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Nachgefragt: 3 Experten zu Industrie 4.0 – Teil 1 Automatisierer parshippen und docken für Industrie 4.0 an

Autor: Sariana Kunze

Bei der Industrie-4.0-Konferenz des ZVEI-Führungskreises Industrie 4.0 wurden Mitte Dezember neuste Entwicklungen und Projekte den über 110 Teilnehmern präsentiert – u.a. openAAS (open Asset Administration Shell) für die gemeinsame Ausgestaltung der Verwaltungsschale und LNI 4.0 (Labs Network I4.0), ein Testzentren-Netzwerk, das sich als Parship für die Industrie sieht. Elektrotechnik hat bei beteiligten Automatisierern nachgefragt, welche Chancen, Hürden und Produkte es gibt.

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Zentrales Ziel des ZVEI-Führungskreises Industrie 4.0 ist es, den Office-Floor mit dem Shop-Floor zu verbinden. Die Verwaltungsschale fungiert dabei als „Andock-Komponente“.
Zentrales Ziel des ZVEI-Führungskreises Industrie 4.0 ist es, den Office-Floor mit dem Shop-Floor zu verbinden. Die Verwaltungsschale fungiert dabei als „Andock-Komponente“.
(Bild: ZVEI)

Wie sieht die Strategie zur Digitalisierung der Wertschöpfungskette in Ihrem Unternehmen aus?

Johannes Kalhoff ist Fachleiter Technology Management im Bereich Corporate Technology bei Phoenix Contact.
Johannes Kalhoff ist Fachleiter Technology Management im Bereich Corporate Technology bei Phoenix Contact.
(Bild: Phoenix Contact)

Johannes Kalhoff: Die Digitalisierung der Wertschöpfungsketten ist grundsätzlich kein neues Thema. Sie wurde mit der Einführung von ERP in den Vertriebsprozessen sowie PLM, PIM und MES in den Produkt- und Produktionsprozessen frühzeitig angegangen und stellt ein strategisches Ziel von Phoenix Contact dar. Das drückt sich in dedizierten Digitalisierungsprojekten, der verstärkten Integration von Produktentstehung und Fertigung, der Beschäftigung mit dem Thema Arbeit 4.0 sowie der aktiven Mitarbeit in der Plattform Industrie 4.0 aus. Leuchtturmprojekte wie AWaPro (Automation für wandlungsfähige Produktionstechnik) im Spitzencluster it's OWL oder SEAP 4.0 (Smart Engineering and Production 4.0) erzielten Ergebnisse, die Produkte der Installationstechnik und Automation zunehmend digital ertüchtigen, um zusätzliche Wertschöpfung in unserer eigenen Fertigung zu schaffen.

Oliver Merget ist Leiter Geschäftsbereich Automation Systems bei Turck.
Oliver Merget ist Leiter Geschäftsbereich Automation Systems bei Turck.
(Bild: Turck)

Oliver Merget: Auch wir bei Turck sehen zunehmend den Trend, immer mehr Daten in digitalisierter Form den verschiedensten Applikationen – von der Prozesssteuerung in der Anlage bis hin zur Unternehmensebene – generiert und bereitgestellt werden müssen. Diesem Trend wollen und müssen wir uns anpassen. Basis dieser Strategie ist unser breites Sensor- und Automatisierungsportfolio, mit dessen Hilfe wir Daten erfassen übertragen, aufbereiten und am richtigen Ort zur Verfügung stellen. Mit den Turck-I/O-Module beispielsweise lassen sich relativ einfach relevante Daten von allen verfügbaren Sensortypen digitalisieren und übertragen. Natürlich sind dafür Sensoren mit hochwertigen Funktionalitäten oder Sensoren mit integrierter IO-Link-Kommunikation aufgrund der Vielzahl von nutzbaren Daten am besten geeignet, aber auch einfache Nährungsschalter können bei Bedarf mit diesem Konzept an eine Cloud, an Datenbanken oder an weitere Systeme angebunden werden. Bei der Übertragung der Daten setzt Turck auf verschlüsselte Lösungen. Das bedeutet, dass unsere intelligenten Geräte, die auf den Turck-Multiprotokoll-Plattformen basieren, parallel über Ethernet-Verbindungen zu beliebigen überlagerten Systemen kommunizieren können. Dabei legen wir großen Wert auf eine sichere und geschützte Datenübertragung, damit die digitalisierten Daten vor etwaigen Manipulationen und unautorisierten Zugriffen von außen geschützt sind.

Dr. Jens Weber ist Technology Manager bei der Schmersal Gruppe.
Dr. Jens Weber ist Technology Manager bei der Schmersal Gruppe.
(Bild: Schmersal)

Dr. Jens Weber: Wir verfolgen eine hundertprozentig kundenorientierte Strategie. Wir sehen es als unsere Aufgabe an, für die neuen Technologien und Automatisierungskonzepte die passenden, normenkonformen sicherheitstechnischen Lösungen zu entwickeln. Wir betreiben daher ein aktives Technologie-Monitoring und den aktiven Wissens- und Erfahrungsaustausch – nicht nur mit unseren Kunden, sondern auch in Innovationsnetzwerken wie beispielsweise dem Netzwerk „Zukunftsallianz Maschinenbau“, dem wir uns kürzlich angeschlossen haben. Darüber hinaus arbeiten wir mit starken Partnern aus den Bereichen Sensor- und Automatisierungstechnologien sowie Softwareherstellung zusammen, um unsere Produkte und Systeme im Sinne von Industrie 4.0 bestmöglich zu ertüchtigen. Schmersal sieht sich gerade im Hinblick auf Industrie 4.0 als System- und Lösungsanbieter für Maschinensicherheit. Das heißt, wir wollen unseren Kunden nicht nur kommunikationsfähige Komponenten und Industrie-4.0-taugliche Sicherheitssysteme zur Verfügung stellen, sondern auch die Beratung zum digitalen Transformationsprozess ist wesentlicher Bestandteil unserer Safety Services, die das Kerngeschäft unseres Geschäftsbereichs Tec.nicum ist.

Sie sind Teilnehmer/Mitglied des ZVEI-Führungskreises Industrie 4.0. Welche neuen Entwicklungen und Projekte sind für Ihr Unternehmen besonders interessant?

Johannes Kalhoff ist Fachleiter Technology Management im Bereich Corporate Technology bei Phoenix Contact.
Johannes Kalhoff ist Fachleiter Technology Management im Bereich Corporate Technology bei Phoenix Contact.
(Bild: Phoenix Contact)

Johannes Kalhoff: Phoenix Contact beteiligt sich an verschiedenen Gremien des ZVEI, die sich mit dem Thema industrielle Automation von der Verbindungstechnik über digitale Interfaces, die kontaktbehaftete und drahtlose Datenübertragung sowie Safety und Security bis zu Automatisierungssystemen beschäftigen. Industrie 4.0 ist ein Ausdruck für die verstärkte Interaktion dieser Themen mit digitalen Mitteln. Hier liegt unser Schwerpunkt auf den Projekten der Kommunikation wie 5G, WLAN oder Ethernet – beispielsweise auf Basis von Profinet. Außerdem fokussieren wir uns auf die Erstellung der Industrie-4.0-Systemarchitektur und der Verwaltungsschale der Industrie-4.0-Komponente unter Nutzung der Standards eCl@ss und AutomationML. Darüber hinaus engagieren wir uns im Projekt openAAS, das die erste realisierte Industrie-4.0-Applikation auf der Grundlage der in der Plattform Industrie 4.0 definierten Beschreibungen in einem Demonstrator im LNI 4.0 erprobt.

Oliver Merget ist Leiter Geschäftsbereich Automation Systems bei Turck.
Oliver Merget ist Leiter Geschäftsbereich Automation Systems bei Turck.
(Bild: Turck)

Oliver Merget: Ja, Turck ist seit Gründung des Kreises 2013 mit dabei, um an kommenden Standards mitarbeiten. Wir sehen für den Anwender einen großen Mehrwert darin, digitale Standards zu generieren, auf die alle Unternehmen, besonders der Mittelstand, zurückgreifen können. Der Erfolg wird maßgeblich davon abhängen, dass nicht wenige große Unternehmen ihren jeweiligen „Haus-Standard“ entwickeln, sondern wirkliche Standards für jeden verfügbaren Mechanismus angeboten werden. Besonders wichtig für Turck ist hier zum einen das Projekt Kriterien für Industrie-4.0-Produkte. Wir sehen es als wirklich relevant an, dass nur die Produkte mit dem Siegel I4.0 in den Markt gebracht werden, in denen sozusagen auch wirklich I4.0 enthalten ist. Dies wurde am Anfang von vielen Unternehmen nicht berücksichtigt. Im Hinblick auf die Umsetzung sehen wir die Projekte openAAS und Security für die Verwaltungsschale als die wichtigsten an. Aber auch das Thema Security im Allgemeinen wird immer wichtiger. Nur wenn Hersteller zuverlässige Mechanismen anbieten können, wird eine Vielzahl von Endanwendern das entsprechende Vertrauen aufbringen, die Digitalisierung und Öffnung zu unterstützen. Daher werden wir uns bei Turck künftig auch intensiver um das Thema Datensicherheit kümmern.

Dr. Jens Weber ist Technology Manager bei der Schmersal Gruppe.
Dr. Jens Weber ist Technology Manager bei der Schmersal Gruppe.
(Bild: Schmersal)

Dr. Jens Weber: Wir befinden uns derzeit in intensiven Gesprächen mit LNI 4.0 und loten gemeinsam aus, ob und ggf. welches Testprojekt für uns sinnvoll sein könnte, um Schmersal auf dem Weg zu Industrie 4.0 weiter voranzubringen.

Welche Hürden und Chancen sehen Sie bei der gemeinsamen Ausgestaltung der Verwaltungsschale?

Johannes Kalhoff ist Fachleiter Technology Management im Bereich Corporate Technology bei Phoenix Contact.
Johannes Kalhoff ist Fachleiter Technology Management im Bereich Corporate Technology bei Phoenix Contact.
(Bild: Phoenix Contact)

Johannes Kalhoff: Als Hürde werden die Komplexität dieser Aufgabe, die damit verbundene verstärkt strukturierte Vorgehensweise sowie die im Konsens zu erbringenden Basisdefinitionen angesehen. In der Vergangenheit sind diese Faktoren als Grund für ein verzögertes Handeln dargestellt worden. Mittlerweile hat sich jedoch gezeigt, dass es sich dabei um einen Vorteil handelt, der den festzulegenden vielschichtigen und in seiner Ausprägung vorwettbewerblichen Kern – hier geht es um die Definition der Interaktion von Komponenten verschiedener Hersteller – klein und stabil hält. Durch die Einbindung der internationalen Standardisierung, organisiert über das Standardization Council Industrie 4.0, wird in Abstimmung mit den wichtigsten Normungsgremien und Konsortien eine weltweite Nutzung sichergestellt. Die Veröffentlichung der Kriterien für die Verwaltungsschale durch den ZVEI und die Plattform Industrie 4.0 sowie deren Aufbau in Teilmodellen ermöglicht parallel eine weitere produkt-, system- und branchenspezifische Definition der Semantik und Syntax ohne den zeit- und kostenintensiven Zertifizierungsprozess. Die Ergebnisse werden bereits über das openAAS-Projekt erprobt und bilden einen gemeinsamen, nicht-proprietären Kern einer allgemein verwendbaren Verwaltungsschale.

Oliver Merget ist Leiter Geschäftsbereich Automation Systems bei Turck.
Oliver Merget ist Leiter Geschäftsbereich Automation Systems bei Turck.
(Bild: Turck)

Oliver Merget: Ein Erfolg nur möglich, wenn es gemeinsame und für jeden offene Standards gibt. Die Automatisierungstechnik ist hinsichtlich der Anwendungen, Hersteller und Lieferanten sehr inhomogen. Wird hier ein gemeinsamer Konsens gefunden, den alle nutzen und mitgestalten können, wird dies eine große Chance sein, neue digitalisierte Lösungen anzubieten – vor allem für die deutsche Industrie. Die Hürde wird die Frage sein, wie die neuen großen Mitspieler aus dem Office Floor dies alles sehen. Werden auch diese an Lösungen interessiert sein, die Industrie-Standards sind und kleinen und mittelständischen Unternehmen die Möglichkeit geben, daran zu partizipieren?

Dr. Jens Weber ist Technology Manager bei der Schmersal Gruppe.
Dr. Jens Weber ist Technology Manager bei der Schmersal Gruppe.
(Bild: Schmersal)

Dr. Jens Weber: Die Verwaltungsschale ist sicher ein wesentliches Instrument zur Umsetzung von Industrie 4.0-Konzepten, denn sie ermöglicht es, dass Objekte und Komponenten kommunikationsfähig werden und Informationen in Netzwerken ausgetauscht werden können. Die Effizienzsteigerungen, die sich durch den Datenaustausch durchgängig bei allen Prozessen erzielen lassen, generieren einen enormen Mehrwert für die Unternehmen. Das erfordert jedoch eine Standardisierung der Daten und der Systeme für den Datenaustausch. Bei diesem Standardisierungsprozess wird jedes Unternehmen seine eigenen Ideen und spezifischen Anforderungen einbringen wollen. Daher wird die Festlegung von neuen Standards sicher ein schwieriger und langwieriger Prozess werden. Zudem gibt es eine weit verbreitete Skepsis hinsichtlich der Datensicherheit und es müssen Lösungen erarbeitet werden, die die Vertraulichkeit und Verfügbarkeit von Daten für alle Anwender sicherstellen. Die erhöhte Transparenz und vor allem das zu erwartenden zusätzliche Wertschöpfungspotenzial sind jedoch ein Anreiz, der die Umsetzung einer gemeinsam gestalteten Verwaltungsschale vorantreiben wird.

Haben Sie bereits Produkte und/oder Services digitalisiert?

Johannes Kalhoff ist Fachleiter Technology Management im Bereich Corporate Technology bei Phoenix Contact.
Johannes Kalhoff ist Fachleiter Technology Management im Bereich Corporate Technology bei Phoenix Contact.
(Bild: Phoenix Contact)

Johannes Kalhoff: Phoenix Contact hat in der eigenen Produkterstellung und Fertigung verschiedene Aspekte von Industrie 4.0 sowie der Nutzung digitaler Ketten implementiert. Unsere Kunden können schon heute ihr Produkt – beispielsweise ein Gehäuse oder einen Interface-Baustein – individuell konfigurieren, den erzeugten Artikel bestellen oder den entsprechenden Datensatz erhalten. In der Engineering-Kette sind eCl@ss-, 2D- oder 3D-Daten sowie wesentliche Makros für die ECAD-Systeme verfügbar. Die von den Kunden beispielsweise aus Eplan generierten ECAD-Daten lassen sich in Produktkonfiguratoren sowie in der nachfolgenden Bestellung, Fertigung z.B eines Schaltschranks, Beschriftung des Materials und im Service verwenden. Zudem werden die Produkte digitaler. So kann der Anwender die Konfiguratoren von Netzgeräten sowie deren Bestell- und Konfigurationsprozesse über einen CR-Code mit dem Internet-Portal von Phoenix Contact verknüpfen. Die Konfiguration über NFC (Near Field Communication) oder eine auf dem Smartphone/Tablet-PC befindliche App vereinfacht die Abläufe deutlich. Automatisierungsprodukte bieten Fähigkeiten, mit denen der Anwender die Vorteile von Industrie 4.0 in seine Maschinen und Anlagen überführen kann. Beispiele hierfür finden sich in der Produktion von Phoenix Contact sowie in Lösungen wie der Steuerungsplattform PLCnext Technology und der Proficloud.

Oliver Merget ist Leiter Geschäftsbereich Automation Systems bei Turck.
Oliver Merget ist Leiter Geschäftsbereich Automation Systems bei Turck.
(Bild: Turck)

Oliver Merget: Wir haben gerade im Bereich IO-Link und RFID ein großes Produktspektrum, das die Grundlage für Turcks Industrie-4.0-Angebot darstellt. Diese Lösungen bieten die Möglichkeit, eine Vielzahl von digitalen Daten für die Prozesssteuerung, Planung und prädiktive Maintenance anzubieten. Weiterhin werden wir an der Erweiterung unseres Portfolios hinsichtlich Kommunikation an überlagerte Ebenen arbeiten und z.B. Produkte mit OPC UA-Schnittstelle anbieten. Zur Zeit arbeiten wir auch daran, Cloud- und Datenbanklösungen anzubieten. Um die Menge der Daten effizient einzuschränken, werden wir schon auf unseren I/O-Modulen eine Datenvorverarbeitung anbieten, um eventuelle Vorberechnungen direkt am Prozess vorzunehmen und nur noch die relevanten Informationen weiterleiten zu müssen. Auf dieser Grundlage denken wir auch über neue Geschäftsmodelle nach, wie etwa eine Datenhaltung in externen Rechenzentren oder Software Update Services. Hier sind zahlreiche Anwendungen denkbar, die wir derzeit gemeinsam mit unseren Kunden einer genaueren Prüfung unterziehen. Die weitere Verarbeitung der Daten sehen wir heute nicht als unser zukünftiges Kerngeschäft. Die Bereitstellung von Analysetools z. B. überlassen wir anderen Anbietern, die darauf spezialisiert sind.

Dr. Jens Weber ist Technology Manager bei der Schmersal Gruppe.
Dr. Jens Weber ist Technology Manager bei der Schmersal Gruppe.
(Bild: Schmersal)

Dr. Jens Weber: Schmersal hat bereits in der Vergangenheit einige Basistechnologien entwickelt, die dazu geführt haben, dass einzelne Komponenten für die Maschinensicherheit heute schon kommunikationsfähige Objekte sind. Ein Beispiel sind Sicherheitssensoren auf RFID-Basis, welche Informationen zur Verfügung stellen und die zur vorbeugenden Instandhaltung genutzt werden können. Diese nicht-sicheren Diagnosesignale können mit dem von Schmersal entwickelten SD-Interface über Standardbussysteme an eine übergeordnete Automatisierungssteuerung weitergeleitet werden. Flexibilität und die Produktion kleiner Losgrößen auf modular aufgebauten Anlagen sind wichtige Themen im Rahmen von Industrie 4.0-Konzepten. In diesem Sinne ist etwa unsere Sicherheitssteuerung Protect PSC1 Industrie-4.0-tauglich, indem sie den Aufbau modularer Sicherheitsarchitekturen ermöglicht. Auch unsere neuen Safety-Installationssysteme stellen eine flexible Plug-and-Play-Lösung dar, die umfangreiche Diagnosedaten zur Verfügung stellen kann. Wir sehen jedoch Industrie 4.0 als evolutionären Prozess, der von uns permanente Anstrengungen bei der Weiterentwicklung unserer Produkte und Systeme verlangt. Momentan prüfen wir beispielsweise die Umsetzung einer IO-Link-Safety-Schnittstelle für unsere Produkte. Darüber hinaus planen wir den Aufbau einer internen Produktionsdatenbank, mit der wir künftig unseren Kunden und Geschäftspartnern die relevanten Daten über unsere Produkte digital zur Verfügung stellen wollen. Auch prüfen wir die Möglichkeit, in Zusammenarbeit mit externen Partnern Cloud-Dienstleistungen zur Visualisierung und Analyse von Monitoringdaten anzubieten.

(ID:44542459)

Über den Autor

 Sariana Kunze

Sariana Kunze

Fachredakteurin Automatisierung, Vogel Commnications Group GmbH & Co. KG