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IIoT-Lösungspaket

So kommen die Daten von der Box in die Cloud

| Autor/ Redakteur: Carmen Klingler-Deiseroth* / Sariana Kunze

Bei Bestandsanlagen gibt es kaum Möglichkeiten, Maschinendaten automatisiert zu erfassen. Für diesen Zweck hat B&R die Orange Box entwickelt. Damit sich gesammelte Daten auch über Linien,Standorte und Kontinente hinweg vergleichen lassen, wurde die Orange Box um eine Cloud-Schnittstelle ergänzt.

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Auspacken, anschließen und auswerten: Mit dem IIoT-Lösungspaket Orange Box von B&R fließen die Daten von einer Maschine in die Cloud.
Auspacken, anschließen und auswerten: Mit dem IIoT-Lösungspaket Orange Box von B&R fließen die Daten von einer Maschine in die Cloud.
(Bild: B&R; ©LuckyStep – stock.adobe.com)

Maschinen laufen 20 bis 30 und noch mehr Jahre. In diesem Zeitraum ist es üblich, dass ihre Betreiber sie an den Stand der Technik anpassen. Wenn es allerdings darum geht, Probleme sichtbar zu machen, bevor sie eintreten, oder darum, Produktivität und Anlagenverfügbarkeit zu erhöhen, kommen bei Bestandsanlagen oftmals noch Stift und Papier zum Einsatz. „Bisher war es nicht möglich Betriebsdaten von nicht vernetzten Maschinen automatisiert zu erfassen“, sagt René Blaschke, Product Manager Industrial IoT bei B&R. Noch schwieriger sei es, wenn Daten von Maschinen verschiedener Hersteller in einer Linie ausgewertet werden sollen. „Die Kunst in diesem Fall ist, die fantasievollen Datenbezeichnungen der unterschiedlichen Automatisierungshersteller auf einen Nenner zu bringen“, erläutert Blaschke die Herausforderung, der er sich mit seinem Team gestellt hat.

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Orange Box schickt Daten in die Cloud

Die Lösung, die B&R entwickelt hat, heißt: Orange Box. Sie bietet die Möglichkeit, Daten aus beliebigen Maschinensteuerungen auszulesen, zu systematisieren und zu analysieren. „Wir haben die Orange Box vor zwei Jahren auf den Markt gebracht und positive Rückmeldungen bekommen“, erzählt Blaschke. Auf Basis der gewonnenen Informationen hätten zahlreiche Betreiber von Bestandsanlagen die Produktivität ihrer Maschinen und damit ihren Gewinn deutlich erhöhen können, so das Unternehmen. „Bis dato war das jedoch nur für einzelne Maschinen oder Linien möglich“, sagt Blaschke und ergänzt: „nun sind wir einen Schritt weitergegangen.“ Das Datenerfassungs- und Analysewerkzeug ist zukünftig in der Lage, Daten von Bestandsmaschinen in die Cloud zu übertragen. So lassen sich Maschinen und Anlagen auch über Linien, Standorte und sogar Kontinente hinweg überwachen, vergleichen und optimieren.

Bestandsanlagen ohne Stillstand am Netz anschließen

„Wenn wir Daten über das Internet zu einem Cloud-Anbieter schicken, werden die Themen Datenschutz und Cyber-Security sehr wichtig“, betont Blaschke. Daher empfehle sich die Verwendung eines Cloud-Services, der speziell für die Anforderungen der Industrie optimiert wurde, wie zum Beispiel ABB Ability. ABB als Betreiber dieser Cloud-Plattform verwendet modernste Sicherheitsstandards sowie Übertragungsprotokolle und garantiert damit Sicherheit und Integrität der gespeicherten Daten. Durch das Standardprotokoll MQTT kann die Orange Box Daten jedoch auch an beliebige andere Cloud-Plattformen übertragen. Die Inbetriebnahme der Orange Box ist denkbar einfach: „Auspacken, den Industrie-PC mit der Software per Netzwerkkabel mit der Maschinen-Steuerung und dem IT-Netzwerk verbinden und schon läuft die Orange Box“, sagt Blaschke. Die Produktion müsse während der Installation nicht unterbrochen und auch in die Anlagensoftware müsse nicht eingegriffen werden. Ist eine Verbindung über eine Feldbus-Schnittstelle nicht möglich, können Daten aus einer Anlage auch über vorhandene I/O-Schnittstellen oder über eine Parallelverdrahtung und zusätzliche Sensoren aggregiert werden.

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Interview mit René Blaschke: Ein System, das voll skalierbar ist

Die Orange Box haucht alten Maschinen und Anlagen Intelligenz ein. Jetzt können Daten auch standortübergreifend ausgewertet werden. Für wen eignet sich diese Lösung besonders?

„Durch die Übertragung der von der Orange Box gesammelten Daten in die Cloud, werden Maschinenstillstände gesenkt, die Maschinenlaufzeit verlängert und der Output erhöht“, sagt René Blaschke, Product Manager Industrial IoT bei B&R.
„Durch die Übertragung der von der Orange Box gesammelten Daten in die Cloud, werden Maschinenstillstände gesenkt, die Maschinenlaufzeit verlängert und der Output erhöht“, sagt René Blaschke, Product Manager Industrial IoT bei B&R.
( Bild: Bild: B&R )

Die durch die Orange Box ermöglichte Datenanbindung von Bestandsanlagen ist für sämtliche Unternehmen aus allen Branchen interessant. Durch die Cloudanbindung können nun Daten von Maschinen und Anlagen auch über Linien, Standorte sowie Kontinente hinweg gesammelt und analysiert werden. Das ist der Schlüssel zur Optimierung der Produktivität sowie letztendlich zur Steigerung des Gewinns und das ist für jedes Unternehmen ausschlaggebend. Besonders in der diskreten Fertigung bringt die Auswertung der Gesamtanlageneffektivität beste Ergebnisse. Dementsprechend ist die Orange Box auch für KMUs von großem Vorteil.

Als geeigneten Cloud-Service nennen Sie ABB Ability. Warum? Bietet diese Cloud Vorteile gegenüber anderen Lösungen?

Die wesentlichen Vorteile der ABB-Ability-Plattform sind die starken Partner, die wir damit an unserer Seite haben. Zum einen natürlich unsere Konzernmutter ABB, die mit der Plattform ein branchenübergreifendes Angebot an digitalen Lösungen bietet und zum anderen Partner wie Microsoft Azure, die dafür sorgen, dass alle ABB-Ability-Services rund um den Globus zuverlässig verfügbar sind. Der Maschinenbetreiber profitiert von diesen starken Partnern im Hintergrund insofern, dass er sich um nichts kümmern braucht. Das System ist voll skalierbar. So kann es ihm egal sein, ob er fünf, tausend oder noch mehr Maschinen im Feld hat. Darüber hinaus können wir lokale Datenregulierungen wie etwa die Datenschutz-Grundverordnung (DSGVO) in Europa in die Lösungen mit einfließen lassen. Für die Datensicherheit kommen nur die modernsten Verschlüsselungsalgorithmen, Protokolle und Technologien zum Einsatz. So ist die ABB-Ability-Plattform immer State-of-the-Art. Zudem können wir mit ABB Ability eine Out-of-the-box-Lösung anbieten, die keinen zusätzlichen Programmieraufwand generiert und einfach zu handhaben ist.

2017 hat B&R zur Hannover Messe die Orange Box vorgestellt. Nun wurde die Lösung um eine Cloud-Schnittstelle ergänzt. Was kommt als nächstes? Welche Weiterentwicklung wäre noch denkbar?

Mit der Datenanbindung von Bestandsanlagen und damit der Möglichkeit, die Gesamtanlageneffektivität auszuwerten, erzielen wir bereits sehr gute Ergebnisse. Für die Weiterentwicklung konzentrieren wir uns voll auf die Anforderungen des Marktes. Großes Potenzial sehe ich zum Beispiel bei Anwendungen im Bereich Condition Monitoring.

Mit OPC UA können MES und ERP zugreifen

Der Anwender verknüpft in einem grafischen Editor lediglich die gewünschten Datenpunkte miteinander und kann sich dann die Gesamtanlageneffektivität (OEE, Overal Equipment Effectiveness) und andere Kennzahlen berechnen lassen. Die Ergebnisse sendet die Orange Box in die Cloud oder gibt sie per OPC UA an Ausgabegeräte mit Browser weiter. Da die Box über einen OPC UA-Server verfügt können auch Manufacturing-Execution-Systeme (MES) und Enterprise-Ressource-Planning-Systeme (ERP-Systeme) auf die Daten zugreifen. In der Orange Box ist ein modernes und einfach zu bedienendes Dashboard auf der Basis der HTML5-Visualisierungssoftware Mapp View von B&R integriert. Dadurch lassen sich Auswertungen auf beliebigen webfähigen Geräten anzeigen – von Maschinenbediengeräten über Office-PCs, bis hin zu Smartphones und virtuellen Cloud-Applikationen. Anlagenverantwortliche erhalten auf diese Weise einen schnellen Überblick über die wichtigsten Effizienzkennwerte ihrer Anlage, sodass sie etwa bei einer sinkenden Anlagenverfügbarkeit entsprechend früh reagieren können.

Ineffizienzen identifizieren und eliminieren

B&R stellt diverse Software-Bausteine zur Verfügung, mit denen sich zusätzliche Funktionen ergänzen lassen: zum Beispiel eine automatische E-Mail oder SMS bei bestimmten Alarmen oder das automatische Speichern von Daten in eine SQL-Datenbank. Diese Software-Bausteine sind vorkonfiguriert und tauschen automatisch Informationen untereinander aus. Der Anwender muss lediglich die gewünschten Funktionen freischalten. Grundbestandteil der Orange Box ist ein kleiner Industrie-PC mit vorinstallierter Software. Je nach Bedarf kann der Kunde dazu ein Bediengerät und/oder einen Sitemanager bestellen. Der Sitemanager ermöglicht der Orange Box die Kommunikation nach außen, zum Beispiel mit Cloud-Plattformen oder E-Mail- und SMS-Servern. „Der Sitemanager trägt entscheidend dazu bei, dass die Orange Box sichere Verbindungen zu Cloud-Plattformen ermöglicht“, sagt Blaschke. So erlaubt das kleine Gerät wichtige Funktionen wie automatisches Zertifikatshandling und Sicherheitsupdates. „Damit stellen wir sicher, dass die Sicherheitsrichtlinien der Cloudanbieter stets eingehalten werden.“

BUCHTIPPOhne eine herstellerunabhängige Vernetzung von Geräten und Anlagen ist Industrie 4.0 nicht umsetzbar. OPC UA ist genau dafür konzipiert – doch der Einstieg ist nicht immer einfach. Das Fachbuch „Praxishandbuch OPC UA“ hilft weiter.

Durch die Anbindung der Orange Box an Cloud-Plattformen hat B&R die Einsatzmöglichkeiten des Datenerfassungswerkzeugs deutlich ausgeweitet. Anwender können aufgrund der Analysemöglichkeiten von Cloud-Applikationen, Probleme und Ineffizienzen von Maschinen und Linien im Feld leicht identifizieren und beheben. So können sie Stillstände ihrer Bestandsmaschinen senken, deren Laufzeit verlängern und den Output erhöhen. „Und zwar alles auf Basis der Daten, die die Orange Box von Maschinen sammelt, die bisher in keinerlei Netzwerk eingebunden waren“, erklärt Blaschke abschließend.

* Carmen Klingler-Deiseroth, freie Fachjournalistin

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