TSN-Standard für echtzeitfähige Netzwerke
Um bei kabelgebundenen Netzen die notwendige Echtzeitfähigkeit garantieren zu können, sollen die aktuellen Entwicklungen am Standard für ‚Time Sensitive Networks‘, kurz TSN, die unter dem Dach des IEEE Arbeitskreises 802.1 laufen, die Basis für die zukünftigen Feldnetze schaffen. TSN wird erstmals eine IEEE-standardkonforme Methode zur Verfügung stellen, mit der Real-Time-Kommunikation realisiert werden kann, die bis an die Grenzen des technisch machbaren geht. Die Kombination von zeitgesteuerter Übertragung oder ‚time aware scheduling‘, Unterbrechung von nieder priorisiertem Verkehr in Form von ‚Frame Preemption‘ zugunsten des Echtzeitverkehrs, sowie Cut-Through Switching ermöglicht kürzeste Laufzeiten, mit genau vorhersagbaren Obergrenzen.
Virtualisierung als Lösung für Back-End-Systeme
Endgeräte werden mit leistungsfähigen Low-Power-Multicore-Prozessoren ausgestattet werden, auf denen die Prozessdaten-Verarbeitung, die Kommunikationsprotokolle und die LAN- als auch WLAN-Schnittstelle auf einem System-on-Chip integriert sind. Durch die hohe Integration auf einem Baustein werden auch die Kosten für eine leistungsfähige Kommunikationsanbindung deutlich sinken. Die Back-End-Systeme, einschließlich der Steuerungsfunktionen, laufen verteilt in einem Serverpool. Die Server sind untereinander – wie heute schon in großen Rechenzentren – über Hochgeschwindigkeits-Netzwerke aus sogenannten Ethernet Fabrics verbunden, die geringste Laufzeit, optimale Performance und verlustfreie Übertragung sicherstellen. Die Technologie dazu wird unter anderem von IEEE802.1 in den ‚Data Center Bridging‘-Arbeitsgruppen beschrieben. Von den Server-Pools bestehen schnelle Datenverbindungen, die Verbindungen mit 10, 40 oder gar 100 Gigabit pro Sekunde ins Feld zur Verfügung stellen. Damit kommen Engpässe erst gar nicht auf. Zusätzlich können intelligente Verkehrssteuerungsmethoden dafür sorgen, dass die wichtigen Daten ohne Beeinflussung in der vorgegebenen Zeit an ihrem Ziel ankommen. Die neunte Ausgabe von Rockwell Automations „State of Smart Manufacturing“ Report liefert Einblicke in Trends und Herausforderungen für Hersteller. Dazu wurden über 1.500 Fertigungsunternehmen befragt, knapp 100 der befragten Unternehmen kommen aus Deutschland. ‣ weiterlesen
KI in Fertigungsbranche vorn
Automatisierung der Netzwerk-Steuerung
Sämtliche Kommunikationssysteme werden in diesem Szenario automatisch und kontinuierlich überwacht. Und aus der Anwendung heraus werden Regeln abgeleitet, wer mit wem und mit welchen Charakteristiken kommunizieren darf. Diese Regeln wiederum werden automatisch auf die Switches und Router ausgebracht, die damit den notwendigen Service-Level einstellen und garantieren können. Mit den gleichen Mechanismen lassen sich Datensicherheit und Zugriffsschutz sichergestellen, sodass Kommunikationsbeziehungen nur zwischen zugelassenen Teilnehmern stattfinden können. Darüber schließlich sitzt als übergreifende Kommunikationsplattform ein Weitverkehrsnetz, welches die einzelnen räumlich verteilten Standorte sowie die gesamte Zulieferkette einbindet. Zukünftige Internet-Erweiterungen, welche ebenfalls Service-Level Agreements ermöglichen können, werden auch weltweit die notwendige Echtzeitfähigkeit sicherstellen können, und können damit die Verfügbarkeit aller notwendigen Daten garantieren. Der Thin[gk]athon, veranstaltet vom Smart Systems Hub, vereint kollaborative Intelligenz und Industrie-Expertise, um in einem dreitägigen Hackathon innovative Lösungsansätze für komplexe Fragestellungen zu generieren. ‣ weiterlesen
Innovationstreiber Thin[gk]athon: Kollaborative Intelligenz trifft auf Industrie-Expertise
IT-Infrastruktur wird zum ‚Rückgrat‘ der Smart Factory
All dies setzt auf offenen Standards auf, denn nur so wird es gelingen, interoperable, durchgängige und auch bezahlbare Bausteine für die Industrie 4.0 zu erhalten. Das bedeutet aber andererseits auch, dass die Systeme, Anlagen und Komponenten angreifbarer und verwundbarer werden. Unabdingbare Voraussetzung ist daher die bestmögliche Einhaltung der Datensicherheit. Wenn es nicht gelingt, den Zugriffsschutz, die Robustheit gegenüber versehentlichen Fehlhandlungen oder böswilligen Angriffen in den Griff zu bekommen, wird Industrie 4.0 nicht funktionieren. Dazu werden verbesserte Methoden der IT-Securtity zwingend benötigt, um die Vertraulichkeit, Verfügbarkeit und Integrität der Daten zu gewährleisten. Authentifizierung, Verschlüsselung, Zugriffskontrolle und Erkennung von unzulässigen Aktionen müssen soweit verbessert werden, dass ein zuverlässiger Betrieb gewährleistet ist. Die Kommunikationsinfrastruktur stellt damit das Rückgrat aller Smart Factory-Konzepte dar. Deren zuverlässiges und sicheres Funktionieren wird so zur Voraussetzung für eine erfolgreiche Umsetzung der verschiedenen Industrie 4.0-Visionen. An vielen Stellen wird seitens der Anbieter noch erheblicher Aufwand notwendig sein, die entsprechenden Systeme zu definieren und zu entwickeln. Viele Aktivitäten, etwa in Bereichen wie Standardisierung oder Steuerungstechnik, laufen jedoch auch schon beziehungsweise können aus bereits existierenden Anwendungen in die Industrieszenarien übertragen werden.
