Publiziert am 10. Dezember 2021 von unter: ,

Mit IIoT-Projekten die Konkurrenz abhängen

Ingenieurin kontrolliert Maschine

Mit dem Industrial Internet of Things (IIoT) werden Produktionsprozesse effizienter. Bild: © skynesher / Getty Images

Der Markt für Maschinenbauer und Anlagenbetreiber ist hart umkämpft. Wollen sie ihr Potenzial ausschöpfen und wettbewerbsfähig bleiben, müssen sie den Weg in die IIoT-Welt (IIoT = Industrial Internet of Things) und damit in die digitale Transformation schaffen. Viele scheuen die damit verbundenen Herausforderungen und vermeintlich hohen Kosten. Doch mit dem richtigen Werkzeugkasten und kompetenten Partnern schließen Unternehmen IIoT-Projekte effizient und erfolgreich ab.

 

Effizienz verbessern und Potenziale ausnutzen

Maschinenbauer und Anlagenbetreiber stehen vor vielfältigen Herausforderungen: Die Mitbewerber aus Fernost und Teilen Europas drücken die Erlöse und erobern Marktanteile. Zur Nutzung des vollen eigenen Innovations- und Servicepotenzials fehlen häufig Ressourcen und Fachkräfte. Abhilfe schaffen erfahrungsgemäß modernste Digitalisierungs- und Vernetzungstechnologien. Mit entsprechenden IIoT-Projekten können Unternehmen so ihre Effizienz verbessern, ihr Angebot differenzieren und damit einen echten Wettbewerbsvorteil erlangen.

Im Mittelpunkt dieses Digitalisierungsprozesses steht das IIoT, häufig synonym verwendet mit dem Begriff Industrie 4.0. Es beschreibt die digitale Vernetzung von physischen Objekten sowohl untereinander als auch mit dem Internet. So wird die maximal mögliche Kommunikation zwischen den „Dingen“ (Things) erreicht: Objekte, Systeme und Personen befinden sich nach erfolgreicher Umsetzung in einem stetigen, lückenlosen und medienbruchfreien Austausch. Im Grunde lässt sich jedes Objekt in die IIoT-Welt integrieren und so in den Kommunikationsprozess einbinden.

 

Unternehmen scheuen die Veränderung

Die Vorteile des IIoT sind den meisten Unternehmen durchaus bewusst, doch scheuen sich viele vor dem Wandel. Die meisten Firmen haben weder die Ressourcen noch die Fachkräfte, um den Digitalisierungsprozess anzustoßen. Viele setzen sich mit auf dem Markt verfügbaren Systemen auseinander und stellen fest, dass diese Lösungen nicht flexibel genug sind, um sich ihren individuellen Bedürfnissen anzupassen.

Ein großer Hemmschuh ist auch die Angst vor möglichen Cyber-Attacken: Bedeutet die Digitalisierung für die eigene Organisation eine zusätzliche Gefahr Werden Daten durch die Vernetzung der einzelnen Produktionsobjekte mit dem Internet und Drittsystemen zur leichten Beute für Industriespione


Die Top 5 − So profitieren Unternehmen von IIoT-Projekten:

  • Der digitale Zwilling bietet größtmögliche Transparenz für Produktion und Fertigung
  • Erfassung und Analyse der Maschinendaten ermöglicht höhere Effizienz
  • Weltweit können Maschinen und Anlagen einfach integriert werden
  • Schneller Zugang zu neuen Geschäftsmodellen
  • Zukunftssicheres Gesamtkonzept

Zweifelsohne: Die Sorge vor einer zunehmenden Angreifbarkeit durch IIoT ist groß. Klar ist aber auch: Für all die Herausforderungen gibt es inzwischen gute Lösungsansätze. Folglich wagen sich immer mehr Unternehmen aus der Deckung und befassen sich intensiv mit der Aufgleisung und Umsetzung von IIoT-Projekten.

 

Konkret: Potenziale erfolgreicher IIoT-Projekte

An welchen Punkten setzt die Digitalisierung konkret an? Wo helfen entsprechende IIoT-Projekte bei der Einsparung von Zeit und Kosten? Vier Beispiele geben einen Einblick in die Potenziale:

  • Arbeitsabläufe können effizienter gestaltet werden. Somit steigen Produktivität und Durchsatz, wodurch der Betriebsablauf optimiert und Kosten gesenkt werden können.
  • Digitaler Zwilling: Durch die eingespeisten Daten der Maschinen und Geräte ergibt sich ein genaues Abbild der Produktion − ein so genannter digitaler Zwilling, dessen Daten Organisation auf vielfältige Weise nutzen können.
  • Logistik: Automatisierte und transparente Abläufe vereinfachen und optimieren den Arbeitsaufwand in der Logistik.
  • Instandhaltung: Besonders im Bereich der Instandhaltung profitieren Unternehmen von transparenten Daten. Dank Statusmeldungen in Echtzeit können Techniker:innen schneller auf einen möglichen Wartungsbedarf reagieren. Dies führt wiederum zu weniger Ausfallzeiten in der Produktion.

 

Hürden überwinden

Um von den Vorteilen des IIoT zu profitieren, braucht es Konnektivität. Diese wird beispielsweise erreicht, indem ein Edge Gateway an die entsprechende Anlage via IP angeschlossen und insbesondere mit der Steuerung verbunden wird. Es gibt spezielle Edge Gateways, die sich für die Anwendung im Industrieumfeld eignen und die Sicherheitsanforderungen an eine OT/IT-Integration.

Einige IIoT-Begriffe kurz erklärt:

✓ Edge Gateway: Vor Ort installierte Hardware, die auf Fabrikebene eine Verbindung zwischen einem industriellen Netzwerk und dem Internet herstellt

✓ IO-Module: Module zur Erfassung und Ausgabe analoger und digitaler Signale in Anlagen

✓ MQTT: Message Queuing Telemetry Transport, ein offenes Netzwerkprotokoll für die Machine-to-Machine-Kommunikation

✓ IO-Link: Markenname, ein Kommunikationssystem zur Anbindung intelligenter Sensoren und Aktoren an ein Automatisierungssystem

✓ OPC UA-Schnittstelle: Datenaustausch-Standard für eine sichere, zuverlässige, Hersteller- und Plattform-unabhängige Kommunikation (UA = Unified Architecture).

Die OT/IT-Integration ist der von Organisationen angestrebte Zustand eines integrierten Prozess- und Informationsflusses erfüllen. Die Edge Gateways garantieren eine sichere Vernetzung, da sie über zwei getrennte Ethernet-Ports verfügen.

Über IO-Module können bereits vorhandene, analoge Sensoren an Maschinen digitalisiert und an ein Edge Gateway mittels IP-Verbindung oder spezieller Schnittstellen-Erweiterungskarten übertragen werden.

Doch was geschieht mit den Daten der noch nicht smarten Maschinen? Die Einbindung zusätzlicher Sensoren, mittels zum Beispiel MQTT oder IO-Link hilft an dieser Stelle weiter. Die Zustandsdaten älterer bereits vorhandener Maschinen und Anlagen, die noch nicht über moderne Steuerungen und z. B. eine OPC UA-Schnittstelle verfügen, können „retrofit gemacht“ (nachgerüstet) und somit ebenfalls erfasst werden. Auf diese Weise lassen sich auch die älteren Geräte mit in die digitale Transformation einbeziehen.

 

Maschinenprotokolle verstehen

Viele Maschinenparks sind sehr heterogen zusammengestellt: unterschiedliche Hersteller, Maschinen verschiedener Generationen. Jede Einheit hat ihre eigene Steuerung und benötigt ihre eigene Software. Über die Steuerungsprotokolle kommuniziert die Maschine mit den jeweiligen Sensoren und Aktoren.

An Steuerungsprotokollen mangelt es nicht auf dem Markt: Profinet, Profibus, CANbus oder EtherCat sind die bekanntesten. Doch Vorsicht: Die verschiedenen Maschinenprotokolle müssen verstanden werden. Denn nur, wenn die eingesetzte Software die Maschinenprotokolle unterstützt, kann die optimale Kommunikation der verschiedenen Komponenten gelingen und echte Konnektivität entstehen. Anderenfalls droht ein hoher Einarbeitungs-, Support- und Pflegeaufwand, der natürlich mit Kosten verbunden ist.

Genau hier setzt das Edge-Computing-System EasyEdge an: Mit unserem Partner, der cbb Software GmbH, haben wir dieses praxisbewährte und zukunftsweisenden System entwickelt. EasyEdge besteht aus der Edge-Computing-Plattform von q.beyond, dem Edge Device und der Multi-Protokoll-Maschinen-Vernetzungslösung der cbb.

Starke Partner für IIoT-Projekte:

    Mit unserem Partner, der cbb Software GmbH, haben wir eine Lösung entwickelt, die speziell auf die Bedürfnisse von KMUs ausgerichtet ist: das Edge-Computing-System Easy Edge. Wir erleichtern den Einstieg in das Industrial Internet of Things (IIoT) und bieten somit ein zukunftssicheres Gesamtkonzept für die digitale Transformation.

Easy Edge kann einfach per Drag&Drop auf die Edge Devices ausgerollt, remote konfiguriert und betrieben werden. So unterstützt EasyEdge bei der Entkopplung der Datenerfassung und dient der Abstraktion der Daten. Es bietet neben einer online konfigurierbaren Middleware auch die Unterstützung zahlreicher Industrieprotokolle wie z. B. Profinet, Profibus, CANBus, OPC UA, aber auch RS-485.

 

Fazit

Edge Computing bietet also einen spürbaren Nutzen auf dem Weg in die IIoT-Welt und damit in die digitale Transformation. Was leistet die Technologie konkret? In erster Linie Autonomie: Es liegt allein am Anwender, welche Daten in die Cloud gestellt werden und welche lokal bleiben und dort verarbeitet werden sollen.

Um international wettbewerbs- und konkurrenzfähig zu bleiben, gehen immer mehr Unternehmen kontinuierlich den Weg in die IIoT-Welt. Ein wesentlicher Erfolgsfaktor des Internets der Dinge ist es, die Konnektivität von Maschinen, Objekten und Systemen medienbruchfrei sicherzustellen. Edge Computing leistet hierfür einen wesentlichen Beitrag.

Mit Hilfe entsprechender Lösungen profitieren Organisationen von einer deutlichen Kostenersparnis, kürzeren Produktionszeiten und der Förderung von Innovationen. Damit diese Rechnung aufgeht, sollten Unternehmen die ihnen fehlenden Ressourcen und Kompetenzen über externe Partner ausgleichen.

 

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