Automatische Inbetriebnahme

Eine typische Anforderung von Fernwartungslösungen ist die Verbindung einer Vielzahl von weltweit installierten Maschinen mit einer zentralen Servicestelle. Dafür wird über Mobilfunkverbindungen ein sicheres virtuelles Netz mit verschlüsselten Übertragungen und sicheren Authentifizierungen der Kommunikationsteilnehmer (Personen und Geräte) aufgebaut. Damit die Einrichtung einer solchen Verbindung nicht zum aufwendigen Problem wird, übernimmt MC Technologies die Vorbereitung der Kommunikationshardware und der beteiligten Software-Komponenten, inklusive der Einstellungen für die beteiligten Gateways oder Router sowie den notwendigen Parametrierungen. Die Geräte werden für jedes Projekt kundenspezifisch vorkonfiguriert und getestet übergeben und mit allen für die automatische Erstinbetriebnahme erforderlichen Parametern und Berechtigungen versehen. Bei Bedarf erfolgt auch eine gemeinsame Inbetriebnahme vor Ort. Mit dem ‘MC VPN-Gate’ ist auch eine komplett automatisierte Portal-Lösung zum Management von Fernwartungs-Netzwerkzugängen möglich.

Das VPN-Gate ist Cloud-gehostet oder auf den Servern des Kunden eingerichtet. Nach dem Einschalten verbinden sich die Fernwartungskomponenten über einen Mobilfunkrouter automatisch mit dem zentralen Server. Die Router müssen nicht mehr vom Anwender individuell konfiguriert werden, sondern werden vorkonfiguriert betriebsbereit ausgeliefert und zentral gemanagt. Die Lösung ist optimiert für eine Vielzahl dezentraler Maschinen mit individuellen Berechtigungen, die zum Beispiel nach Qualifikation für bestimmte Anlagengruppen oder nach regionalen Zuständigkeiten eingerichtet werden können. Servicemitarbeiter haben über dieses Portal von jedem beliebigen Standort einen gesicherten Zugang auf genau die Maschinen, für die sie zuständig sind, und können mit diesen genau so arbeiten, als befänden sich diese Maschinen im eigenen Unternehmensnetz. Bei vielen Projekten gehört auch eine anwendungsspezifische Applikationen zum Beispiel zur Datenaggregation inklusive Datenauswertungssoftware und Visualisierung zum Projektumfang. Typischerweise umfasst eine solche Anwendung spezifische Schnittstellen etwa zum Warenwirtschaftssystem oder zu kundenspezifischen Bedieneroberflächen. Bei internationalen Einsätzen ist darüber hinaus ein SIM-Karten-Management für die jeweiligen nationalen Netze erforderlich. MC Technologies sorgt hier für eine entsprechende Vorkonfiguration der Geräte mit jeweils länderspezifischen Einsatzparametern.



Die erreichbaren Bitraten über Mobilfunk haben sich innerhalb weniger Jahre nahezu um den Faktor 20.000 erhöht – bei drastisch sinkenden Kosten je übertragenem Megabyte.Bild: MC Technologies GmbH


Sicherheit und Zuverlässigkeit

Die Online-Verbindung einer Anlagenkomponente zu Servicezwecken zum Hersteller muss aus Safety- und Security-Sicht gut abgesichert sein. Dazu wird die Transportstrecke über ein ‘virtuelles Internetkabel’ (Virtual Private Network, VPN) sicher Ende-zu-Ende verschlüsselt. Zum Einsatz kommen mit OpenVPN oder IPsec ausschließlich anerkannte Verschlüsselungsstandards. Welche Daten mit welchen Protokollen über diesen Weg übermittelt werden, spielt dabei keine Rolle, weil die Teleservice-Komponente für eine transparente Übertragung sorgt. Sollen mehrere Anlagenkomponenten angeschlossen werden, werden Teilnetze mit voneinander getrennten IP-Adressenbereichen als Untermandanten gebildet. Für die gegeneinander abgeschotteten Netzsegmente gelten eigene Zugänge und Berechtigungen. Die zur Kommunikation berechtigten Geräte werden über Zertifikate authentifiziert. Häufig unterschätzt werden Anforderungen an die Zuverlässigkeit solcher Fernwartungsverbindungen. Kommt es bei einem Anlagenbetreiber zu einer Störung, ist eine sofortige Reaktionsfähigkeit gefordert. Die Fernwartungskomponenten müssen deshalb immer einsatzbereit sein und zuverlässig funktionieren.

Das setzt eine robuste und industrietaugliche Technik voraus und Maßnahmen, die eine ständige Erreichbarkeit gewährleisten. Die Herausforderung: Bei einer Fernwartung wird eine mehrstufige Verbindung aufgebaut. Zunächst erfolgt die Übertragung ins Mobilfunknetz, dann ins Internet und schließlich zu einem zentralen Server. Jede dieser Verbindungen muss im akuten Fall der Anlagenstörung verfügbar sein. Deshalb hat MC Technologies in allen Mobilfunk-Routern einen selbst eskalierenden dreistufigen Überprüfungsmechanismus implementiert, der jede einzelne Stufe zyklisch testen und bei Bedarf einen geordneten Neuaufbau der ausgefallenen Verbindung nach Ende der externen Störung einleiten kann. Auch wenn Industrie 4.0 an vielen Stellen heute noch ein Schlagwort ist, lohnt es sich, bei der Gestaltung von Anlagen und zugehörigen Fernwartungskonzepten schon jetzt den Weg durchgängiger IP-basierter Lösungen zu beschreiten. Wer selbst die Kontrolle über das am Aufstellungsort der Anlage bestehende IT-Netz nicht hat, kann über Mobilfunkverbindungen sicher und kostengünstig Daten mit der betreuten Anlage austauschen, auch in großer Menge. Bei der Konzeption sollte auf eine durchgängige, sichere Netzstruktur und auf einfach zu installierende ‘plug&play’ Lösungen geachtet werden, um die Praktikabilität und Akzeptanz im Feld sicherzustellen.