Der Netzwerkanbieter Cisco hat prognostiziert, dass im Jahr 2020 etwa 50 Mrd. Anwendungen mit dem Internet of Things (IoT) verbunden sein werden. Ein Teilaspekt des IoT trägt den Namen Industrie 4.0. Doch Industrie 4.0 ist kein finaler Zustand, den es zu erreichen gilt. Industrie 4.0 ist vielmehr ein Prozess, dessen Entwicklung ständig voranschreitet.
KMU auf dem Weg zur Industrie 4.0 begleiten
Mittlerweile sind bereits viele Unternehmen aktiv im Bereich Industrie 4.0 unterwegs, denn es gibt quasi gar keine Alternative mehr dazu: Entweder man macht mit oder man läuft selbst Gefahr, mittel- bis längerfristig nicht mehr wettbewerbsfähig zu sein. Unternehmen, die sich selbst in Richtung Industrie 4.0 entwickeln, müssen zwar manchmal ihr Geschäftsmodell verändern, wären aber ohne diesen Schwenk zu Industrie 4.0 höchstwahrscheinlich schon bald nicht mehr auf dem Markt relevant. EBV Elektronik sieht sich im Rahmen von Industrie 4.0 als Unterstützer und Partner der KMU. Gerade in der Schweiz, wo die KMU laut einer BfS-Studie 99,7 % aller Betriebe ausmachen und 67 % aller Arbeitnehmer beschäftigen, ist dies eine sehr wichtige und zukunftsweisende Aufgabe und Herausforderung. EBV berät und schlägt diesen Firmen Komponenten, beziehungsweise Lösungen vor, um ihnen dabei zu helfen, auf den mittlerweile schon mit beachtlicher Geschwindigkeit fahrenden Zug namens Industrie 4.0 aufzuspringen. Dabei konzentriert sich EBV Elektronik auf die Unternehmen, die Komponenten für den Einsatz im Rahmen von Industrie 4.0 entwickeln wollen. Im Rahmen dieses Beitrags geht es daher um die Entwicklung und das Design von Elementen, die im Rahmen von Industrie 4.0 zum Einsatz kommen, beispielsweise um das Design einer neuartigen Maschinensteuerung.
Time-to-Market ist von zentraler Bedeutung
Um die Endapplikation zeitnah und mit einem angemessenen Time-to-Market auf den Markt zu bringen, müssen sich die Entwicklungsabteilungen dabei stets darüber im Klaren sein, wo ihre Kernkompetenzen sowie ihr eigentliches Know-how liegen. Mittlerweile gibt es viele Hard- und Softwareelemente sowie Entwicklungsdienstleistungen quasi von der Stange, auf denen die Applikationsentwickler aufbauen können. Zum rationellen Arbeiten gehört auch die intelligente Nutzung von Standardkomponenten – und zwar sowohl auf der Hard- als auch auf der Softwareseite.
So werden beispielsweise wohl die wenigsten Entwickler auf die Idee kommen, einen Standard-(Embedded-)PC selbst zu entwickeln, weil es viel günstiger und schneller ist, einen entsprechenden Standard-PC, ein Prozessor-Board usw. als Komplettlösung einzukaufen und diesen als Basis für die eigene Applikation zu nutzen. Analoge Vorgehensweisen bieten sich auch Bereichen wie der Hochfrequenzkommunikation (RF), der Security usw. an. Da meist nicht für alle Elemente die entsprechenden Ressourcen im KMU vorhanden sind, etabliert sich die Zusammenarbeit mit den passenden Partnerunternehmen spätestens mit Industrie 4.0 zu einer alltäglichen Notwendigkeit. Mit seinem umfassenden Partnernetzwerk unterstützt EBV Elektronik seine Kunden bei der Suche nach den passenden Entwicklungspartnern.
Connectivity und Interoperabilität auf der RF-Ebene
Industrie 4.0 ist im Prinzip verteilte Intelligenz über Konnektivität – und dafür ist drahtgebundene oder drahtlose Kommunikation nötig. Mittlerweile gibt es diverse Standards zur drahtlosen Kommunikation, die sich mit preisgünstigen Mikrocontrollern entwickeln lassen. Auch die entsprechenden Entwicklungs-Tools sind vorhanden, und durch die bei entsprechender Controller-Auswahl oftmals äusserst niedrige Verlustleistung ist auch der Batteriebetrieb von Sensoren möglich. Die vielen Sensoren zur Erfassung von Grössen wie Druck, Temperatur, Feuchtigkeit, mechanischer Belastung, können teilweise mehrere Jahre lang mit einer Batterieladung zuverlässig mit dem übergeordneten System kommunizieren. Allerdings hängt die Batterielebensdauer auch von der verwendeten Funktechnologie, wie zum Beispiel Bluetooth (Low Energy), WiFi usw. ab.
Unabhängig davon, welche Funktechnologie zum Einsatz kommt, muss zunächst stets die Interoperabilität auf der Hochfrequenzseite (RF-Ebene) gewährleistet sein. Mit seinem vertikalen Segment RF ist EBV Elektronik bestens positioniert, den Entwicklern in diesem Rahmen herstellerübergreifend die passende Technologie zu empfehlen: vom Chip über die Software bis zur Antenne. Und mit den passenden Security-Technologien lässt sich bereits auf der RF-Strecke der Grundstock für ein umfangreiches Security-Konzept legen. EBV gibt seinen Kunden quasi bei Bedarf sämtliche Puzzleteile in die Hand, mit denen sie in der Lage sind, die passende Applikation zu entwickeln.
KMU-typische kleinere Stückzahlen erfordern kompetenten Partner
EBV Elektronik arbeitet auf Grund der Komplexität von TSN mit Partnern zusammen, die diesen Standard mit unterstützen können. Dabei bündelt EBV für seine Kunden dann in Zusammenarbeit mit diesen Partnern auch Komponenten, wie Prozessoren und Switches, zusammen mit den BSPs und der erforderlichen Software. Damit sind die EBV-Kunden in der Lage, mit akzeptablem Aufwand selbst ihre TSN-kompatiblen Applikationen zu entwickeln. Im Gegensatz zu den hohen Stückzahlen bei den grossen Automobil-OEMs sind die Fertigungslose im industriellen Bereich normalerweise sehr viel kleiner, so dass eine günstige Entwicklung einer TSN-Lösung ohne entsprechende Partnerschaften und Tool-Kits für die allermeisten Unternehmen gar nicht möglich wäre.
Security inklusive Datensicherheit
Diese quasi nahtlose Connetctivity birgt natürlich auch gewisse Risiken. Um einen reibungslosen Betrieb zu gewährleisten, müssen die Systeme genau das tun, was sie sollen. Damit Hacker keine Prozesse manipulieren und auch nicht die Kontrolle übernehmen können, ist Security, die weit mehr als «nur» die Datensicherheit umfasst, ein absolutes Muss.
Zum Teil gibt EBV Elektronik auch Empfehlungen ab, wenn es darum geht, Security mit Hilfe von Kryptographie-Chips auf Board-Ebene umzusetzen, aber wenn es um grosse Security-Konzepte geht, kommen Partner wie Fraunhofer mit ihrem Spezial-Know-how mit ins Spiel. Diese Partner unterstützen dann das entwickelnde Unternehmen auch bei der Security-Analyse und dem Erkennen sowie Beseitigen von potenziellen Sicherheitslücken. Über eines sollte sich jeder im Klaren sein: Wer keine angemessenen Security-Massnahmen implementiert, kann quasi sicher sein, dass feindselige Hacker sich Zugang zum System verschaffen und für Unannehmlichkeiten sorgen.
Hohes Potenzial ausschöpfen – Wissen und Ressourcen fehlen oft
Europäische und gerade Schweizer KMU sollten das Potenzial von Industrie 4.0 nutzen, um neue Geschäftsmodelle zu entwickeln, mit denen sie weiterhin erfolgreich am Weltmarkt agieren können. Wenn sie es nicht tun, werden dies andere Firmen tun, die dann den europäischen Firmen mit den neuen Lösungen das Wasser abgraben könnten. Europas Industrie steht somit derzeit am Scheideweg, denn Industrie 4.0 ist keine Frage des Ob? sondern nur noch eine Frage des Wann? und des Wer?
Viele kleinere KMU verfügen nicht über die erforderlichen Engineering-, IT- und Entwicklungs-Ressourcen und -Kompetenzen, um sämtliche Aspekte von Industrie 4.0 abzudecken. So geben zum Beispiel viele kleinere Firmen offen zu, dass sie keine Erfahrung mit der Programmierung von Apps haben oder dass ihnen Begriffe wie Industrie 4.0 oder IoT (noch) nichts sagen. Industrie 4.0 bedarf einer neuen Form des Herangehens und des Denkens, wobei die europäischen, oft traditionellen Unternehmen das Rad nicht immer wieder neu erfinden müssen. Es braucht Vertrauen in seine Partner, gesunden Menschenverstand und den Glauben an die Zukunft des europäischen Werkplatzes.
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