Es braucht keine Glaskugel, um sagen zu können, dass in fünf bis zehn Jahren cloudbasierte Datenspeicherung und die entsprechende Analyse in der Automatisierungstechnik Stand der Technik sein werden. Dezentral anfallende Prozess- und Anlagedaten werden zentral in der Cloud gesammelt. Anlagenbetreiber, Instandhalter, Gerätelieferanten, Systemintegratoren und viele mehr können auf diese Daten von überall auf der Welt zugreifen, um sie für Optimierungsprozesse aller Art zu nutzen. Auch wenn es bei der praktischen Umsetzung auf technischer und auf rechtlicher Seite noch viele Fragezeichen gibt, ist die Richtung vorgegeben. Wer heute auf die Integration cloudbasierter Kommunikationslösungen verzichtet, nur weil es bislang noch kein standardisiertes Patentrezept gibt, läuft Gefahr den Anschluss zu verpassen. Der Weg zum Ziel ist mit Sicherheit nicht geradlinig, aber jetzt loszulaufen ist erfolgversprechend.
Hersteller, Integratoren, Anlagen- und Maschinenbauer überzeugen
Bevor man über die Zukunft industrieller Anlagen spricht und welche Rolle datenbasierende Geschäftsmodelle dabei künftig spielen, sollte man einen Blick auf den aktuellen Stand der Technik werfen. Typischerweise sind industrielle Anlagen mit mindestens einer oder mehreren Speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) ausgerüstet. Wo mehrere SPSen im Einsatz sind, stammen sie nicht selten von unterschiedlichen Herstellern. Nach heutigem Stand verbleiben in den meisten Anwendungen Prozess- und Anlagedaten noch in der Fertigungsebene, werden also nicht auf Planungsebene genutzt. Zudem sind vielen Geräteherstellern, Anlagenbauern, Maschinenbauern und Systemintegratoren nach wie vor die Vorteile unklar, die Industrie 4.0 bzw. IIoT allen Beteiligten in diesem Zusammenhang bringen kann. Deshalb vorab einige der Vorteile im Kurzüberblick:
Angepasste Wartungszyklen, Fernwartung und andere Vorteile
Während der Produktion fallen in der Anlage Unmengen an Daten an. Sammelt man diese Daten zentral und analysiert sie mit den entsprechenden Tools, lassen sich Fertigungsprozesse optimieren, das ist keinem neu. Weitere Vorteile entstehen jedoch, wenn man diese Daten in der Cloud ablegt, denn dann können sie Anlagenbetreiber gemeinsam mit ihren Geräteherstellern oder Maschinenlieferanten untersuchen und zusammen Prozesse verbessern.
Für Maschinenbauer entsteht über cloudbasierte Datenspeicherung und Analyse die Möglichkeit, Wartungsverträge und -zyklen ideal an die Bedürfnisse der Anwender anzupassen. Zudem wird in vielen Fällen Fernwartung möglich, und bei Problemen kann aus der Ferne geholfen werden. So lassen sich viele Anlagenstillstände vermeiden oder Stillstandzeiten deutlich verkürzen. Auch vorausschauende Wartung wird damit einfacher. Zudem lassen sich Pay-per-Use-Anwendungen mit Cloud-Lösungen sehr gut realisieren: Anbieter von Dienstleistungen oder Arbeitsmitteln können ihre Vertriebskonzepte dahingehend umstellen, dass der Verbraucher nur das bezahlt, was er wirklich auch nutzt. Wo bei Verbrauchsgütern Nachschub geliefert werden muss, lassen sich automatisiert Bestellungen auslösen und dadurch die Logistik vereinfachen. Zusätzlich profitiert der Anlagenbetreiber durch die cloudbasierte Datenspeicherung und Analyse von der vorausschauenden Wartung und standortübergreifenden Optimierung von Materialfluss und Logistik.
Die passende Lösung wählen bringts!
Aus theoretischer Sicht überzeugen die möglichen Vorteile Gerätehersteller, Anlagenbauer, Maschinenbauer und Systemintegratoren längst. Allerdings müssen diese Vorteile auch in der Praxis nutzbar werden. Hier stösst die Cloud-Kommunikation auf ganz unterschiedliche Vorurteile und Hürden. Da in dem Bereich noch Standards fehlen, haben viele z.B. Angst aufs falsche Pferd zu setzen. Deshalb abzuwarten und erst einmal nicht aktiv zu werden, ist jedoch das Schlechteste was man tun kann. Denn auch in puncto Cloud-Kommunikation gilt: Der frühe Vogel fängt den Wurm. Wer frühzeitig in die Technologie einsteigt, läuft natürlich Gefahr, die falsche Technologie zu wählen. Aber mit der gesammelten Erfahrung einen Richtungswechsel einzuleiten ist einfacher, als völlig unerfahren und verspätet in die Thematik einzusteigen und bis dahin Mitbewerbern den Markt zu überlassen.
Eine weitere Einstiegshürde liegt darin, dass in industriellen Anlagen ganz verschiedene Steuerungen und Kommunikationsbusse eingesetzt werden. Eine passende Lösung für die Cloud-Kommunikation zu finden, ist nicht ganz einfach. Auch die teilweise verhältnismässig hohen Investitionen schrecken viele ab. Richtig genutzt spart man jedoch die Mehrkosten für die Kommunikationslösung im laufenden Betrieb sehr schnell durch die erzielten Effizienzsteigerungen wieder ein.
Ist sicher wirklich sicher?
Neben fehlendem Wissen um die Vorteile cloudbasierter Kommunikationslösungen und die bereits vorhandenen Lösungen entscheidet oft noch die Angst gegen den Einsatz. Ist die Datenübertragung wirklich sicher? Schaffe ich nicht Einfallstore für Hacker in meine Produktion? Wem gehören die Prozessdaten, dem Anlagenbetreiber oder dem Maschinenbauer bzw. Gerätehersteller oder Systemintegrator? Um auf diese Fragen Antworten geben zu können, haben die Experten für industrielle Kommunikation von HMS auch im vergangenen Jahr ihre Produkte kontinuierlich weiterentwickelt. So wurden ihre Kommunikations-lösungen nach der ISO27001 zertifiziert.
Die Norm befasst sich mit Informationssicherheit innerhalb von Organisationen und spezifiziert Anforderungen für Einrichtung, Umsetzung, Aufrechterhaltung und fortlaufende Verbesserung eines dokumentierten Informationssicherheits-Managementsystems. Dank dieser und einer STAR-Zertifizierung (Security Test Audit Report) haben Anwender die Sicherheit, dass ihre Daten mit den Lösungen der Kommunikationsexperten auch wirklich sicher übertragen und abgelegt werden.
Praktische Lösungen für Neu- und Bestandsanlagen
Während in Neuanlagen (Greenfield) heute direkt Lösungen für die Cloud-Kommunikation integriert werden, gilt es diese in den kommenden Jahren in vielen Bestandsanlagen (Brownfield) nachzurüsten. Beide Anwendungsfälle stellen ganz unterschiedliche Anforderungen. Bei Brownfield-Applikationen hat man es oft noch mit alten SPSen und heterogenen Netzen zu tun, während bei Neuanlagen moderne Kommunikationsstandards wie OPC UA, MQTT oder TSN gefordert werden. HMS hat schon heute für beide Anwendungsfälle die passenden Lösungen im Angebot:
Nicht nur bei Neuanlagen, sondern auch bei Bestandsanlagen können die IIoT-Gateways eWON Flexy ihre Vorteile ausspielen. Sie passen sich flexibel an unterschiedlichste Steuerungen an, beherrschen nicht nur neue Kommunikationsstandards, sondern kommunizieren auch über ältere Kommunikationsstandards (z.B. MPI), wie man sie in Bestandsanlagen vorfindet. Damit lassen sich unterschiedlichste Steuerungen in ein Gesamtkonzept integrieren. Für Gerätehersteller bietet HMS mit den neuen Multi-Protokolllösungen der Anybus CompactCom-Familie die Möglichkeit, die Protokolle OPC UA und MQTT zusätzlich zur Echtzeitkommunikation über Profinet und Ethernet/IP zu nutzen. Die neuen Kommunikationsmodule sind abwärtskompatibel zu den bestehenden Modulen. Gerätehersteller können durch einen einfachen Modultausch ihre Automatisierungsgeräte mit den modernen Kommunikationsstandards nachrüsten. Mit den Kommunikationsmodulen lässt sich so einerseits die Echtzeitkommunikation abwickeln und andererseits die Anbindung an industrielle IT-Systeme über nur einen Ethernet-Anschluss realisieren. Bei alledem sollte man nicht vergessen: Im IIoT geht es weniger um Dinge als vielmehr um Daten. Wie man Big Data analysiert und sinnvoll nutzt, stellt viele Anwender vor ebenso grosse Herausforderungen wie die Suche nach der passenden Daten-Kommunikationslösung.
Fazit
Einerseits sind die neuen datenbasierenden Geschäftsmodelle in aller Munde, andererseits hapert es oft bei der praktischen Umsetzung. Geräte- und Maschinenbauer haben ebenso Vorbehalte wie Systemintegratoren. Zwar lassen sich mit den Daten in der Cloud klare Mehrwerte schaffen: Neue Business-Modelle wie «Pay-per-Use» werden genauso denkbar wie vorausschauende Wartung. Richtig aufbereitet können Anwender mit den gesammelten Anlagendaten Prozesse deutlich optimieren. Doch die Frage, wie sicher Datenübertragung und -speicherung sind, schreckt viele Anwender ebenso ab wie das mangelnde Wissen um die Technologie selbst.
Die Experten für industrielle Kommunikationslösungen von HMS bieten schon heute zahlreiche Lösungen, die den sicheren Einstieg in die Cloud-Kommunikation einfach möglich machen und zwar sowohl für Bestands- als auch für Neuanlagen. In den vergangenen Jahren haben sie viel Entwicklungsarbeit investiert. Neu im Produktportfolio sind zum Beispiel Anybus Kommunikationsmodule, die auch OPC UA und MQTT unterstützen sowie das IIoT-Gateway eWON Flexy 205. Sicherheitsbedenken konnten beseitigt werden, denn die Kommunikationslösungen sind nun auch nach ISO 27001 zertifiziert und haben zudem eine STAR-Zertifizierung (Security Test Audit Report). Dank des grossen HMS IIoT-Partnernetzwerks erhalten Anwender auch Komplettlösungen, um die gesammelten Prozessdaten sinnvoll auszuwerten und zusätzliche Wertschöpfung zu erzielen.
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