Nahtlos vernetzte Produktion

Der richtige Weg ins Internet der Dinge

Der durch Digitaltechnik erzielte Effizienzgewinn wird für Industrieunternehmen zunehmend zum Wettbewerbsfaktor. Dabei haben sich schon viele Produzenten die Zähne daran ausgebissen, die Daten ihrer Automationsebene nahtlos in ihre IT-Umgebung zu integrieren. Diese Fähigkeit brauchen Firmen jedoch, wenn sie den Weg ins Industrial Internet of Things gehen wollen. Der Hardware-Hersteller Advantech hilft Anwendern mit seinem Portfolio, beide Welten zu verschmelzen.

Bild: ©vectorfusionart/Fotolia.com

Seit mehreren Jahrzehnten spielen zwei unterschiedliche Technologien, die Informationstechnologie und die Betriebstechnik, eine grundlegende Rolle für den effizienten Betrieb der weltweiten Produktionslinien. In der Regel existieren diese beiden IT-Welten als separate Einheiten. Aber in Anbetracht der Nutzenaspekte, beide Sphären in einem System zu verschmelzen, versuchen sich viele Hersteller an einer Integration – und viele scheitern bei diesem Vorhaben. Um zu verstehen, woran diese Projekte scheitern und wie man sie zum Erfolg führt, muss man beide Technologien verstehen.

Steuern und Überwachen

Operational Technology (OT) bezieht sich auf die Hard- und Softwaresysteme, die Maschinen und Prozesse überwachen und steuern – nicht nur in der Fertigung, sondern auch in Versorgungsunternehmen, Gebäudeleittechnik, Straßen-, Schienen- und Luftverkehrsmanagementsystemen. Während die Technologien und die Terminologie den Spezialisten der jeweiligen Disziplinen noch geläufig sind, kann dieses Wissen außerhalb des Fachbereichs nicht vorausgesetzt werden. Informationstechnologie (IT) hingegen wird breiter verstanden. Sie ist typischerweise im Büro oder Rechenzentrum einer Organisation zu finden und umfasst alle Computer, Server und Netzwerkinfrastrukturen, die Daten verarbeiten und speichern.

Die Trennung war gewollt

In der Vergangenheit waren Überschneidungen zwischen IT und OT nicht vorgesehen und meist auch nicht erwünscht. Stattdessen wurden diese Technologien von verschiedenen Abteilungen in eigener Verantwortlichkeit verwaltet. Die weiter steigenden Anforderungen in der Industrie und der Wirtschaft generell – gerade in Verbindung mit der Verbreitung des Internets der Dinge (IoT) – spiegeln sich unmittelbar in den Applikationen der industriellen Automatisierung wieder. Der Megatrend Industrie 4.0 hängt mit dieser Entwicklung direkt zusammen. Die vierte industrielle Revolution verändert die etablierten Strukturen von OT und IT: Die Koexistenz beider Systemwelten ist für viele Hersteller nicht länger akzeptabel. Immer mehr Führungskräfte und Ingenieure fordern, Produktionsanlagen aus der Ferne überwachen und steuern zu können – in Echtzeit und rund um die Uhr. Um das zu realisieren, müssen produzierende Unternehmen eine entsprechende Infrastruktur zur Datenspeicherung und -verarbeitung vorhalten, Cloud Services einbinden und dabei die IT-Sicherheit im Auge behalten.

Steigende Ansprüche

IT-Geräte sind für den Einsatz in Büroräumen oder Rechenzentren konzipiert. Diese Orte sind sauber, temperatur- sowie feuchtigkeitskontrolliert und mit Failover-Systemen gesichert. Fällt ein System aus, ist der Support-Mitarbeiter meist schnell am Platz. Diese Hardware ist nicht darauf ausgelegt, den Umgebungseinflüssen einer Fabrik standzuhalten. OT-Hardware, wie speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) und andere proprietäre Produktionsanlagen, hat einen vergleichsweise langen Lebenszyklus. Daher basieren aktuell eingesetzte Industriegeräte auf einer Vielzahl von physikalischen Kommunikationsschichten, die meist mit dem Hersteller der industriellen Steuerung verbunden sind. Gängig ist zum Beispiel Profibus, Devicenet, Interbus und Modbus. Um moderne Vernetzungsszenarien wie die Echtzeiterfassung und Weitergabe von Sensordaten umzusetzen, braucht man beides: leistungsstarke Industrie-PCs (IPC) und Server, die auch unter rauen Umgebungsbedingungen ihren Dienst verrichten, sowie die damit vernetzte IT-Infrastruktur.

Die Kommunikation macht’s

Milch ist ein leicht verderbliches Lebensmittel. Bei der Verarbeitung steht Qualität an erster Stelle. Deshalb setzt die Molkerei Ammerland auf eine leistungsstarke Netzwerkinfrastruktur von Siemens: Qualität ist am Ende auch eine Sache der zuverlässigen Kommunikation.‣ weiterlesen

Suche nach Anschluss

Das Hauptproblem bei der Erfassung von Daten aus der OT-Technologie ist es, auf Werksebene gesammelte Daten an die IT-Systeme weiterzuleiten. Dazu bieten sich im Wesentlichen drei Möglichkeiten an:

OT-Upgrade – zusätzlich zu ihren traditionellen Automatisierungsaufgaben lassen sich die SPSen und Industrierechner so programmieren, dass sie alle Daten an angebundene IT-Systeme liefern.

Gateway Aggregator – ein Aggregationspunkt innerhalb des IO-Controllers kann mit einem Gateway verbunden werden. Dieses integrierte Gerät extrahiert die Daten aus dem Echtzeitsystem und stellt sie dem IT-System zur Verfügung, ohne dass die SPS oder der IPC neu programmiert werden muss.

Direkte Kommunikation – Bei dieser Variante sind alle Sensoren und Aktoren mit aktiven Kommunikationsmodulen ausgestattet, die eine direkte Anbindung an das IT-System ermöglichen.

IT-Umgebung integrieren - 3D Ansicht einer Fabrik

Bild: Advantech Europe BV

Sorgfältig wählen ist gefragt

Anlagenbetreiber sollten sorgfältig abwägen, welche Option für ihren Betrieb am besten geeignet ist. Dafür gilt es, die Vor- und Nachteile sowie Kosten zu berücksichtigen. Als Faustregel gilt, dass ein Upgrade der OT meist die beste Wahl für Neuinstallationen ist, bei denen eine geeignete PC-basierte Steuerung (Soft-SPS) gewählt wurde. Bei Bestandsanlagen sind die laufenden SPSen und Industrie-PCs jedoch oft ungeeignet, den zusätzlichen Datentransport zu übernehmen. In diesen Fällen ist die Neuprogrammierung einer SPS mit erheblichen Kosten und Anlagenstillständen verbunden. Daher wird in solchen Situationen in der Regel eine Gateway Aggregator-Lösung bevorzugt. Direct Communication bietet eine Alternative für gezielte, hochwertige Upgrades der Bestandsanlagen. Wenn jedoch viele Sensoren benötigt werden und jeder mit Kommunikationsfähigkeiten ausgestattet werden muss, könnte dieser Ansatz wirtschaftlich unrentabel sein.

Datum:28. März 2018

Autoren:Jash Bansidhar ist Sector Head Industrial IoT bei Advantec.

Themen: Hardware und Infrastruktur

Schlagwörter: Automation, Internet of Things (IoT)

Webseite: www.advantech.eu

Das könnte Sie auch interessieren:

Produktionsmanagement

Robotic Sales Solutions
Vertriebsprozesse tanzen lassen

Mit sogenannten Robotic Sales Solutions sollen Vertriebler nicht mehr vor einer Liste mit eintausend Kontakten sitzen müssen und sich das Hirn zermartern, wen sie denn als nächstes ansprechen. Die Programme helfen, den Blick der Verkäufer stets auf die vielversprechensten Kontakte zu richten und sorgen so für effiziente Arbeit und mehr Umsatz. Mitarbeiter braucht es jedoch weiterhin, denn zum Kundenbesuch rücken die Programme nicht aus.‣ weiterlesen

Hardware und Infrastruktur

Device Management
Maschinen verwalten in der M2M-Cloud

Mit dem VPN-Serviceportal Digicluster von Lucom können komplette Anlagen, Maschinen und Netzwerke miteinander verbunden werden. Eine Festlegung der Zugriffsrechte und die Verschlüsselung der VPN-Verbindungen dienen als Schutz. Das Berechtigungsmanagement kann zudem schnell und für jedes Device einzeln eingerichtet werden.‣ weiterlesen

Märkte und Trends

Internet of Things
T-Systems ernennt neuen IoT-Chef

Rami Avidan soll zum 1. April die Leitung des Geschäftsbereichs Internet der Dinge (IoT) bei T-Systems übernehmen. ‣ weiterlesen

News

Microsoft-Studie
Künstliche Intelligenz verändert die Unternehmensführung

Der Einsatz von künstlicher Intelligenz ist in Unternehmen mit zweistelliger Wachstumsrate mit 37,8 Prozent mehr als doppelt so hoch wie in langsam wachsenden (17,1 Prozent) – das ist das Ergebnis einer Studie von Microsoft, für die weltweit 1.150 Entscheider befragt wurden. ‣ weiterlesen

Produktionsmanagement

Komplettsysteme für ERP und CRM
Alle Funktionen aus einer Hand

Im verarbeitenden Gewerbe dürften rund 95 Prozent der Firmen eine mehr oder weniger ausgefeilte ERP-Anwendung betreiben. Bei CRM-Systemen geht dieser Prozentsatz bereits rapide zurück, obwohl diese Werkzeuge rund um die Kundenbeziehungspflege kritisch für das Geschäft sein können. Der Grund für die Zurückhaltung ist oft der Aufwand, der mit der Pflege mehrerer mächtiger Systeme einhergeht. Mit einer Komplettlösung für ERP und CRM samt einheitlichem Datenmodell lässt sich dieses Problem auf ein überschaubares Maß einhegen.‣ weiterlesen

Märkte und Trends

Umsatz mit Maschinen und Anlagen legt weltweit um 4% zu

Der Umsatz mit Maschinen und Anlagen hat weltweit um 4 Prozent zugelegt. China bleibt mit Abstand größter Produzent, Deutschland hält Platz 3. Für 2019 erwartet der Branchenverband VDMA allerdings erste Bremseffekte.

‣ weiterlesen

Reihe Wissen Kompakt

MES Manufacturing Execution Systems

Um alle Potenziale eines MES umfassend ausnutzen zu können, beleuchten unsere Autoren in der Serie von MES Wissen Kompakt die erfolgskritischen Faktoren, um Fertigungsunternehmen präventiv zu steuern. Darüber hinaus präsentiert MES Wissen Kompakt ein breites Spektrum an Firmenportraits, Produkt- neuheiten und Dienst- leistungen im MES-Umfeld.
ERP und CRM

Ein Unternehmen, das sich mit der Auswahl eines ERP- Systems befasst, muss sich gleichsam mit einem viel- schichtigen Software-Markt und unklaren Interessen- lagen an interne Abwick- lungsprozesse auseinander- setzen. Guter Rat bei der Investitionsentscheidung ist teuer. ERP/CRM Wissen Kompakt unterstützt Sie bei der gezielten Investition in die IT-Infrastruktur.
PRODUKTENTWICKLUNG

Ingenieure stehen im Epizentrum der betrieblichen Wertschöpfung und Digitalisierung gleichermaßen. Die Sonderausgabe "Produktentwicklung Wissen Kompakt" berichtet auf mehr als 70 Seiten, wie Entwicklungsabteilungen agil werden, wie Fertigungssdaten Produkte verbessern und Computer Routineaufgaben erledigen helfen.

Partner-Netzwerke

Microsoft Partner

Mittelständische Unternehmen investieren selbst in schwierigen Zeiten in Microsoft-Technologien, weil sie überzeugt sind, dass ihre Produktivität steigt und sich ihre Kostenstruktur bessert. Microsoft hat mit dem Microsoft-Partner-Network ein Netz werk aufgebaut, das ein Forum für den Aufbau von Partnerschaften, Zugang zu Ressourcen und einen Rahmen für Dialoge und Kooperationen bietet.
SAP-Partner

Auf der Suche nach Innovation, nach neuen Lösungen und der Abgrenzung zum Mitbewerb vernetzen sich zunehmend mehr Unternehmen mit externen Experten und Partnern. SAP hat mit dem SAP Ecosystem ein Netzwerk aufgebaut, das ein Forum für den Aufbau von Partnerschaften, Zugang zu Ressourcen und einen Rahmen für Dialoge und Kooperationen bietet.
PTC Partner

Mit der Ausweitung des Geschäftsmodells von PTC und durch Akquisitionen wie Thingworx, Kepware oder Vuforia entstanden zuletzt vollkommen neue sowie komplementäre Partnernetzwerke. Auch verändern sich durch die Digitalisierung Rollen und Ziele in den Partnernetzwerken spürbar. Der amerikanische Softwarehersteller hat deshalb sein Partner Netzwerk neu ausgerichtet, um für produzierende Unternehmen von Creo bis ThingWorx das Beste aus dem PTC-Portfolio herauszuholen.