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Digitalisierung der Fabrik via IIoT-Plattform

Das IT-Fertighaus, das offen ist für Anbauten

Eine IT-Plattform für das industrielle Internet der Dinge kann Unternehmen die Digitalisierung ihrer Fertigung deutlich erleichtern. Voraussetzung: Sie ist schlüsselfertig nutzbar und gleichzeitig offen für unternehmenseigene und Dritt-Systeme. Forcam will mit seiner Cloud-Plattform-Lösung genau diesen Weg gehen.

 (Bild: ©salman2/Fotolia.com)

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Das Feuer beherrscht der Mensch seit rund 700.000 Jahren. Diese Entdeckung hat ihm eine außerordentliche evolutionäre Erfolgsgeschichte beschert. Den elektrischen Strom beherrscht der Mensch erst seit rund 150 Jahren. Diese Entdeckung hat dem Menschen eine revolutionäre Erfolgsgeschichte beschert – mit Elektrifizierung, Elektronisierung und jetzt Digitalisierung. Und wir sind Zeitzeugen dieser Evolution in Zeitraffer. Damit die Digitalisierung für fertigende Unternehmen auch zum Erfolg wird, sollten sie IT in der Produktion nicht mehr als den Einsatz von singulären Anwendungen betrachten, sondern als umfassende strategische Aufgabe für das Gesamtunternehmen. Auch weil heute nahezu jedes Unternehmen und jedes Geschäftsmodell softwaregetragen ist, hat sich der Fachbegriff SaaS, Software as a Service, auf breiter Ebene etabliert.

Platform as a Service

Inzwischen ist auch von PaaS die Rede – von Platform as a Service. Denn auch das industrielle Internet der Dinge (IIoT) kennt, wie das IoT, einen klaren Trend: eine ‚Plattformisierung‘ der Industrie-IT. Auf internationalem Level sind mittlerweile mehr als ein Dutzend Anbieter von IIoT-Plattformen am Markt. Welche Anforderung aber sollte eine IIoT-Plattform erfüllen? Einen großen strategischen Vorteil bringt es für Anwender meist, wenn die eingesetzte IIoT-Plattform auf offene, von Herstellern unabhängige Standards, setzt. Der Shopfloor-IT-Anbieter Forcam will dies bei seiner eigenen Lösung Forcam Force mit der offenen Programmier-Schnittstelle Force Bridge API sicherstellen (API – Application Programming Interface). Dieses Lösungsportfolio ist wie eine modular erweiterbare Fertighaus-Lösung konzipiert, um Produktionsverantwortliche zum Bauherren ihrer eigenen IT-Architektur in der Fertigung zu machen. Welche drei Merkmale eine solche IIoT-Plattform zum Erfolg führen können, wird im Folgenden aufgeschlüsselt.

Maschinen vernetzen und in Echtzeit planen

Für viele Werksleiter ist am wichtigsten: Wie schließe ich meinen Maschinenpark mit unterschiedlichen Typen und Jahrgängen möglichst unkompliziert an eine neue IIoT-Plattform an? Dafür müssen Plattform-Lieferanten einfache Lösungen bieten können. So sollte der Anschluss von drei Pilot-Maschinen nicht viel länger als drei Arbeitstage dauern – inklusive Vernetzung mit der Planungsebene (ERP). Das setzt in der Regel eine Vernetzungs-Kompetenz mit Plug-ins für die Maschinen und Adapter für die ERP-Ebene voraus. Um anschließend Big Data aus den Maschinen in Echtzeit in nutzbare Smart Data zu verwandeln, ist eine hochleistungsfähige Datenverarbeitung via Edge- und Cloud-Computing notwendig. Ziel ist es ja, auf allen benötigten Computern im Shopfloor digitale Spiegelbilder zu erzeugen, mit denen Fertigungsleiter und Werker Betriebszustände virtuell analysieren und real optimieren können, bei Bedarf über Länder- und Sprachgrenzen hinweg. Für solche digitalen Spiegelbilder werden eine Rechen-Geschwindigkeit im Millisekundenbereich sowie eine zuverlässige Datenverfügbarkeit benötigt. Als einer der wenigen Anbieter am Markt hat Forcam in seiner Lösunge die Datenverarbeitung in den Hauptspeicher verlagert (In-Memory) und mit einem Complex Event Processing verbunden, eine Technologie, die aus dem Hochfrequenzhandel der Finanzbranche stammt. Für die Datenverfügbarkeit sorgt eine cloudbasierte Plattform-Lösung zusammen mit Microsoft Azure, welche Daten weltweit zur Verfügung stellen kann.

Cloud-Technik, In-Memory-Computing und vorinstallierte Software: Forcam fügt eine Reihe leistungsfähiger IT-Technologien zu seiner Shopfloor-Suite Forcam Force zusammen. (Bild: Forcam GmbH)

Cloud-Technik, In-Memory-Computing und vorinstallierte Software: Forcam fügt eine Reihe leistungsfähiger IT-Technologien zu seiner Shopfloor-Suite Forcam Force zusammen. (Bild: Forcam GmbH)

Vorinstallierte Tools beschleunigen Rollout

Es gibt eine Handvoll Anwendungen, die für Manager digitaler Transformationsprojekte wesentlich sind. Ein Muss in immer mehr Branchen ist heute die lückenlose Rückverfolgbarkeit aller Prozesse. Unternehmen dürfen daher von einer modernen IIoT-Plattform erwarten, dass wichtige Applikationen für die Fertigung bereits vorinstalliert sind. Dazu zählen etwa Leistungsanalysen zur Gesamtanlageneffektivität (OEE), Visualisierungen und Alarmierungen, Feinplanung und Steuerung von Aufträgen und Kapazitäten, Energiedaten-Management, Rückverfolgung (Track&Trace), Produktionsdaten-Management (Dokumente). So ausgestattet, können Unternehmen bereits in den ersten drei Monaten der Pilotphase mit Produktivitätssteigerungen von zehn Prozent und mehr rechnen. Beim weiteren Rollout berichten Anwender der Forcam-Plattform häufig von weiteren Effizienzsteigerungen bis zu 30 Prozent.

Schnittstellen zu Lösungen aller Hersteller

Ein weiteres Merkmal einer offenen IIoT-Plattform stammt von einer ‚Freiheitsbewegung‘ in den USA – der Open API-Initiative. Sie hat sich zur Aufgabe gemacht, durch offene Anwender-Programmier-Schnittstellen (API) den freien Datenaustausch zwischen Applikationen unterschiedlicher Hersteller zu fördern. Im Sinn dieser Bewegung verfolgt die Force Bridge Community das Ziel, einen offenen Industriestandard für Smart Manufacturing zu entwickeln. In dieser Fachgemeinschaft haben sich Industrieunternehmen, Softwarepioniere und Hochschulen zusammengefunden. Das Ergebnis ist die offene Schnittstelle Force Bridge API, die aktuell in der zweiten Version verfügbar ist. Mit dieser Schnittstelle können Programmierer auf Wunsch sowohl bestehende IT-Systeme als auch Systeme anderer Hersteller etwa für Werkzeugdatenmanagement, Qualitätssicherung oder Vorhersagende Wartung (Predictive Maintenance) integrieren. Selbst Alexa, Cortana oder andere Sprach- und Chat-Steuerungen können via Force-Bridge-Schnittstelle einbezogen werden. Auch ist es möglich, von Spezialisten in wenigen Stunden eine eigene Fabrik-App erstellen zu lassen.

Kein Hexenwerk

Die Digitalisierung der Fertigung ist kein Hexenwerk, sondern ist mit der passenden Cloud-Plattform-Lösung und erfolgreichem Change-Management für die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter einfacher als je zuvor. Doch technologischer und kultureller Wandel müssen zusammengehen. Für den technologischen Teil gilt: Fertigungsleiter sollten die leistungsfähigsten IIoT-Plattformen in Hinblick auf diese drei Kriterien genau unter die Lupe nehmen.


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