Smart Factory Edge Technology als Schnittstelle von OT und IT

Damit eine Smart Factory Realität wird und Maschinen- und Anlagenbetreiber die Vorteile einer vernetzten Produktion nutzen können, ist eine Verbindung der Maschinen und Anlagen mit der Cloud notwendig. Die Schnittstelle von der Automatisierungs- (OT) zur Informationstechnologie (IT) stellen sogenannte Edge-Geräte dar.

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Viele Maschinen- und Anlagenbetreiber haben die Vorteile des Industrial Internet of Things (IIoT) für sich entdeckt. Denn der Bedarf an effektiveren und effizienteren Prozessen ist in der Industrie ungebrochen hoch. Mit automatisierten und vernetzten Maschinen und Produktionslinien im IIoT lassen sich Energiewerte ermitteln, neue Service-Modelle erstellen, aber auch die Leistungen der einzelnen Maschinen und Anlagen vergleichen. Doch all diese Informationen können nur generiert werden, wenn eine Verbindung mit einer Cloud besteht – also die Operational Technology (OT) mit der Informationstechnologie (IT) verbunden ist.

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Die Vorteile davon liegen auf der Hand: Mit dem IIoT können Anwender Daten effektiv nutzen. Ralf Pühler, Produktmanager Industrial IoT bei B&R, führt hierzu folgendes Beispiel an: „Mit Hilfe des IIoT erlangt der Betreiber Informationen darüber, ob ein Maschinenteil Verschleißerscheinungen aufweist und wann es zum Ausfall kommen wird. Derzeit werden aber nur rund ein Prozent der Daten, die in einer Produktion entstehen, effektiv genutzt.“ Diese Quote möchte der Automatisierungsspezialist B&R mit einem modularen Lösungspaket erhöhen, das aus Hard- und Softwarebausteinen besteht und sich individuell anpassen lässt. So ermöglichen die modularen Softwarebausteine von Mapp Technology, Maschinendaten zu erfassen, auszuwerten und zu visualisieren. Soll z.B. ein Energie-Monitoring-System eingerichtet werden, zieht der Automatisierungstechniker die Komponente Mapp Energy in sein Projekt in die Software-Entwicklungsumgebung Automation Studio von B&R. Der Softwarebaustein sammelt automatisch die Verbrauchsdaten von allen Achsen in der Maschine, errechnet Kennzahlen und visualisiert diese. „Neben Mapp Energy gibt es zahlreiche weitere Bausteine, darunter einen zum Berechnen der Gesamtanlageneffektivität“, ergänzt Pühler.

Daten unbegrenzt in der Cloud speichern

Bisher werden Daten von Maschinen nur kurze Zeit gespeichert und anschließend gelöscht, um Platz für aktuellere zu schaffen. „Wenn wir diese Daten jedoch weiter nutzen und analysieren wollen, müssen wir einen Platz finden, sie zu speichern“, sagt Pühler. Das kann eine lokale Datenbank sein oder ein Rechenzentrum in der Cloud. In Zeiten des IIoT sind aber nicht nur Daten und die daraus gewonnenen Informationen einzelner Maschinen interessant. „Ich will Maschinen und Linien untereinander vergleichen können, nicht zuletzt unterschiedliche Produktionsstätten auf der ganzen Welt“, betont Pühler. Das dafür entstehende Datenvolumen lässt sich prinzipiell mit lokalen Computern analysieren und auswerten. „Häufig ist es jedoch sinnvoll, dafür die nahezu unbegrenzte Rechen- und Speicherkapazität der Cloud zu nutzen“, führt der IIoT-Spezialist weiter aus.

Um die aggregierten Daten in die Cloud zu schicken, kommen als Hardware sogenannte Edge-Geräte zum Einsatz. Pühler erklärt die Bezeichnung so: „Wir nennen sie Edge-Geräte, da sie die letzte physikalische Instanz vor der Cloud sind.“ Diese Geräte bilden die Schnittstelle von der OT auf Maschinenebene zur IT in der Cloud. Zur OT gehören Hardware- und Software-Komponenten, die Geräte, Prozesse und Ereignisse in Echtzeit überwachen und steuern. Je nach Anwendung und Datenvolumen werden die auf OT-Ebene gesammelten Daten mit unterschiedlichen Herangehensweisen in die Cloud übertragen. „Daher bieten wir drei Typen von Edge-Geräten an, um für jeden Anwendungsfall eine Lösung zu haben“, sagt Pühler.

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