Schaltzentrale Scada-System

Die Brücke von Big Data zu Smart Data

Daten sind ein zentraler Rohstoff für die Fabrik der Zukunft. Mit der Vernetzung von Produktion, Unternehmens-IT und Cloud-Lösungen ergeben sich für Unternehmen neue Möglichkeiten bei der Produktions- und Ressourcenplanung. Gleichzeitig entstehen neue Herausforderungen: Die wachsenden Datenmengen müssen sicher, performant und zuverlässig verarbeitet und sinnvoll miteinander verknüpft werden, damit Big Data zu Smart Data wird. Dieser Brückenschlag kann mit der intelligenten Kombination aus einer leistungsfähigen Scada-Lösung und cloudbasierten Services gelingen.

Bild: Siemens AG

Die Digitalisierung von Produktionsprozessen und die entsprechenden datenbasierten Services ermöglichen in vielen Bereichen große Einsparpotenziale. Daneben lassen sich Produktions- und Unternehmensdaten mit weitergehenden Informationen verknüpfen, um zusätzliche Marktchancen oder Effizienzgewinne zu realisieren – etwa durch die Integration von Wetterdaten im Bereich der erneuerbaren Energien, Landwirtschaft oder Lebensmittelindustrie. Viele Szenarien, um Daten entlang von Wertschöpfungsketten und über Unternehmensebenen hinweg zu integrieren, fokussieren sich aktuell sehr stark auf Cloud-Lösungen. Tatsächlich bietet eine Cloud zahlreiche Möglichkeiten, Produktionsdaten auszuwerten und durch die Verknüpfung mit zusätzlichen Informationen aussagekräftigere Rückschlüsse auf die Marktlage zu geben oder Produkte über den eigentlichen Produktionsprozess hinweg zu verfolgen. In einigen Bereichen zeigt sich bereits der Nutzen von cloudbasierten Lösungen – so beeinflussen Wetterdaten zum Beispiel die Steuerung von Windkraftanlagen. Dennoch gibt es gute Gründe, die gegen eine Cloud als alleinige Datendrehscheibe sprechen. Im Gegensatz zur kontrollierten Umgebung in der Produktion ist eine Cloud per Definition eine offene Umgebung mit Schnittstellen zu unterschiedlichen Datenquellen, welche besondere Schutzmaßnahmen in Bezug auf Zugriffsschutz oder Datensicherheit erfordert. Diese passen nicht immer zu den zentralen Anforderungen in der Produktion, wo die hohe Verfügbarkeit von Daten und eine stabile Netzwerkverbindung mit entsprechender Bandbreite eine Grundvoraussetzung sind. Umgekehrt sind von den sehr großen Datenmengen, die im Produktionsumfeld entstehen und benötigt werden, nur eine begrenzte Anzahl für die übergeordnete Analyse und Optimierung von Prozessen aussagekräftig. Dies betrifft häufig auch nicht direkt erfasste, sondern aufbereitete Informationen wie berechnete Anlagenkennzahlen. Hinzu kommt, dass Personal vor Ort im Prozess andere Informationen benötigt, als ein Betriebsleiter oder der Ein- und Verkauf. Der Begriff Smart Data hat also auf verschiedenen Ebenen eines Unternehmens ganz unterschiedliche Bedeutungen.

Scada-Systeme als Schaltzentrale der Produktion

Als produktionsnahem Aggregator von Daten und Informationen kommt dabei Scada-Systemen eine zentrale Rolle zu. Sie erfassen unter anderem lokal Daten wie Maschinenzustände, Verbrauchsdaten, Alarm- und Fehlermeldungen und stellen sie über die Bediengeräte an der Maschine zur Verfügung. Mit dem Scada-System werden darüber hinaus Daten des Produktionsprozesses oder auch aus mehreren Produktionslinien verarbeitet und visualisiert, wobei die Bediener durch vielfältige integrierte Analysefunktionen unterstützt werden. Als zuverlässige Informationsschnittstelle im Unternehmen werden beispielsweise Informationen zu Aufträgen verwaltet oder Daten mit der Unternehmens-IT ausgetauscht. Scada-Systeme sind speziell ausgelegt, die entsprechenden großen Datenvolumina schnell und zuverlässig zu handhaben und im integrierten Datenbanksystem zu archivieren. Aus dieser Datenbasis werden fundierte Analysen oder Ableitungen zur Verbesserung der Produktivität und Effizienz abgeleitet. Simatic WinCC von Siemens stellt dazu eine leistungsfähige und skalierbare Lösung zur Verfügung, mit der sich die System- und Betriebsinformationen der Produktion automatisch erfassen und speichern lassen. Zusätzlich können individuelle Daten zu Qualität oder Stückzahlen mit dem entsprechenden Kontext gespeichert werden. Diese Kennzahlen können als Grundlage für das Überwachen der Produktion und die Analyse der Prozesse auf Basis aktueller und historischer Informationen genutzt werden. Über den Simatic Information Server lassen sich bereits in der Produktion übergreifende Auswertungen erstellen und lokal oder mobil in Dashboards anzeigen. Für den Austausch von Daten mit der IT-Welt und anderen Systemen in der Produktion steht mit der WinCC/IndustrialDataBridge ein Konfigurationswerkzeug zur Verfügung, mit welchem ein bidirektionaler Informationsfluss über Standardschnittstellen wie OPC, OLE-DB, SQL ohne Programmierkenntnisse realisiert werden kann.

Bild: Siemens AG

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