Effektive Überwachung der Maschinen

Industrie 4.0: Neue digitale Architektur

Im Rahmen von Industrie 4.0 werden immer mehr Maschinen, IT- und Produktionssysteme miteinander vernetzt, woraus wiederum neue Lösungen für das Management von Netzwerken und Systemen entstehen. Insbesondere für Unternehmen im Mittelstand ergeben sich so vielfältige Handlungsmöglichkeiten, die zukünftig konkret zu beachten und umzusetzen sind.

  • Noch unvernetzte Fertigungsmaschinen müssen zukünftig mit digitalen Steuerungskomponenten erweitert und mit weiteren Systemen verbunden werden.

  • Als Basis sich selbst steuernder Produktionsprozesse ist eine Vernetzung der Produktionssysteme untereinander sowie mit der Office-IT nötig.

Aufgrund der Markt- und Kundenanforderungen führen Hersteller automatisch sich selbst steuernde Produktionsprozesse ein, die eine individuelle Serienproduktion ermöglichen. Als Basis dafür ist eine Vernetzung der Produktionssysteme untereinander sowie mit der Office-IT nötig. Denn nur die Verbindung von Maschinen, Steuerungen sowie Planungs- und Enterprise-Resource-Planning-Systemen (ERP) kann eine effiziente und flexible Produktion ermöglichen. Durch diese Vernetzung wird jedoch beim Management von Systemen und Netzwerken die Komplexität zunehmen. Zudem steigen die Gefahren, da aus dem Internet bekannte Bedrohungen auch die Produktionsnetze angreifen können. Daher müssen Mittelständler ihre System- und Netzwerkkomponenten in der Produktion auf die neue digitale Architektur vorbereiten.

Eine große Herausforderung stellen dabei häufig über die Jahre bewährte, aber oft unflexible und nicht vernetzte Fertigungsmaschinen dar. Diese müssen über Software-Aktualisierungen sowie Industrie-Router und -Switches mit digitalen Steuerungskomponenten erweitert und mit weiteren Systemen verbunden werden. Gleichzeitig sind sie über geeignete Schutzlösungen abzusichern.

Effektive Überwachung
Immer mehr Daten werden über das Internet übertragen. Weltweit steigt der Datenverkehr bis zum Jahr 2020 fast um das Dreifache mit einer jährlichen Wachstumsrate von 22 Prozent. In vier Jahren gibt es 767,5 Millionen vernetzte Geräte in Deutschland – rund zehn pro Bundesbürger. Mehr als die Hälfte davon werden laut aktuellem Cisco Visual Networking Index (VNI) Maschinen sein, die nicht direkt mit Menschen, sondern nur untereinander kommunizieren. Und diese Maschinen können beispielsweise mit entsprechenden Netz- und System-Management-Lösungen effektiv überwacht werden.

Flexible Ansätze in der Praxis

Auch der Übergang zwischen IT- und Produktionsnetz bildet eine entscheidende Stelle. Hier sind die Zugangsberechtigungen aus Sicherheitsgründen sehr streng zu konfigurieren. Doch gleichzeitig lässt die hohe Flexibilität und Mobilität moderner Machine-to-Machine-Systeme (M2M) keine Abschottung oder strikte Sicherheitsmaßnahmen zu.

So sollten Fertigungsunternehmen durchgängige Architekturen einführen, die Informations- mit Betriebs- und Anlagentechnik verbinden. Denn nur mit flexiblen Ansätzen können sie die Anforderungen von Industrie 4.0 erfüllen. Doch wie kann dies in der Praxis aussehen?

Der Lebensmittelproduzent Seeberger benötigte beispielsweise aufgrund seines hohen Wachstums ein neues Warenlager. Dieses sollte hochmoderne Lager- und Produktionsprozesse unterstützen. So führte er Wireless-Technologien zur Steuerung von Herstellung, Lagerhaltung und fahrerlosen Transportfahrzeugen ein. Die Abläufe im Lager wurden eng miteinander integriert und umfassend automatisiert.

Anbindung an die Lager-Software

Das System leitet nun Rohstoffbestellungen direkt an die Regalbediengeräte im Lager weiter. Diese stellen die benötigten Waren zusammen und befördern sie zu Sammelpunkten. Dort nimmt ein fahrerloses Fahrzeug die Palette auf und transportiert sie zur jeweiligen Produktionsanlage. Ein Mitarbeiter mit Wireless-Terminal scannt die Palette mit den Endprodukten, woraufhin das Lager-Management-System eine Bestellung aufgibt und den gewünschten Lagerort der Palette an ein Transportfahrzeug übermittelt. Mit dem neuen System hat Seeberger die Waren in jeder Phase des Produktionsprozesses genau im Blick. Zudem muss kein Mitarbeiter mehr seinen Arbeitsplatz verlassen, denn in Form eines Mobilgeräts trägt er ihn quasi mit sich.

Fernwartung bei Homag

Die Digitalisierung erhöht nicht nur die Effizienz, sondern ermöglicht auch neue Funktionen wie die Fernwartung per Video und direkten Zugriff auf die Maschine. Diese realisierte z.B. Homag, ein Hersteller von Holzbearbeitungsmaschinen. Bislang mussten Kunden eine Service-Anfrage per Telefon, E-Mail oder Webformular einreichen, wenn eine Maschine nicht richtig funktionierte. Nun wurde die Service-Board-App entwickelt, welche mit einem Tablet an allen Maschinen (unabhängig vom Alter) verwendet werden kann, sodass ein Mitarbeiter in der Fabrikhalle direkt per Video mit dem eigenen Service-Center sprechen kann.

Schrittweise Einführung

Über einen VPN-Tunnel blickt der Techniker aus der Ferne tief in die Steuerungs-Software der Maschine am Kundenstandort. Außerdem kann er per Videokommunikation die physische Maschine in Bezug auf die Kundenanliegen analysieren. Damit versteht er die Probleme besser und kann Fehler schneller beheben.

Diese Beispiele zeigen, dass Industrie 4.0 in der Praxis mit überschaubarem Aufwand möglich ist und sich schrittweise einführen lässt. Mit entsprechenden Netz- und System-Management-Lösungen haben hier Unternehmen ihre Maschinen und Prozesse im Blick und sind gleichzeitig für die Zukunft gewappnet.

Bildquelle: Cisco

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