Deutschland ist ein Hochlohnland. Doch durch den steigenden Automationsgrad, moderne Infrastruktur, IT-Know-How und die regionale Marktnähe beginnen Unternehmen ursprünglich lohnintensive Produktionen wieder nach Deutschland zu verlegen. In diesem Zusammenhang wird in der Industrie – ähnlich wie in den USA – bereits von einer Reindustrialisierung gesprochen. Damit Deutschland auch künftig ein attraktiver Standort für produzierende Unternehmen bleibt, müssen diese mehr denn je in der Lage sein, profitabel zu produzieren. Grundvoraussetzung dafür ist eine hohe Anlagenverfügbarkeit. Der erste Schritt dahin ist zunächst Transparenz über alle Produktionsschritte zu erhalten. Teure Produktionsausfälle gilt es zum Beispiel durch vorbeugende Wartung (Predictive Maintenance) zu vermeiden. Nur wenn die Daten zu Informationen verdichtet und geeignet aufbereitet werden können – etwa via Cloud auf Smartphone oder Tablet – können die Verantwortlichen zeitnah Entscheidungen treffen und entsprechende Maßnahmen einleiten. Nutzwertanalysen und vorbeugende Wartungs- und Instandshaltungsmethodiken bedingen jedoch andere Mechanismen und Datenanalysen, die unabhängig von den Steuerungskreisen der Produktionsautomation sind. Diese Anforderungen separat aufzubauen, um so die Hauptsteuerung unbeeinflusst von der Datenanalyse der Produktion zu gestalten, kann daher technisch sinnvoll und notwendig sein. Im Übrigen benötigt die Steuerung der Produktion meist andere Produktionsparameter als zur Analyse notwendig wären. Damit dies gelingt, müssen die Daten jedoch erst einmal sicher und fehlerfrei von der Feldebene in die Cloud gelangen.
Vorsprung durch Vielseitigkeit
Einen entscheidenden Beitrag leistet hier das Wago I/O-System-750. Die Controller PFC100 und PFC200 dieser Produktfamilie und deren dazugehörige I/O Module sind eine der skalierbarsten, kompaktesten und performantesten Systemlösungen zur Datenerfassung und Verarbeitung – insbesondere in Bezug auf den Formfaktor, die Performance und die Kommunikationsunabhängigkeit. Das System bietet zusätzlich Herstellerunabhängigkeit in Bezug auf die anzuschließenden Signale aus der Feldebene und auch Feldbusunabhängigkeit zur Übertragung der Daten. Ebenfalls können basierend auf dem Linux-Betriebssystem Cloud-Protokolle wie etwa MQTT installiert werden. Der PFC ist somit ein skalierbarer Knotenpunkt, der bei bereits bestehenden Automatisierungssystemen nachgerüstet werden kann, ohne in den eigentlichen Automatisierungsprozess einzugreifen. Dazu werden die Daten parallel abgegriffen und basierend auf OPC-UA über offene Standardkommunikationsprotokolle an die Produktionsleitebene oder einen Internetserver übertragen.
Hohes Maß an IT-Sicherheit
Für den sicheren Transport der Daten besitzen die Controller der PFC Familie umfangreiche Onboard-Sicherheitsmechanismen. Die Daten werden mittels SSL/TLS 1.2-Verschlüsselung (Secure Sockets Layer/Transport Layer Security) codiert gesichert. Die sichere Verbindung wird über ein Virtual Private Network (VPN) und IPSec direkt aus dem Controller aufgebaut. Darüber hinaus besitzen die Controller eine konfigurierbare Firewall. All diese IT-Security-Mechanismen sind im Controller implementiert, so dass ein zuverlässiger Schutz gegen Fremdzugang besteht und die Datenintegrität in hohem Maße gewährleistet ist. Bereits heute erfüllt Wago somit alle relevanten Richtlinien im Bereich IT-Security. In diesem Umfeld ist das Whitepaper zur IT-Sicherheit des Bundesverbandes der deutschen Energie- und Wasserwirtschaft (BDEW) richtungweisend. Es setzt besonders hohe Maßstäbe, da die Energiewirtschaft zur kritischen Infrastruktur (KRITIS) zählt. Die Wago-Steuerungen PFC100 und PFC200 erfüllen die BDEW IT-Sicherheitsbedingungen und können somit in KRITIS-Anwendungen eingesetzt werden.
Flexible Produktionsanalyse
Produktionsanalysen nicht nur im lokalen Produktionsleitrechner durchzuführen, sondern auch flexibel im gesicherten Internet, bietet besondere Vorteile. Diese Cloud-Anbindung bietet ein Maximum an Flexibilität und Zugang zu den Daten und deren Analyse. Darüber hinaus steht durch die freie Nutzung von Internetservern eine weit größere Rechnerperformance zur Verfügung, als lokale Produktionsrechner leisten können. Die Controller des Herstellers sind in der Lage über die Implementierung von Internetprotokollen, wie MQTT oder anderen, eine sofortige Cloud-Anbindung herzustellen. Dadurch können komplexe Prozesse nicht nur erfasst, sondern per Smartphone oder Tablet auch geeignet visualisiert werden. Relevante Bereiche lassen sich über Hierarchien nach Detailtiefe filtern. Auf diese Weise sind mögliche Fehlfunktionen leichter und frühzeitig lokalisierbar.
Überzeugende Fakten
Die mit der Cloud verbundenen Vorteile klingen zunächst vielversprechend. Cloud-Lösungen sind flexibel, skalierbar, überzeugen durch eine hohe Verfügbarkeit und die Möglichkeit des zentralen Zugriffs. Sie lassen sich ebenfalls nutzen, um große Datenmengen bequem zu managen.
Dennoch wird die Cloud in Deutschland unter dem Gesichtspunkt der IT-Security und des Know-How-Schutzes sehr kritisch betrachtet – im Besonderen, wenn es um geschäftskritische Daten geht. Mittelfristig wird jedoch damit zu rechnen sein, dass sich diese Skepsis gegenüber Cloud-Anwendungen legen wird, handelt es sich bei Cloud-Anbietern doch um hochspezialisierte Unternehmen, die über hohe Sicherheitsstandards bei Software und Hardware verfügen. Kaum ein lokaler Server kann diese Sicherheit bieten.
Chancen nutzen
Es besteht kein Zweifel, dass Cloud, Big Data und Data Analytics für viele Unternehmen zunehmend an Bedeutung gewinnen, um Kosten zu reduzieren und den Betrieb der Produktionsanlagen somit selbst im Hochlohnland Deutschland rentabel zu gestalten. Schließlich besteht der Kern des Industrial Internet of Things-Gedanken darin, Daten gewinnbringend zu verwerten und einen nachhaltigen Mehrwert für das Unternehmen zu generieren. Dies erfordert noch Vertrauen in neuen Technologien. Der Nutzen wird mit der Zunahme an IT Sicherheit jedoch für eine höhere Akzeptanz sorgen. Die effiziente Automatisierung leistet, verbunden mit performanter Produktionsdatenanalyse und der flexiblen Handhabung in der Cloud, einen Beitrag für eine effizientere Produktion und hilft somit die Attraktivität Deutschlands als Produktionsstandort zu sichern.
