Ausfälle verhindern Die Ende-zu-Ende-Sichtbarkeit des Datenflusses im IIoT

Für die Industrie 4.0 stellt das industrielle Internet der Dinge im übertragenen Sinne die Hauptschlagader der Datenkommunikation dar. Bereits vor den Herausforderungen durch die Covid-19-Pandemie wurde das Konzept hinter IIoT durch die Globalisierung und die sich ständig verändernde Nachfrage nach Rohstoffen sowie die schwankenden wirtschaftlichen Grundvoraussetzungen von immer mehr Unternehmen in die langfristigen Planungen aufgenommen und zum Etappenziel einer vernetzten Produktion erklärt.

Insbesondere aber durch die Pandemie sowie die damit verbundene Notwendigkeit auf Remote-Arbeit und neue Konzepte zu setzen, rückte das IIoT noch stärker in den Fokus einer Vielzahl von Unternehmen. So verrät auch eine aktuelle Studie von Google, dass seit dem Beginn der Pandemie drei Viertel der Fertigungsunternehmen weltweit den Einsatz von digitalen Technologien vorangetrieben haben – darunter auch Netzwerktechnologien wie das IIoT.

Die aktuellen Unsicherheiten, die branchenübergreifend eine strategische Neuausrichtung zur Folge haben, ziehen auch an produzierenden Unternehmen nicht spurlos vorüber. Dabei ist klar, dass diese vor allem von den zahlreichen Vorteilen profitieren wollen. Durch eine umfassende Digitalisierung ergeben sich weitreichende Chancen wie die Verringerung geplanter Wartungszeiten sowie eine Produktionssteigerung bei zugleich reduzierten Kosten.

Ein entscheidender Vorteil der hochmodernen Technologien und vergangener industrieller Errungenschaften ist, dass sich das Bedienpersonal nicht mehr direkt neben der Anlage befinden muss, um einen verlässlichen Betrieb sicherzustellen. In modernsten Unternehmen müssen sich Bediener nicht einmal im selben Land befinden. Diese neue Flexibilität birgt allerdings auch zentrale Herausforderungen.

So ist es notwendig, dass insbesondere das Netzwerk, das zentraler Bestandteil der Datenübertragung und somit die Grundlage für das IIoT ist, zuverlässig sowie mit einer gleichbleibenden Qualität arbeitet. Schlussendlich erfüllen sich die Versprechen, die das IIoT vielen produzierenden Unternehmen hoffnungsvoll anbietet, nur dann, wenn dieses komplexe Netz integrierter Systeme eine reibungslose reziproke Kommunikation sicherstellt. Erst dann können essenzielle Arbeitsabläufe automatisiert und verbessert werden.

Die Herausforderungen des IIoT meistern

Insbesondere hochkomplexe IIoT-Umgebungen erfordern eine konstante Überprüfung und ein entsprechendes Monitoring der Netzwerkleistung. Dabei sind die Unternehmen nicht nur auf die einzelnen Geräte innerhalb der Produktionsanlagen angewiesen. Für den reibungslosen Geschäftsbetrieb sollten auch alle an das Manufacturing Execution System (MES) angeschlossenen Systeme im Blick behalten werden.

Hierunter fallen auch zentrale Verwaltungsorgane wie Enterprise-Resource-Planning (ERP). Eine entscheidende Rolle in der immer stärker vernetzten Produktion stellen dabei auch zentrale Verbindungen mit dem Internet sowie mit Cloud-Dienstleistungen dar. Diese Art der Kommunikation mit der Außenwelt wird für viele Unternehmen immer mehr zu einer essentiellen Säule des tagtäglichen Geschäftsbetriebes.

Die Lieferkette des 21. Jahrhunderts ist eine wesentlich komplexere als die der vergangenen Jahrzehnte und durch die globale Vernetzung vielschichtiger denn je. Eine zentrale Rolle spielt dabei die Datenübertragung und die Kommunikation mit ausgelagerten Cloud-Dienstleistern. Für produzierende Unternehmen ist es dementsprechend unerlässlich, dass alle Mitarbeiter über Remote-Zugänge die Möglichkeit haben, auf alle für sie relevanten Netzwerke und Informationen zuzugreifen.

Ende-zu-Ende-Transparenz

Um die Funktionsfähigkeit beim Einsatz des IIoT für dezentrale Anlagen sowie Geräte zu gewährleisten, ist die Ende-zu-Ende-Transparenz im gesamten Netzwerk eine zentrale Voraussetzung. Diese wiederum lässt sich nur dadurch sicherstellen, dass zunächst grundlegende Netzwerktests durchgeführt werden, welche die gesamte digitale Architektur und alle im Netzwerk verfügbaren, vernetzten Geräte erfassen. Darüber hinaus gehören zur Infrastruktur, die im Blick behalten werden muss, auch die Cloud-Services und mit der Produktion verbundenen Internet-Dienste.

Diese Erfassung der gesamten Infrastruktur sowie der inbegriffenen Netzwerkkapazitäten ist das Fundament des später aufzubauenden IIoT. Ist diese Grundlage geschaffen und wurde diese erfolgreich und entsprechend der Zielvorgaben des Unternehmens aufgebaut, lässt sich durch ein dezidiertes Programmierschnittstellen-Monitoring (Application Programming Interface, API) schlussendlich der eigentliche Mehrwert des IIoT schaffen.

Heruntergebrochen auf die einzelnen Aspekte der vernetzten Fabrik kann man feststellen, dass die Geräte innerhalb des Netzwerks unterschiedliche digitale Sprachen sprechen. Durch gezieltes API-Monitoring und eine grundlegende Analyse kann hierbei gewährleistet werden, dass alle Geräte trotz dieser unterschiedlichen Sprachen miteinander kommunizieren können.

Für Betreiber ist es daher essentiell, dass sie etwa bei externen APIs nicht nur über eine Front-End-Interaktion, sondern auch über detaillierte Informationen zur Kommunikationsstrategie der Geräte und Anwendungen verfügen. Auf diese Weise können sie auch externe APIs im Kontext der verwendeten Kernapplikation, auf deren Grundlage das gesamte System aufgebaut ist, verstehen und integrieren. Dadurch lässt sich eine fabrik- sowie standortübergreifende Ende-zu-Ende Visibilität etablieren, die auch die Funktionalität aller Systeme im Auge behält. In der Folge können systemübergreifende Interaktionen gestartet, Daten gesammelt und übergeordnete Workflows besser gebündelt werden. Eventuell auftretende Probleme hingegen werden schnell erkannt und behoben.

Neben diesen Möglichkeiten bietet das umfassende API-Monitoring allerdings auch noch wesentliche Vorteile hinsichtlich der weiteren Optimierung von Arbeitsabläufen. So ermöglicht das adaptive API-Monitoring Verantwortlichen nicht nur die Simulation von einzelnen Benutzer- und Geräte-Interaktionen, sondern auch die direkte Bestimmung von tatsächlichen Datenströmen, die sich über API-Services ermitteln lassen. Dies ermöglicht, dass die Netzwerk-Performance sowie die Netzwerkkapazitäten jederzeit im Blick behalten werden können und auch bei iterativen sowie wechselseitigen Interaktionen stets ein Überblick über das große Ganze behalten wird. Im Umkehrschluss lassen sich auf Grundlage dieser Erkenntnisse weitere Optimierungspotenziale zielgerichtet feststellen und umsetzen. Hier helfen beispielsweise die Netzwerk Monitoring Lösungen von ThousandEyes, einem Unternehmen von Cisco.

Fazit

Die zunehmende Vernetzung sowie die Nutzung von Daten gewinnen innerhalb der Wirtschaft zunehmend an Bedeutung. Eine entsprechende Netzwerkqualität und eng damit verknüpft eine Ende-zu-Ende-Transparenz des Netzwerks stellt daher die Grundlage des bisherigen und künftigen Erfolges für Fabriken und Anlagen dar.

Um sicherzustellen, dass IIoT-Geräte mit voller Leistung arbeiten und die angeschlossenen Prozesse reibungslos ablaufen, sollten Unternehmen deshalb ihr Augenmerk auf APIs, öffentliche und private Cloud-Services richten.