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Dieser Beitrag ist Teil der Titelreportage der P&A Quarterly 3.2019 . Lesen Sie hier das zugehörige Titelinterview mit Thierry Bieber von HMS.
Obwohl der Begriff Industrie 4.0 mittlerweile deutlich überstrapaziert ist, sind viele Unternehmen nach wie vor überfordert, wenn es um die konkrete Digitalisierung der Anwendung geht. Industrie 4.0 ist aber nicht einfach ein leeres Schlagwort. Die generellen Fragen dahinter lauten zum Beispiel: Wie kann ich die Wertschöpfungskette meiner Maschine steigern? Wie kann ich neue kommerzielle Geschäftsmodelle erzeugen? Und wie kann ich meine Kunden und Mitarbeiter zufriedenstellen?
Allerdings können viele Anwender vorab schwer einschätzen, welche Industrie-4.0-Lösung sie wirklich brauchen und wie die Umsetzung aussehen könnte. Daher ist der schrittweise Einstieg hier oftmals die ideale Lösung. Erfolge und Vorteile der durchgängigen Digitalisierung werden dann schnell sichtbar und erhöhen die Akzeptanz.
Industrie 4.0 light: Die Fernwartung
Ein erster Schritt in die neue Technologie kann ein einfacher Fernzugriff sein. Das bedeutet, aus der Ferne kann sicher auf weltweit eingesetzte Maschinen zugegriffen werden, egal ob diese nur wenige Kilometer oder einen Kontinent entfernt sind. Damit lassen sich die Inbetriebnahme von Maschinen optimieren und Programme aus der Ferne aktualisieren.
Im Fehlerfall können dank der Ferndiagnose zudem schnell die passenden Maßnahmen eingeleitet werden. Die Erfahrung zeigt, dass sich Kosten für den Support auf diese Weise um 50 bis 70 Prozent reduzieren lassen. Gleichzeitig verkürzen sich die Reaktionszeiten deutlich und die Zufriedenheit von Kunden und Servicemitarbeitern nimmt zu – eine Win-Win-Situation für alle Beteiligten.
Soll aus der Ferne auf Maschinen zugegriffen werden, haben viele Unternehmen aber Angst, „Tür und Tor“ in ihre Werkskommunikation zu öffnen. Mit den industriellen VPN-Routern Ewon Cosy und Ewon Flexy von HMS ist genau das nicht notwendig: Für den Fernzugriff verbindet sich der in der Maschine integrierte Router via VPN (authentifiziert und verschlüsselt) mit der HMS-Talk2M-Cloud-Plattform, übrigens ohne dazu die firmeninternen Firewallregeln ändern zu müssen.
Aus der anderen Richtung stellt jeder Benutzer ebenfalls eine eigene verschlüsselte und authentifizierte Verbindung zu diesem Server her. Auf dem Cloud-Server sind über Benutzerkonten die jeweiligen Zugangs- und Bearbeitungsrechte klar definiert. Talk2M sowie die im Router integrierte Firewall stellen also sicher, dass nur erlaubte Fernzugriffe ausgeführt werden und nur im vordefinierten Bereich zugegriffen werden kann.
Sinnvoll ist es dabei auch, die IT-Abteilung des Endanwenders frühzeitig einzubinden und einen Lesezugang einzurichten, damit Protokolle der Kommunikationsaktivitäten eingesehen werden können. Das gibt Sicherheit und steigert die Akzeptanz. Schon diese einfache Lösung bringt also etliche Vorteile. Gerade in der Lebensmittelbranche, wo frische Produkte verarbeitet werden und Stillstände schnell unangenehm werden können, sind kurze Reaktionszeiten essenziell.
Fernwartung plus Daten
Darüber hinaus ist es in vielen Fällen sinnvoll, Zustandsdaten zu Verschleiß, Betriebsstunden und vieles mehr zu erfassen und aktiv zu verteilen, zum Beispiel an den Maschinenführer, die Instandhaltung oder das Management. Dazu sammelt der Router Daten aus den Maschinensteuerungen beziehungsweise digitale und analoge Signale.
Lokal im Router bereitgestellte Übersichten helfen dem Anwender, den Maschinenzustand zu visualisieren, sich ändernde Werte zu protokollieren und damit Rückschlüsse auf den Betriebszustand zu ziehen. Auch Alarme lassen sich generieren, um entsprechende Instandhaltungsmaßnahmen auszulösen. Prozessdaten können dann weiter über die OPC-UA-Kommunikation auch in ein internes ERP- oder MES-System übernommen werden, um zum Beispiel die Prozesse zu optimieren.
Hilfreich ist es, wenn die realen Betriebsdaten auch dem Maschinenbauer zur Verfügung gestellt werden. Hierzu kann genau ausgewählt werden, welche Daten er über die Talk2M-Cloud-Plattform einsehen darf und welche nur im eigenen Unternehmen genutzt werden. Damit kann der Maschinenbauer einen deutlich zuverlässigeren Betrieb der Maschinen gewährleisten, Empfehlungen zur Prozessoptimierung aussprechen oder die (vorbeugende) Instandhaltung übernehmen.
Gleichzeitig gibt der Zugang auf Betriebsdaten dem Maschinenbauer die Möglichkeit, neue Geschäftsmodelle zu entwickeln, die besser auf die Anwenderbedürfnisse zugeschnitten sind. Bei Weiterentwicklungen kann er seine Maschinen darüber hinaus besser an den realen Betrieb anpassen. Davon profitieren letztendlich beide: Maschinenbauer und Anwender.
Echtzeitkommunikation zur Cloud
Mit dem Anybus-Edge-Gateway schließlich lassen sich auch sehr komplexe IIoT-Projekte realisieren, denn die Geräte stellen zusätzlich Edge-Intelligenz bereit. Mit ihnen können intelligente, dezentrale Operationen nahe der Datenquelle ausgeführt und dann die relevanten Daten in die Cloud übertragen werden.
Die ereignisgesteuerte Producer-Consumer-Kommunikation erlaubt eine schnelle Kommunikation von Sensoren bis in die Cloud und zurück. Damit sind Echtzeitkommunikation und auch Synchronisation zwischen Maschinen und IT-Management-Software möglich. Die stärkere Verzahnung der gesamten Produktion schafft die wesentlichen Voraussetzungen für eine papierlose, synchronisierte und flexible Produktion. Bei der Flaschenabfüllung beispielsweise muss oft agil auf unterschiedliche Produkte reagiert werden. Mit dem Anybus-Edge-Gateway werden die idealen Voraussetzungen dafür geschaffen.
Mit IIoT die Nase vorn
Wenn am Anfang noch die Strukturen für Industrie-4.0-Lösungen oder Konzepte für die Reaktion auf eventuelle Probleme fehlen, ist der schrittweise Einstieg der ideale Weg. Auf diese Weise können Strukturen sukzessive wachsen, um schnell aktuellen Anforderungen gerecht zu werden.
Gleichzeitig ist aber auch die Basis gelegt für zukunftsträchtige Lösungen. Gut aufgesetzt überwiegt der Nutzen den Aufwand, und die Risiken bleiben überschaubar. Wenn man bedenkt, dass derzeit lediglich circa 20 Prozent aller Maschinen mit Fernwartung ausgeliefert werden, kann das für Anlagenbetreiber zum entscheidenden Wettbewerbsvorteil werden.
Im Prozess dieser IIoT-Integration bietet HMS nicht nur einzelne Produkte an, sondern unterstützt als Technologiepartner Endanwender und Maschinenbauer gleichermaßen – egal an welchem Punkt des komplexen Prozesses der Maschinenvernetzung sie gerade stehen. Darüber hinaus helfen die Experten von HMS dabei, mithilfe von Produktionsdaten über verschiedene HMS-Cloud-Lösungen leistungsstarke und schlüsselfertig auf Kundenanforderungen angepasste Applikationen zu realisieren.
