber, Projektleiter bei Günther Controltechnik, holte für die Definition der Sicherheitsstandards die Firma Endian, einen Open Source-Anbieter für Netzwerksicherheit mit ins Boot. Gemeinsam entstand eine Lösung, die als zentrales Element den Endian 4I Access-Server verwendet. Der Rechner befindet sich in der zentralen EDV von Liebherr und bietet weitreichendere Sicherheitsmechanismen als Talk2M. Da der Server hinter der Firewall des Unternehmens platziert ist, besteht effektiver Schutz gegen das Ausspähen von Daten durch Dritte. Auf dem Server werden Verbindungsdaten der Endgeräte und Nutzer hinterlegt. Die vom Router VPN-verschlüsselten und gesendeten Maschinendaten laufen hier auf und können von berechtigten Nutzern eingesehen werden. Diese Nutzer verwenden für den Zugriff Connect Client-Programme, die auf den jeweiligen Arbeitsrechnern installiert sind. Drittanbieter sind hier ausgeschlossen, eine Benutzerverwaltung mit unterschiedlichen Zugriffsrechten und Hierarchieebenen sorgt für zusätzliche Sicherheit.

Nur der Maschinennutzer öffnet den Datentunnel

„Die Maschinendaten sind aber nicht automatisch rund um die Uhr für unsere Service-Techniker im Zugriff“, erklärt Zeitler. „Zu unserer Philosophie gehört es, dass der Kunde die Fernwartung erst freischalten muss. Erst wenn also vor Ort jemand die Fernwartung startet, öffnet das System einen VPN-Tunnel und stellt Daten zur Verfügung, die dann vom Server den Weg auf den Schreibtisch der zuständigen Service-Mitarbeiter finden.“ Um die Inbetriebnahme vor Ort für die Service-Mitarbeiter zu vereinfachen, entwickelte Zeitler eine Bedienoberfläche in HTML für die eingesetzten Router. Der Mitarbeiter, der die Maschine beim Kunden aufbaut, sollte möglichst wenig Arbeit damit haben und kann mit seinem Laptop über ein Menü alle nötigen Parameter eingeben – einheitlich für alle Maschinen und bei Bedarf in anderen Sprachen.

„Die Lösung, die wir für Liebherr entwickelt haben, ist eine ideale Option für große Unternehmen mit internationalen Kunden. Diese Fernwartungslösung ist nicht nur besonders flexibel, sondern spart auch Verwaltungsaufwand“, sagt Horst Helmut Günther, Gründer und Inhaber von Günther Controltechnik in Kaufbeuren. Die Zugriffsrechte der Nutzer vergibt der Hersteller selbst und kann beispielsweise Servicemitarbeiter zu Gruppen zusammenfassen und in ihrer Zusammenstellung verändern. Somit ist das Unternehmen in der Nutzung der Lösung autark und kann neue Mitarbeiter hinzufügen oder neue Maschinen in das System integrieren. Seit mehr als einem halben Jahr liefert der weltweit agierende Produzent alle Werkzeugmaschinen mit der beschriebenen Fernwartungslösung aus und stellt weitere Geschäftsbereiche auf das neue System um. Auch erste Portalroboter des Herstellers haben die Lösung bereits installiert und bleiben auf diese Weise für das deutsche Serviceteam rund um den Globus erreichbar.