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.

Webinar:
Digitale Zwillinge – Passende Engineering-Tools finden

Wann: 26. Mai, 14:00 Uhr. Jetzt kostenfrei anmelden.

‣ weiterlesen

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.

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.

Produktionsmanagement in der Cloud

Digitalisierung wird zunehmend zum Wettbewerbsfaktor. Für KMUs sind diese Themen jedoch oft noch wenig greifbar. Das muss nicht sein. Der gfos.SmartProductionManager bietet KMUs die Möglichkeit, einen wichtigen Schritt in Richtung Digitalisierung der Fertigung zu gehen.‣ weiterlesen

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:

Seit rund 100 Jahren steht die Automobilindustrie wie keine andere für die Fabrikarbeit am Fließband. Doch jetzt deutet sich eine Technologiewende an. Künftig könnten Fahrerlose Transportfahrzeuge Karosserien, Material und ganze Fahrzeuge durch die Fabrik bewegen. In mehreren Modellfabriken fahren die Automaten bereits durchs Werk.‣ weiterlesen

Susietec von Kontron
IoT-Toolset als Lösungsansatz für Industrie 4.0

Immer mehr Anlagen sollen Betriebsdaten im IoT zur Bearbeitung bereitstellen. Mit dem Susietec-Portfolio will Kontron insbesondere den Aufbau von IoT-Lösungen für bestehende Anlagen unterstützen. Der Anbieter von IoT- und Embedded-Computing-Technologie rechnet für 2021 mit mehr als 50 Prozent Wachstum in diesem Geschäftsfeld.‣ weiterlesen

Auftragseingang im Maschinen- und Anlagenbau
Bestellungen im März und im 1. Quartal steigen

Im März haben die Bestellungen im Maschinen- und Anlagenbau im Vergleich zum Vorjahr deutlich zugelegt. Dabei kamen sowohl aus dem Aus- als auch aus dem Inland positive Signale.‣ weiterlesen

Systemanforderungen im Wandel
MES als Werkzeug zur datengetriebenen Steuerung

Vor wenigen Jahren galt MES-Software vielen noch als Spezialsoftware mit nur aufwendig erschließbarem Nutzen. Inzwischen ist sie fester Bestandteil der meisten prozessnahen IT-Architekturen in der Prozess- und gerade der Pharmaindustrie. Insbesondere wenn viele Systemfunktionen auf die Prozessführung nach ISA95 entfallen und chargenorientiert produziert wird.‣ weiterlesen

IoT-basierte Ökosysteme
Nullsummenspiel im Automarkt beenden

Automobilhersteller agieren bislang erfolgreich in ihren eher geschlossenen Wertschöpfungsketten. Sie verstehen den Markt als Nullsummenspiel. Unternehmen wie Apple haben vorgemacht, dass es auch anders geht: Von offenen Ökosystemen können alle profitieren. Wann öffnet sich die Automobilindustrie für diese Idee?‣ 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.
KI Künstliche Intelligenz

Immer mehr Anbieter von Maschinen, Automatisierungstechnik und Industriesoftware integrieren künstliche Intelligenz in ihre Produkte. Das ganze Potenzial spielen selbstlernende Systeme aber erst aus, wenn sie passgenau auf ihren Einsatz in Fertigung und Büro zugeschnitten wurden. Über beide Möglichkeiten, als Fertiger die Vorzüge von industrieller KI zu nutzen, geht es im regelmäßig aktualisierten Themenheft Künstliche Intelligenz.
IoT Internet of Things

Das Internet of Things verändert Produktwelten und die Vernetzung in der Fertigung gleichermaßen. Entstehende Ökosysteme laden zur einer neuen Form der Zusammenarbeit ein. Die Spezialausgabe IoT Wissen Kompakt informiert über die Technologie, Projektierung und Anbieter für die eigene Applikation, in- und außerhalb der Fabrik.

Partner-Netzwerke

Microsoft-Partner

Mittelständische Unternehmen investieren selbst in schwierigen Zeiten in Microsoft-Technologien, weil sie überzeugt sind, dass ihre Mitarbeiterproduktivität steigt und sich ihre Kostenstruktur bessert. Microsoft hat mit dem Microsoft-Partner-Network ein Netzwerk aufgebaut, das ein Forum für den Aufbau von Partnerschaften, Zugang zu Ressourcen und einen Rahmen für Dialoge und Kooperationen bietet. Für unsere Leser gibt die Microsoft-Partnerübersicht in Ausgabe Juli/August der IT&Production Tipps für die Suche nach einer geeigneten Branchen- oder Speziallösung im Bereich des produzierenden Gewerbes.
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. In der Maiausgabe der Fachzeitschrift IT&Production erhalten unsere Leser einen aktuellen Überblick zum SAP-Ecosystem im Bereich des produzierenden Gewerbes.