S1/2017 DIGITAL FACTORY - smart-production.de...hilfe der ‚webMethods Hybrid Integration...

www.digital-factory-journal.de S1/2017

DIGITAL FACTORYDAS MAGAZIN FÜR INDUSTRIE 4.0 & IOT JOURNAL

POWERED BY

ENGINEERING DER DINGEWIE INDUSTRIE 4.0 UND IOT DAS ENGINEERING VERÄNDERN

USABILITY TEILDISZIPLIN DER SOFTWAREENTWICKLUNG

SONDERAUSGABE MARKTPLATZ INDUSTRIE 4.0

DIAGNOSE VIA CLOUDWENN SCHALTSCHRANK-

KÜHLGERÄTE SPRECHEN

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4mit Live Hacking

4 Cloud + I 4.0 Security

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4Hostingkonzepte / private Cloud

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S1/2017

Ganzheitliche DigitalisierungIn einem Vortrag berichtete Volker Bellersheim, Mitglied der Geschäftsleitung bei Dr. Wieselhuber & Partner, auf dem Jahrestreffen des Europäischen Ver-bands der Werkzeugmaschinenhersteller (Cecimo) über digitale Geschäftsmo-delle. Für ihn sind die Fragen der Technologien und Infrastrukturen, aber auch der Verarbeitung der Daten und Informationen inzwischen geklärt.

Vielmehr kommt es jetzt auf die Generierung neuer Geschäftsmodelle sowie die Monetarisierung der ge-wonnenen Daten an. Die Herausforderungen liegen da-bei vor allem in Kompetenzlücken, in der Unterneh-menskultur, in organisatorischen Aspekten sowie im Vertriebskonzept. Immerhin etwa 25 % der Maschinen-bauer und Komponentenhersteller bieten heute laut ei-ner VDMA-Studie bereits Cloud Services sowie Predic-tive Maintenance an, bei datenbasierten Services (zum Beispiel Big Data Analytics) sind es 14 %. Der aktuelle

Umsatzanteil mit digitalen Geschäftsmodellen soll bei 8 % liegen. V. Bellersheim mahnt einen Paradigmenwechsel an: Anstelle der traditionellen Denkweise ist ein „Out-of-the-box Thinking“ gefordert, bei dem datenbasierte Value-Added-Services und neue Geschäftsmodelle im Mittelpunkt stehen. Maschinenbauer sollen sich als Lösungspartner für den Fertigungsprozess verstehen.

Mit dem Marktplatz Industrie 4.0 wurde nun ein Lösungsforum für konkrete Industrie-4.0-Anwendungen ins Leben gerufen. Dieses Forum legt als zentra-ler Bestandteil des Automatisierungstreffs, der vom 28. bis 30. März 2017 wieder in der Kongresshalle in Böblingen stattfindet, den Schwerpunkt auf konkrete Use Cases für Industrie 4.0 und IoT und richtet sich an Anwender, Praktiker und Macher, welche die digitale Transformation in den Unternehmen voranbringen. Die Use Cases zeigen Ansätze für eine ganzheitliche Digitalisie-rung.

Ronald Heinze

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Editorial

4


Titelstory

DIAGNOSE VIA CLOUDWENN SCHALTSCHRANK-KÜHLGERÄTE SPRECHEN

SEITE 44Der Elektrotechnikspezialist Pfannenberg hat mit seinen kom-munikationsfähigen Kühlgeräten Intelligenz in die Schalt-schrank-Kühlung gebracht.

Magazin

06 Marktplatz Industrie 4.0 – Lösungsforum für konkrete Industrie 4.0-Anwendungen

Product Design, Production / Planning & Engineering

12 Das Engineering der Dinge

16 Usability für Maschinen

Automation & Manufacturing

31 Von Industrie 3.0 zu Industrie 4.0

34 Industrie 4.0 in der Umsetzung

Industrial Communication & Interfaces

39 OPC UA Server/Client für IoT-Gateway

41 Steuerungs- und IT-Ebene nahtlos miteinander verbinden

Big Data, Cloud Solutions & Services

44 Wenn Schaltschrank-Kühlgeräte sprechen

47 IoT-Strategie eines Kommunikations- unternehmens

SEITE 31Von Industrie 3.0 zu Industrie 4.0: Flexibler IoT-Baukasten für die Smart Factory

SEITE 12Das Engineering der Dinge: Wie Industrie 4.0 und das Internet of Things das Engineering verändern

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Inhaltsverzeichnis

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6


Automatisierungstreff mit Marktplatz Industrie 4.0: Lösungsforum für konkrete Industrie-4.0-Anwendungen

Industrie 4.0 und die digitale

Transformation sind die

Trendthemen unserer Zeit.

Inzwischen geht es immer

öfter um den praktischen

Nutzen und die schnelle

Umsetzung entsprechender

Projekte in der Produktion.

Daher wurde der Marktplatz

Industrie 4.0 ins Leben ge-

rufen, der als zentraler Be-

standteil des Automatisie-

rungstreffs den Schwerpunkt

auf konkrete Use Cases für

Industrie 4.0 und IoT legt.

Der Marktplatz Industrie 4.0

richtet sich an Anwender,

Praktiker und Macher, wel-

che die digitale Transforma-

tion in den Unternehmen

voranbringen. Das Forum

ergänzt in idealer Weise den

Automatisierungstreff, die

etwas andere, innovative

Kommunikationsplattform für die Prä-

sentation und Diskussion neuer Techno-

logien und Trends, der vom 28.03. bis

30.03.2017 wieder in der Kongresshalle

in Böblingen stattfindet.

„Industrie 4.0 jetzt“ heißt die Devise. Die

Vorteile der Lösungen rund um die Digi-

talisierung müssen klar dargestellt wer-

den. Der Marktplatz Industrie 4.0 ermög-

licht es, den ganzheitlichen Ansatz von

Industrie 4.0 und IIoT zu verstehen und

den Wert des Ganzen zu erkennen. Nur

durch das nahtlose Zusammenspiel von

allen Ressourcen einer Fabrik vom klei-

nen Sensor in der Produktion bis zur

Management-Software in der Geschäfts-

führung wird die Grundlage für eine sig-

nifikant, höhere Wertschöpfung erreicht.

„Der Marktplatz Industrie 4.0 liefert keine

weiteren technischen Präsentationen

von Teilbereichen, sondern eine Platt-

form zur Vorstellung von Ideen und prak-

tischen Lösungen, die aus der Nutzung

von Industrie 4.0 echten Mehrwert gene-

rieren“, betont Sybille Strobl, Geschäfts-

führerin des Veranstalters Strobl GmbH.

„Unser Marktplatz basiert komplett auf

einem applikationsbezogenen Konzept.“

Zur Zielgruppe des Marktplatzes Indus-

trie 4.0 gehören technisches und kauf-

männisches Management, welches die

gewinnbringende Anwendung von In-

dustrie 4.0 im Fokus hat, IT-Fachleute,

die die Daten der Produktionsebene als

Basis zur Entwicklung intelligenter Soft-

warefunktionen benötigen, Technische

Leiter und Projektierer, die sich effiziente-

re Verfahren zur Verbesserung der Pro-

duktionsabläufe wünschen, Anlagenpla-

ner in der Automotive-Industrie, die

große Anlagen effizienter verwalten

müssen und mithilfe der IT flexibler ma-

chen wollen, sowie Service-

und Instandhaltungstechni-

ker, die eine automatische

Selbstüberwachung aller

Geräte wünschen und mehr

Effizienz bei der Wartungs-

planung erreichen wollen.

Das Ziel: Der Anwender

kommt mit einer Aufgaben-

stellung auf den Marktplatz

Industrie 4.0 und entdeckt

eine Industrie-4.0-Anwen-

dung, die eine Lösung für

seine Aufgabe ist. Oder er

findet eine Idee für eine Lö-

sung.

Der neue Marktplatz Indus-

trie 4.0 ist eine Plattform, auf

der Anbieter verschiedener

Produkte und Disziplinen

dem Marktbesucher an ei-

nem Ort ihre verfügbaren

Use Cases für seine Anforde-

rungen vorstellt. Die Teilneh-

mer zeigen konkretes Use Case. Bei

übergreifenden Aufgabenstellungen

können auch zwei oder mehrere Teilneh-

mer ihre Anwendungen vorstellen. Jeder

Use-Case beinhaltet eine konkrete,

nachvollziehbare Aufgabenstellung und

stellt den Lösungsweg mit I4.0/IIoT-

Funktionalität vor. „Interessierte kommen

mit konkreten und klaren Applikations-

anfragen zum Marktplatz“, betont Stefan

Körte, Bereichsleiter bei der Hilscher Ge-

sellschaft mbH und Teilnehmer auf dem

Marktplatz Industrie 4.0. „Für uns Aus-

steller stellt es einen sportlichen Ehrgeiz

dar, für die Anfragen der Besucher die

bestmögliche Lösung zu finden.“ Laut

S. Körte reicht es bei Industrie 4.0 nicht

mehr aus, „tolle Kisten zu zeigen, son-

dern es müssen passende Ansätze prä-

sentiert werden, um solch ein komplexes

Thema voranzubringen“. „Als Aussteller

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Magazin

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auf einer Messe kann immer nur ein

Element einer Lösung gezeigt werden“,

schließt der Hilscher-Manager an. „Auf

dem Marktplatz Industrie 4.0 wird hin-

gegen die Zusammenarbeit zwischen

verschiedenen Ausstellern gefördert.“

Für ihn ist die Technologie für Industrie

4.0 nun einsatzbereit: „Reale Use Ca-

ses sind entwickelt und umgesetzt.“

Der Marktplatz Industrie 4.0 wird sol-

che Use Cases vorstellen. Unter ande-

rem wird Hilscher zusammen mit IBM

Deutschland Use Cases zeigen. Beide

Unternehmen haben zum Beispiel bei

John Deere in Mannheim bereits eine

Industrie-4.0-Implementierung reali-

siert.

Um sicher zu stellen, dass die Use Ca-

ses für den Marktplatz Industrie 4.0 den

hohen Anforderungen der Besucher ge-

recht werden und zu der Vision sowie

dem Charakter des neuen Forums pas-

sen, überprüft ein unabhängiger Beirat

die Use Cases, die vorher mit einer

Kurzbeschreibung eingereicht werden.

„Die bisher vorhandene kleine Ausstel-

lung auf dem Automatisierungstreff

wird es nicht mehr geben“, erläutert

S. Strobl. „Wir konzentrieren uns neben

dem vielfältigen Angebot der praxisori-

entierten Workshops komplett auf den

Marktplatz Industrie 4.0.“ Sie ergänzt:

„Ab Mitte Februar bieten wir eine Besu-

cher-Koordinierung an. Besucher kön-

nen sich Gesprächstermine auf dem

Marktplatz Industrie 4.0 für die sie inte-

ressierenden Use Cases reservieren

lassen.“

Für Anwender wie Angelo Bindi, CIO bei

Aperam, ist der Marktplatz Industrie 4.0

genau der richtige Ansatz, um gute Ideen

zu generieren. Ein Dreh- und Angelpunkt

stellen für ihn herstellerunabhängige

Kommunikationslösungen von der Feld-

ebene bis zur Cloud dar: „Marktplätze

sind seit Jahrtausenden bekannt“, betont

er. „Der Marktplatz Industrie 4.0 wird hel-

fen, die richtigen Fragen zu stellen, um

das Thema Industrie 4.0 transparenter

zu gestalten.“

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Software AG und Google Cloud kooperieren

Die Software AG gab eine Zusammenar-

beit mit Google bekannt: Die „webMethods

Hybrid Integration Platform“ der Software

AG ist ab sofort auf der Google-Cloud ver-

fügbar. Im Verlauf des Jahres wird das

Unternehmen auch seine Digital Business

Platform auf der Google-Cloud-Platform

bereitstellen. „Die Zusammenarbeit der

Software AG mit der Google-Cloud-Platt-

form wird es Unternehmen erlauben, mit-

hilfe der ‚webMethods Hybrid Integration

Platform‘ ihre Legacy-Infrastrukturen in

eine offene, sichere und zukunftsfähige

Cloud zu überführen. Dank unserer einzig-

artigen Beziehung mit Google können wir

Unternehmen beim Wechsel in die Cloud

wirksam unterstützen“, betont Werner

Rieche, Geschäftsführer der Software AG

Deutschland. Im Rahmen der Zusammen-

arbeit können die Kunden der Software AG

nun ihre geschäftskritische Integrationsin-

frastruktur auch auf der Google-Cloud-

Plattform betreiben.

www.softwareag.com

Magazin

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Igus: Erstes 3D-Druck-Material für die Lebensmitteltechnik

Das vom Motion-Plastics-Spezialisten Igus entwickelte 3D-

Druckmaterial Iglidur I150 wurde jetzt nach der EU-Verordnung

10/2011 für den Lebensmittelkontakt zugelassen. Durch die

Zertifizierung des vielseitig einsetzbaren Tribo-Filaments erhal-

ten Anwender die Möglichkeit, Sonderteile für bewegte Anwen-

dungen zu drucken, die im direkten Kontakt mit Nahrungsmitteln

oder auch Kosmetik stehen. Der Werkstoff ist schmier- und

wartungsfrei und kann selbst auf 3D-Druckern eingesetzt wer-

den, die über keine beheizbare Druckplatte verfügen. Der Poly-

merspezialist Igus hat neben Iglidur I150 fünf weitere schmier-

und wartungsfreie Tribo-Filamente für unterschiedliche

Anwendungen im Programm – beispielsweise wo Dauerbelas-

tung oder Chemikalienbeständigkeit gefordert ist. Allen gemein-

sam ist, dass sie sich durch eine hohe Abriebfestigkeit auszeich-

nen und bis zu 50-mal verschleißfester als Standardmaterialien

für den 3D-Druck sind. Vor allem bei der Herstellung von kom-

plexen bewegten Verschleißteilen im Vorrichtungsbau, bei

Kleinserien und Sondermaschinenbau bietet sich ein 3D-Druck

mit den Tribo-Filamenten von Igus an.

www.igus.de

Mit DMG Mori in das Zeitalter von Industrie 4.0

Der Trend zur Vernetzung von Maschi-

nen, Produkten und Services zu digitalen

Prozessketten ist ungebrochen. In glei-

chem Maße gewinnen Sensorik und

Software an Bedeutung – auch im Werk-

zeugmaschinenbau. Deshalb baut der

Werkzeugmaschinenhersteller DMG

Mori seine Software Solutions weiterhin

massiv aus. Vorrangiges Ziel ist es, Kun-

den bereits im frühen Stadium ihrer Digi-

talisierung durch konkrete digitale Lö-

sungen einen Mehrwert zu generieren.

Das zeigt sich unter anderem in 26 ex-

klusiven DMG-Mori-Technologiezyklen

für eine einfache und schnelle Shopfloor-

Programmierung. Die exklusiven DMG-

Mori-Technologiezyklen unterstützen

den Bediener bei der dialoggeführten

Werkstatt-Programmierung direkt an der

CNC-Steuerung mit innovativen Tools in

den Bereichen Handhabung, Messen,

Zerspanen und Überwachen. Jüngstes

Highlight sind die intelligenten Schleifzy-

klen zum Innen-, Außen- und Plan-

schleifen sowie die Echtzeitüberwa-

chung des Bearbeitungsprozesses für

höchste Prozesssicherheit und Bauteil-

qualität.

Zweites Beispiel sind die neuen Power-

tools für das automatische Programmer-

stellen in der Arbeitsvorbereitung. Parallel

verstärkt DMG Mori sein App-basiertes

Steuerungs- und Bediensystem Celos mit

immer neuen, zielgerichteten Applikatio-

nen und Lösungspaketen. Zum günstigen

Komplettpreis erfüllen die App-Solutions

eindeutig umrissene Kernaufgaben der

Digitalisierung und erleichtern Kunden da-

mit den Einstieg. Ein Beispiel ist das Celos

Performance Package zur Ermittlung und

Visualisierung von Maschinenzuständen

und Kennwerten. Über die Fokussierung

auf die eigenen Kernkompetenzen für Ce-

los Machine und Celos Manufacturing hi-

naus beschleunigt DMG Mori den digitalen

Innovationsprozess jetzt auch entlang der

Supply Chain und über Branchengrenzen

hinweg. Dazu hat sich DMG Mori an dem

Start-up-Unternehmen Istos in Düsseldorf

beteiligt. Istos soll für DMG Mori und inte-

ressierte Kunden, Partner und Lieferanten

zukunftsweisende Projekte für die digitale

Produktion entwickeln.

www.dmgmori.com

Magazin

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S1/2017

Industrie Informatik: Industrie 4.0 verleiht Flügel

Namhafte Produktionsunter-

nehmen, wie Schott, Voestal-

pine, Haver & Boecker oder

jüngst Walzenbauer Bomag

haben eine Gemeinsamkeit:

Sie alle setzen bei der Ferti-

gungsoptimierung auf Cro-

network MES. Seit nunmehr

25 Jahren entwickelt und

vertreibt Industrie Informatik

sein Produkt – und das mit

Erfolg. Mit dem kürzlich ab-

gelaufenen Geschäftsjahr

blickt das Unternehmen auf

das erfolgreichste Ergebnis

seiner 25 Jahre andauern-

den Erfolgsgeschichte zu-

rück. Die Firmengruppe

konnte erneut ein zweistelli-

ges Umsatzwachstum auf

mehr als 7 Mio. € verzeich-

nen, was vor allem auf eine

verstärkte Marktbearbeitung

in Deutschland zurückzufüh-

ren ist. Neben dem langjähri-

gen Standort in Riegel bei

Freiburg wurde Mitte 2016

auch ein Büro in Ratingen bei

Düsseldorf eröffnet. Hinzu

kommen der Hauptsitz im ös-

terreichischen Linz und ein

weiteres Büro in Shanghai.

„Unsere Bemühungen im

D.A.CH-Raum finden natür-

lich auch mit ‚Industrie 4.0‘ einen weiteren Multiplikator“, er-

klärt Eckhard Winter, Geschäftsführer des Softwarehauses

den Erfolg seines Unternehmens. „Die Vernetzung verschie-

denster Komponenten und Systeme ist eine wichtige Grund-

lage für eine Industrie-4.0-taugliche Fabrik. Wir unterstützen

das, indem wir uns mit unserem MES als Datendrehscheibe in

der Fertigung positionieren.“

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Magazin

S1/2017

Die MES-Welt trifft sich bei „MES in der Praxis“

Manufacturing Execution Systems

(MES) verbinden die Automatisie-

rungs- mit der Unternehmensleitebene

und sind damit nicht nur wesentlicher

Treiber einer durchgängigen vertikalen

Integration, son-

dern als Daten-

d r e h s c h e i b e

auch entschei-

dendes Element

für Industrie 4.0.

Der MES D.A.CH

Verband e. V. lädt

daher zur Veran-

staltung „MES in

der Praxis“ am

28. und 29. März

2017 in die Kongresshalle Böblingen

ein. Hier stellen Hersteller und Anwen-

der neben den wichtigen MES-Grund-

lagen neue Trends und realisierte

Branchenlösungen vor. Ein weiterer

Schwerpunkt an beiden Tagen ist die

Bedeutung von MES für Industrie 4.0

und die Anbindung von MES an die

Maschinenebene.

Viele Fertigungsunternehmen stehen

momentan in der Evaluierungsphase,

inwieweit Manufacturing Execution

Systems (MES) ihnen bei der Erhö-

hung der Effizienz unterstützen kön-

nen. Mit der Umsetzung der Anforde-

rung von Industrie-4.0-Konzepten

wächst die Bedeutung von MES-Lö-

sungen in der fertigenden Industrie.

Einen perfekten Überblick über den

Nutzen von MES vermitteln die beiden

Workshops „Manufacturing Execution

Systems in der Praxis“, die der MES

D.A.CH Verband e.V. mit Sitz in Ilsfeld

veranstaltet. Die beiden Workshops

finden am 28. und 29. März 2017 in

der Kongresshalle Böblingen im Rah-

men der Fachveranstaltung „Automa-

tisierungstreff – IT & Automation“ statt.

In den Workshops werden unter-

schiedliche MES-Lösungen führender

Anbieter, wie CamLine, Cosmino, CSM,

Industrie Informatik, MPDV, Nuveon,

Opdenhoff, Pickert & Partner, Siemens

Industry Software und Syncos, mit en-

gem Praxisbezug sowie auch realisier-

te MES-Anwen-

dungen, zum

Beispiel bei Eu-

rac, Stiwa und

Lohmann, vorge-

stellt. Nach je-

dem Vortrag gibt

es die Möglich-

keit, in einen in-

tensiven Dialog

mit den Referen-

ten zu treten.

Dr. Olaf Sauer vom Fraunhofer Institut

IOSB referiert über die Bedeutung von

MES für Industrie 4.0. Dr.-Ing. Harald

Hoff von der HIR GmbH gibt einen

Marktüberblick über MES-Lösungen.

Prof. Dr. Florian Kerber von der Hoch-

schule Augsburg schildert aktuelle

Trends zu Industrie 4.0 aus Sicht der

Wirtschaft und der Wissenschaft.

Darüber hinaus steht die Anbindung

der MES- an die Produktionsebene mit

mehreren Vorträgen auf der Tagesord-

nung. So zum Beispiel werden neuste

Entwicklungen rund um das industriel-

le Kommunikationsprotokoll OPC UA

aus erster Quelle vorgestellt. So nimmt

Stefan Hoppe, Vice President der OPC

Foundation, Stellung zur Semantic In-

teroperability. Thomas Lantermann,

Senior Business Development Mana-

ger bei Mitsubishi Electric Europe B.V.,

berichtet über Cyber Security im Rah-

men von Industrie 4.0 und MES-Lö-

sungen. Die vollständige Agenda so-

wie detaillierte Informationen zu den

einzelnen Workshops finden Interes-

sierte unter www.automatisierungs-

treff.com.

www-mes-dach.de

Industrie 4.0 und das Industrial Internet bedeutet für

Hilscher eine durchgängige Kommunikation vom Sensor

bis in die Cloud. Wir nennen das Industrial Cloud Commu-

nication, und netIOT ist unsere Technologie dazu.

Auf dem Marktplatz Industrie 4.0 zeigen wir mit dem

netIOT Starterkit eine reale Anwendung unserer durch-

gängigen netIOT Technologie. Dazu simulieren eine

Transport- und drei Arbeitsstationen einen Produktions-

prozess. Diese sind über PROFINET an eine CODESYS

Steuerung und an ein netIOT Edge Gateway angeschlos-

sen. Letzteres kommuniziert mit der Cloud Applikation,

die die Produktionsaufträge an den Prozess ausgibt und

dessen aktuellen Status anzeigt.

Ein erstes Referenzprojekt mit dieser Technologie läuft

bei John Deere, Mannheim. Wir freuen uns auf Ihren

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Magazin

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S1/2017

IBM eröffnet Watson-IoT-Hauptsitz in München

Am 16. Februar hat IBM offiziell sein

globales Headquarter für den neuen

Geschäftsbereich Watson IoT in Mün-

chen eröffnet. Insgesamt wurden rund

200 Mio. US-$ in den neuen Hauptsitz

investiert. Ziel ist es, von dort aus die

technischen und wirtschaftlichen Poten-

ziale für das Internet der Dinge (IoT) wei-

ter auszuloten. Zudem gibt

IBM in München den offiziel-

len Startschuss für den Auf-

bau eines neuen, weltweiten

Innov at ions-Öko systems

rund um künstliche Intelligenz

(AI) und IoT. Mitglied dieses

Ökosystems ist unter ande-

rem BMW.

Mit dem weltweiten Watson-

IoT-Headquarter in München

will IBM auch neue Wege der

Zusammenarbeit beschreiten.

So sollen in sogenannten Col-

laboratories – eine Zusam-

mensetzung aus den Worten

„Collaboration“ und „Laborato-

ries“ – IBM-Experten gemein-

sam mit Kunden, Partnern und

Forschungseinrichtungen an

neuen kognitiven Technologi-

en und Lösungen arbeiten.

Diese offene, unternehmens-

und grenzüberschreitende

Zusammenarbeit soll damit

gleichzeitig zur Keimzelle ei-

nes neuen Ökosystems für

Innovation werden.

„Wir haben mittlerweile in un-

serem Geschäftsbereich welt-

weit über 6 000 Kunden und

Partner, von denen sehr viele

gerne mit uns im Watson IoT

Center zusammenarbeiten

wollen“, sagt Harriet Green,

General Manager, IBM Wat-

son IoT, Cognitive Engage-

ment and Education. „Ge-

meinsam werden wir ein

neues globales Ökosystem für Innovati-

on auf den Weg bringen, in dem erforscht

wird, wie kognitive und IoT-Technologien

ganze Branchen und unser tägliches Le-

ben verändern.“ BMW beispielsweise

wird einen Teil seiner Forschungs- und

Entwicklungsaktivitäten in eines der neu

geschaffenen IBM-Industry-Collabora-

tories in das IoT-Center verlagern. Insge-

samt werden in München rund 1 000 IoT-

Experten von IBM gemeinsam mit

Partnern und Kunden zusammenarbei-

ten. Dazu gehören auch die europäische

Technologie-Initiative EEBus, BNP Pari-

bas, Capgemini, Tech Mahindra und Avn.

www.ibm.com/iot

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Plattform

✔

Magazin

12


Das Engineering der DingeDas Thema Industrie 4.0 ist mittlerweile weltweit etabliert: Von der deutschen „Plattform Industrie 4.0“ über das chinesische „Made in China 2025“ bis zum „Industrial Internet Con-sortium“ in den USA; angekommen in den Unternehmen ist es aber nur punktuell. Zwar erken-nen immer mehr von ihnen die Chancen digitaler, vernetzter Produktionsprozesse, doch viele haben noch reichlich Klärungsbedarf, auch bei der Frage, welche Konsequenzen sich für das Engineering ergeben.

Johanna Kiesel

Das Internet der Dinge (IoT) sorgt für einen Rollenwandel bei

Anlagenplanern und -betreibern. In der künftigen Industrie-4.0-

Realität haben sie es mit autonomen, lernenden Geräten und

Komponenten zu tun. Übergeordnete, anweisende Instanzen?

Zentrale Steuerungen, die Informationen abfragen, verarbeiten

und weitergeben? Das wird zumindest teilweise Geschichte

sein, wenn Maschinen und Produkte selbstständig miteinander

agieren.

Damit geben Anlagenbetreiber Verantwortung aus der Hand.

Und Entwickler bekommen sie dazu. Sie müssen autarke Sys-

teme entwerfen, die flexibel auf sich ändernde Situationen re-

agieren und eigenständig kommunizieren. Das erfordert Me-

Bild

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icoE

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o


13

S1/2017

chanismen, die das „Handeln“ einer Fertigungsstation sicher

und verlässlich machen, aber ohne zu starke Reglementie-

rung. Denn es ist unmöglich, alle künftigen Situationen aller

beteiligten (selbst autarken) Komponenten vorherzusehen.

Leitsysteme werden zu Analysetools. Ihre Effektivität hängt

davon ab, wie gut sie eingehende Informationen in Beziehung

zu den richtigen Geräten und Funktionen setzen und interpre-

tieren.

Anforderungen aus zwei WeltenZum einen müssen sich also

Anlage und Analysesystem

verstehen, zum Beispiel für

Predictive Maintenance

(PdM). Zum anderen sind die

Anforderungen an das Engi-

neering von Geräten enorm

erhöht, vor allem von frei be-

weglichen: Die Planung intel-

ligenterer Teilkomponenten

mit immer mehr Sensorik und

Aktorik stellt höchste An-

sprüche an das Daten- und

Änderungsmanagement. Da

Komponenten sich hierar-

chisch zu kommunizieren-

den „Organismen“ zusam-

mensetzen, ist es zudem

unerlässlich, sie funktionsori-

entiert in größeren Zusam-

menhängen engineeren zu

können.

Durchgängig vernetzt„Grundsätzlich gilt: Nur wirk-

lich durchgängiges, vernetz-

tes Engineering mit möglichst

wenig Systembrüchen kann

den kommenden Anforderun-

gen gerecht werden. Ganz-

heitliche, digitale Maschinen-

und Anlagenmodelle, die

über den gesamten Lebens-

zyklus hinweg System- und

Disziplin-übergreifend Daten

zur Verfügung stellen, sind

unerlässlich“, sagt Rein-

hard Knapp, Leiter der Strate-

gieentwicklung bei der Au-

cotec AG. Das Unternehmen entwickelt seit über 30 Jahren

CAE-Software und hat mit digitalen Anlagenmodellen mehr

Erfahrung als die meisten Anbieter. Bereits vor gut zwölf Jah-

ren begann dort die Geschichte eines der ersten datenbankba-

sierten, funktionsorientierten und Disziplin übergreifenden

Systeme, der Plattform Engineering Base (EB). Sie ist heute in

verschiedenen Industrien zu Hause und verknüpft Planungs-

prozesse in der Bordnetzentwicklung von Serienfahrzeugen

ebenso wie beim Bau von Satelliten, Sondermaschinen, Ener-

gieversorgungsnetzen oder Chemie- und anderen Großanlagen.

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S1/2017

„Über eine zentrale Datenhaltung hinaus muss das

Engineering sehr spezielle Aufgaben lösen, die In-

dustrie 4.0 stellt“, weiß R. Knapp. Zum Beispiel die

Individualisierung der Produkte und Produktion

(„Losgröße 1“) unter Bedingungen der Serienferti-

gung, vernetzte Produktionsprozesse mit zentraler

Überwachung sowie den Umgang mit manuell

nicht zu bewältigenden Datenmengen („Big Data“),

etwa aus der Kommunikation zwischen Maschinen

und Produkten oder IT-Anwendungen wie PdM.

Losgröße 1Für das Engineering ist Losgröße 1 schon lange ein

Thema. „Im Anlagenbau gleicht kaum eine Anlage

der anderen. Und natürlich haben ihre Planer den

Anspruch, diese Individualität so effizient wie mög-

lich, also zu Serienfertigungs-Bedingungen, zu

erreichen“, erklärt der Leiter der Strategieentwick-

lung. Maschinenbauern geht es genauso. Sie wol-

len und müssen individuelle Kundenwünsche mit

höchstmöglicher Standardisierung erfüllen. „Je

mehr Industrie 4.0 in den Anlagen steckt, desto

notwendiger wird Standardisierung, denn die Kom-

plexität erhöht sich enorm. Die lässt sich nur mit

durchdachter Modularität und praxisgerechten,

effizient handhabbaren Baukästen bewältigen“, so

R. Knapp.

Mit den Lösungen in EB, das als einziges CAE-

System auf jahrzehntelangen Erfahrungen sowohl

im Anlagen- als auch Maschinenbau basiert, lässt

sich die nach oben quasi unbegrenzte Komponen-

tenvielfalt von Anlagen ebenso einfach zusammen-

stellen wie sämtliche Varianten einer Maschinen-

Maximalausstattung (150-%-Ansatz). Konsistent

und schnell entstehen maßgeschneiderte Produkte

mit Losgröße 1. Wiederverwendbare, funktions-

orientierte Vorlagen („Typicals“) machen dabei den

effizienzbringenden Standardisierungsaspekt aus.

Ihre Menge bleibt dank eines einzigartigen, zentral

verwalteten Varianten- und Optionen-Manage-

ments selbst für Industrie-4.0-Verhältnisse über-

sichtlich.

Vernetzt arbeiten, zentral ändernJeder Engineering-Schritt jedes Bearbeiters wird in

der zentralen Datenbank der Engineering-Platt-

form hinterlegt und ist sofort in allen Dokumentati-

onssichten, wie Explorer, Grafik oder Tabelle, prä-

sent. Nachtragen, Mehrfacheingaben und damit

vielfache Fehlerquellen entfallen. Vor allem bei

Änderungen ist das Datenmodell ein entscheiden-

der Vorteil: Sie werden zentral an einer Stelle erar-

beitet, erscheinen aber unmittelbar in jeder der oft

vielfachen Repräsentanzen eines Objekts. „So

entfällt die langwierige Suche nach Objekt-Dupli-

katen. Das beschleunigt Änderungsvorgänge im-

mens“, erklärt R. Knapp. Außerdem sorge ein aus-

geklügeltes Änderungsmanagement für ihre

einfache Verfolgbarkeit und Nachvollziehbarkeit

durch die gesamte Dokumentationskette. „Das all-

Predictive Maintenance (PdM) mit Engineering-Anbindung

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S1/2017 www.digital-factory-journal.de

gegenwärtige Risiko, Folgeänderungen zu vergessen, Revisi-

onsstände zu verwechseln oder neue Status ungeprüft zu

lassen, kann man damit getrost vergessen“, sagt der Enginee-

ring-Stratege.

So bleibt IoT-gerechtes, vernetztes Arbeiten konsistent und

übersichtlich. Alle Beteiligten haben stets den aktuellen Stand

einer Anlage vor Augen, und bei Nutzung von EB Web Com-

munication Server gilt dies, egal wo und wie ein Nutzer zu-

greift.

Keine Grenzen für „Big Data“Als weiteres „Markenzeichen“ von Industrie 4.0 gelten giganti-

sche Datenmengen, die nicht nur aus der Anlagen-Komplexität

erwachsen, sondern auch aus kommunizierenden Maschinen

und Produkten oder aus Zustandsanalysen für die Wartung. EB

Antwort darauf ist zum einen eine Architektur mit im Prinzip

unendlich erweiterbarer Datenbank, zum anderen eine Offen-

heit, die nicht nur die eigenen Engineering-Daten, sondern auch

heterogene, ans Engineering angeschlossene Informationen

einbetten oder per Hyperlink zur Verfügung stellen kann.

Schlichtes Archivieren von Daten war gestern. Hier werden Big

Data keine Grenzen gesetzt – und Big-Data-Applikationen müs-

sen nicht mehr händisch „gefüttert“ werden.

Vorausschauende Wartung – kein HexenwerkAuf der Hannover Messe 2016 zeigte Aucotec, wie bei der Konfigu-

ration von PdM-Lösungen die Anbindung des Engineering-Sys-

tems viel Zeit spart und Fehler verhindert. Dazu versorgt EB als

zentrale Quelle sowohl PdM als auch das Leitsystem mit allen re-

levanten Daten. Die enge Anbindung ist nur möglich, weil EB abs-

trakte Objekte abbilden kann, zum Beispiel untergeordnete Mess-

größen, die in Stromlaufplänen oder P&ID gar nicht auftauchen.

Um aus Anlagen-Livedaten optimierte Wartungsintervalle zu

errechnen und drohende Ausfälle melden zu können, muss das

PdM zunächst verstehen, dass der Wert x zu Signal y zum Bei-

spiel einen bestimmten Druck an einem bestimmten Sensor

bedeutet und nicht etwa eine Temperatur. „Mit der Aucotec-

Lösung erhält das PdM sein Engineering-Wissen direkt aus EB.

Bislang mussten diese Informationen über mühselig zu füllende

Listen und diverse Interfaces eingelesen werden – für häufig

50 000 und mehr Leitsystemsignale ein erheblicher Aufwand“,

erklärt R. Knapp.

Datenqualität zahlt sich ausDamit bietet die Plattform eine übergreifende Effizienz, die deut-

lich mehr Aspekte des Lebenszyklus von Maschinen und An-

lagen berücksichtigt als herkömmliche CAE-Systeme. Als

Ursprung aller Anlagendaten und als Quelle auch für nachge-

lagerte Prozesse wie PdM zahlt sich das Investieren in Daten-

qualität gleich mehrfach aus – im Zeitalter von Industrie 4.0

notwendiger denn je!

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Johanna Kiesel ist für Presse- und Öffentlichkeitsarbeit bei

der Aucotec AG in Hannover zuständig.

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Architektur der Engineering Base (EB) mit Anbindung externer Applikationen

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16


Usability für MaschinenMaschinen werden immer leistungsfähiger und mit einem höheren Anteil an Automatisierungs-technik ausgestattet. Dabei wird zunehmend Funktionalität über Software abgedeckt. Damit die Akzeptanz bei den Bedienern steigt, muss der Usability ein hoher Stellenwert eingeräumt werden.

Achim Schreck

Synchronisierte Bewegungsabläufe oder Regler werden zum

Beispiel heute fast ausnahmslos als Softwarelösung reali-

siert. Der Softwareanteil moderner Maschinen stellt einen

dominanten Teil der Wertschöpfung und der Kernkompetenz

eines Maschinenbauunternehmens dar. Momentan genießt

das bei vielen Maschinenbauunternehmen noch keine hohe

Priorität.

Ein Maß für die zunehmende Komplexität der Maschinensteue-

rungssoftware ist die Anzahl an Parametern oder Datenpunkte/

Tags, die über eine Benutzeroberfläche (HMI) im Rahmen der

Maschineneinrichtung (Grenzwerte oder Reglerparameter), des

Werkzeugwechsels, der Parametrierung eines Ablaufes (Re-

zept) und der direkten Bedienung im Eingriff sind. In den letzten

20 Jahren hat sich dies bei Verpackungs- oder Kunststoffma-

schinen von beispielsweise 1 000 Tags auf heute oft 20 000

Tags verändert. Damit gehen komplexere Datenmodelle und

mehrstufige Konfigurationsvorgänge einher.

Da alle Parameter irgendwann einmal verändert werden müs-

sen, führt dies zu immer umfangreicheren Benutzeroberflächen,

die heute oft mehrere hundert Bedienseiten umfassen. Selbst-

verständlich kann und darf dabei der einfache Werker nur einen

sehr kleinen Teil davon verändern, findet aber oft keine auf seine

Bedürfnisse oder Aufgaben angepasst Oberfläche vor. Dies liegt

daran, dass viele Benutzeroberflächen nicht aufgabenorientiert,

sondern funktions- oder komponentenorientiert aufgebaut sind

und damit keine intuitive Bedienung erlauben. Das Zauberwort

für die Lösung dieses Problems heißt Usability.

Usability als Teildisziplin der SoftwareentwicklungUsability ist die Gebrauchstauglichkeit eines Produkts oder aus-

führlich: „Die Usability eines Produkts ist das Ausmaß, in dem

es von einem bestimmten Benutzer verwendet werden kann,

um bestimmte Ziele in einem bestimmten Kontext effektiv, effi-

zient und zufriedenstellend zu erreichen.“ [1] Usability ist oder

Turmstraße 77 | D-64743 Beerfelden | Hotline +49 6068 3001 | Verkauf +49 6068 3002 | Fax +49 6068 3074 | [email protected] | www.IBHsoftec.com

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17

zumindest sollte ein entwicklungsbegleitender Prozess sein und

be gleitet alle Phasen der Produktentwicklung, -einführung so-

wie -pflege. In der Vergangenheit wurde dies wenig berpück-

sichtigt und man hat oft versucht, im Nachhinein bestehende

Oberflächen zu überarbeiten. Bei einer Übernahme der beste-

henden Konzepte und Modelle führt dies nur zu begrenzten

Verbesserungen.

Dies zeigt, dass Usability Engineering bei der Softwareentwick-

lung für die Automatisierung einer Maschine begleitend erfolgen

muss. Die Universität Würzburg hat diese Teildisziplin der Soft-

wareentwicklung Rechnung getragen und im interdisziplinären

Studiengang Mensch-Computer-Systeme die Ausbildung von

Fachleuten für Ergonomie, Usability und Schnittstellengestal-

tung für die Nutzbarkeit und Bedienbarkeit von Computersyste-

men vor Jahren eingeführt. Diese Schwerpunktbildung bei der

Ausbildung von Softwareingenieuren bietet die optimale fachli-

che Grundlage für die Entwicklung von Benutzeroberflächen

komplexer Maschinen nach Usability Gesichtspunkten.

Die GTI-Control realisiert für Kunden im Maschinenbau Neuge-

staltungen von Benutzeroberflächen. Außerdem wird bei beste-

henden Maschinen und bei der Entwicklung von Neumaschinen

mit Spezialisten für Mensch-Maschinen-Kommunikation be-

gleitende Usability-Beratung durchgeführt.

Die VorgehensweiseZuerst werden die Maschine und die damit umgesetzten Pro-

zesse detailliert analysiert. Dabei dient die bestehende Oberflä-

che nur dem Verständnis, nicht aber als Basis für eine inhaltliche

Übernahme mit Neugliederung nach aufgabenorientierten Ge-

sichtspunkten. Bestehende Datenmodelle für Werkzeug- oder

Rezeptdefinition werden angepasst. Dies kann in manchen Fäl-

len eine völlige Neukonzeption der Datenmodelle zur Folge

haben, als Voraussetzung für eine flexiblere und leistungsfähi-

gere Maschine und einfacherer Konfiguration von Abläufen. Als

Konsequenz ist eine Anpassung des Steuerungsprogramms

notwendig. Zu den Datenmodellen gehören auch die Abbildung

des Betriebszustands der Maschine und eine Maschinenkonfi-

guration, die die konkrete Ausprägung des Typs mit allen Optio-

nen und Varianten beschreibt. Danach folgt das Erfassen aller

Benutzerrollen und deren Aufgaben als Basis für eine aufgaben-

orientierte und damit intuitiv benutzbare Oberfläche. Dabei wer-

den ein erweitertes Umfeld und erweiterte Funktionen der HMI

berücksichtigt, die beispielsweise die Belange des Wartungs-

personals, der Produktionsplanung und Qualitätssicherung be-

rücksichtigen. Dazu gehören Leistungen wie eine Auftragsver-

waltung, Wartungsmanagement oder die Berechnung von KPI

wie Overall Equipment Effectiveness (OEE).

Für die aufgabenorientiert zusammengestellten Oberflächen

wird ein Navigationskonzept erstellt. Der Umfang und Aufbau

der Navigation bestimmt die mögliche Umsetzung in Form

mehrstufiger Navigationsleisten. Das anschließend entworfene

Screenlayout berücksichtigt die permanent notwendigen Sta-

tusinformationen, die Anforderungen der Navigation und ermög-

licht mehrere Varianten, Informationen in großen Übersichtsbil-

dern oder strukturierten Teilbildschirmen darzustellen.

Für alle Use-Cases werden danach in Form von Wireframes

die konkreten Benutzeroberflächen entworfen. Dabei sind ab-

strahierte Darstellungen der Prozesse die Basis für eine ver-

ständliche und auf verschiedene Maschinenvarianten an-

wendbare Oberfläche, die über das Datenmodell der

Maschinenkonfiguration eine Adaption an die konkrete Ma-

schine erfährt. Die Wireframes können nun von einem Grafiker




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ausgestaltet und an das Corporate Design des Unternehmens

angepasst werden.

Damit ist eine umfassende Ausarbeitung für eine neue, aufga-

benorientierte und intuitive Oberfläche entstanden. Weitere

Leistungen können in der Umsetzung von Prototypen, einem

Styleguide und dem Verifizieren sowie Optimieren der Oberflä-

che in der Anwendungsumgebung bei ausgewählten Kunden

liegen. Dies führt in mehreren Iterationen zu spürbaren Verbes-

serungen der neu entwickelten Oberflächen.

Bei der Neuentwicklung von Maschinen sollte das Usability

Engineering als begleitende Aufgabe über den kompletten Ent-

wicklungsprozess stattfinden. Dazu wird empfohlen, auch die

Steuerungssoftware nach Software-Engineering-Gesichts-

punkten anzugehen. Dies führt zu besser wartbaren und über-

tragbaren Softwarekonstrukten für die immer komplexer wer-

dende Steuerungssoftware. Dadurch können die Unternehmen

die Umsetzung ihrer Kernkompetenzen auf höherem Niveau

und mit erheblich geringeren Risiken bezüglich der Abhängigkeit

von einzelnen Mitarbeitern umsetzen.

Usability für höhere ProduktivitätDie Akzeptanz der Nutzer einer Maschine ist maßgeblich von

der Usability beeinflusst. Diese reduziert Einlernzeit, vermeidet

Fehlbedienungen, ungewollte Anlagenstillstände und schlech-

te Produktionsergebnisse und trägt damit erheblich zu einer

höheren Produktivität bei. In Verbindung mit einer durchdachten

und funktional erweiterten Software werden zusätzliche Mehr-

werte verfügbar, die als Alleinstellungsmerkmale gegenüber

den Mitbewerbern entscheidend zur Kundengewinnung beitra-

gen können. Daneben führen alle Bestrebungen in Richtung

Industrie 4.0 zu mehr Software oder auch Apps, für deren Erfolg

die Usability entscheidend ist.

Literatur

[1] DIN EN ISO 9241-11. Ergonomische Anforderungen für Bü-

rotätigkeiten mit Bildschirmgeräten – Teil 11: Anforderungen

an die Gebrauchstauglichkeit. Beuth: Berlin

www.gti.de

Achim Schreck ist Geschäftsführer der GTI-Control in

Marktheidenfeld.

[email protected]

Die Betrachtung eines erweiterten Umfelds bezüglich Funktionsumfang und Oberflächen ist wichtig

Phasen der Entwicklung eines HMI-Konzepts durch die GTI-Control

Entwurf einer Benutzer-oberfläche für Schleif-maschinen


KONKRETE INDUSTRIE 4.0 USE-CASES – Live auf dem Automatisierungstreff 2017 –

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3KONKRETE INDUSTRIE 4.0 USE-CASES


Editorial

Industrie 4.0 und die digitale Transformation sind die Trend-Themen unserer Zeit. In-

zwischen geht es immer öfter um den praktischen Nutzen und die schnelle Umsetzung

entsprechender Projekte in der Produktion. 'Industrie 4.0 jetzt' heißt dazu die Devise.

Wir haben deshalb den Marktplatz Industrie 4.0 ins Leben gerufen. Dieser stellt die Vor-

teile der Digitalisierung klar heraus. Der Marktplatz Industrie 4.0 ermöglicht es, den ganz-

heitlichen Ansatz von Industrie 4.0 und IIoT zu verstehen und den Wert des Ganzen zu er-

kennen. Nur durch das nahtlose Zusammenspiel von allen Ressourcen einer Fabrik – vom

kleinen Sensor in der Produktion bis zur Management-Software in der Geschäftsführung -

wird die Grundlage für eine signifikant, höhere Wertschöpfung erreicht. Der Marktplatz

richtet sich an Anwender, Praktiker und Macher, welche die digitale Transformation in den

Unternehmen voranbringen.

Unser Marktplatz Industrie 4.0 liefert keine weiteren technischen Präsentationen von

Teilbereichen, sondern ist eine Plattform zur Vorstellung von Ideen und praktischen Lö-

sungen, die aus der Nutzung von Industrie 4.0 echten Mehrwert generieren und komplett

auf einem applikationsbezogenen Konzept basiert.

Unser Ziel: Der Anwender kommt mit einer Aufgabenstellung auf den Marktplatz Industrie

4.0 und entdeckt eine Industrie 4.0-Anwendung, die eine Lösung für seine Aufgabe ist

oder er findet die Idee für eine Lösung. Der Marktplatz Industrie 4.0 ist eine Plattform

auf der Anbieter verschiedener Produkte und Disziplinen dem Marktbesucher an einem

Ort ihre verfügbaren Use-Cases für seine Anforderungen vorstellen. Bei übergreifenden

Aufgabestellungen stellen auch zwei oder mehrere Teilnehmer ihre Anwendungen vor.

Allen Anbietern und Besuchern vom Marktplatz Industrie 4.0 wünsche ich informative,

konstruktive und gute Gespräche!

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4 KONKRETE INDUSTRIE 4.0 USE-CASES


Industrie 4.0 USE-CASE: MES Process Communication

CSM Systems AG und IBHsoftec GmbH

bieten gemeinsam die MES Infrastruktur

DIAMES als MES Kernkomponente, zu-

sammen mit dem IBH Link UA als OPC UA

Gateway für die direkte MES Cloudanbin-

dung von Produktionsmaschinen an.

DIAMES ist ein ereignisgesteuertes echt-

zeit-basiertes MES, dass neben den ge-

mäß ISA 95 und VDI 5600 definierten,

noch über viele zusätzliche branchenspe-

zifische Funktionalitäten verfügt. In vor-

liegenden Kontext werden IBH Link UA

Komponenten für online MES-relevante

Produktionsaktivitäten-Erfassung mit dem

vom MES D.A.CH Verband empfohlenen

UMCM Protokoll über OPC UA direkt an

den DIAMES Server in der Cloud darge-

stellt. Der IBH Link UA ist eine OPC UA

Server/Client Baugruppenkomponente, die

jeweils auf der Hutschiene im Maschi-

nengeräteschrank montiert wird. Die

Funktionalität kann über eine MicroSD

Karte kundenspezifisch mit Node.js und

dem von IBM veröffentlichten grafischen

Editor Node-RED erweitert werden. Node-

RED wird über einen beliebigen Web-

browser bedient. Neben OPC UA können

damit alle bekannten Protokolle, wie z.b.

MQTT, AMQP oder Modbus auch bedient

werden. Beliebige Funktionen zur kun-

denspezifischen Datenverarbeitung wer-

den universell mit JavaScript erstellt.

Die Verwendung von Cloud Services im

Kontext mit ERP und MES bringt eine

Reihe von einzigartigen Vorteilen mit

sich und ist praktisch zwingende Voraus-

setzung für eine Industrie 4.0 resp. IIoT

taugliche IT-Produktionsinfrastruktur der

Zukunft. Das beigestellte schematische

Übersichtsbild des Systemverbundes soll

neben der klassische MES Funktionalität

gemäß dem ISA 95 und VDI 5600 Stan-

dard, im Kontext auch die für die Industrie

4.0 resp. IIoT angedachten und empfoh-

lenen Erweiterungen erläutern: Die ge-

wählte Darstellung erhebt nicht Anspruch

auf Vollständigkeit. Um die Darstellung

nicht zu überladen, wurde der effektive

Produktionsmaschinenpark reduziert und

durch jeweils eine Maschine resp. Pro-

duktionsmittel mit entsprechender Aus-

rüstung exemplarisch dargestellt.

Weil DIAMES neben dem Produktionsplan

ab ERP und den Produktionsressourcen

auch die Mitarbeiter kennt, kann ein Ma-

schinenbediener nach seiner Arbeitsan-

meldung seinen als nächsten geplanten

Arbeitsgang starten und später unterbre-

chen resp. beenden. Bei Produktionsstill-

ständen, die das System via Sensorik nicht

selbst erfassen kann, setzt der Bediener

aus der im Kontext vorgegebenen Still-

stands-Liste den effektiven Stoppgrund.

Damit ist nun DIAMES, mit seiner ereig-

nisorientierten Echtzeitapplikationsbasis,

in der Lage permanent zu vergleichen,

was ist geplant und was passiert aktuell.

Wenn potenzielle geschäftskritische Ab-

weichungen sich abzeichnen oder bereits

als Fehler aufgetreten sind, löst DIAMES

über das separate MDS-Modul (oben links

auf dem Bild) eine SMS Alarmierung bei

der zuständigen Person aus.

DIAMES meldet gemäß technisch getrof-

fener, kundenspezifischer Vereinbarung

periodisch den Arbeitsfortschritt, Produk-

tionsunterbrechungen und Abschlüsse an

das übergeordnete ERP System zurück

und schließt damit automatisch den In-

formationsfluss im Sinne eines zeitnahen

und genauen aktuellen logischen ERP Ab-

bildes der effektiv ablaufenden Produk-

tionsprozesse.

Ziel ist: Mit einer Cloud Service basierten

ERP/MES Infrastruktur, kostengünstiger,

rascher, effizienter, termin- und qualitäts-

gerechter Kundenaufträge in Produkte um-

zusetzen.

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ERP / DIAMES und IBH Link UA Systeminfrastruktur im Kontext mit einer Produktionsumgebung kommunizieren in Echtzeit

Mit MES und einer universell konfigurierten OPC UA Datenerfas-sungskomponente eine erfolgreiche Cloud Service IT-Infrastruktur einer Industrie 4.0/IIoT basierten Produktionsumgebung schaffen.

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Phone: +41 (0)44 905 76 76 Telefax: +41 (0)44 905 76 70



simulieren eine Transport- und drei Arbeits-

stationen einen Produktionsprozess. Diese

sind über PROFINET an eine CODESYS

Steuerung und an ein Edge Gateway ange-

schlossen. Letzteres kommuniziert mit der

Cloud Applikation, die die Produktionsauf-

träge an den Prozess ausgibt und dessen

aktuellen Status anzeigt.

Ein erstes Referenzprojekt mit dieser Tech-

nologie läuft bei John Deere, Mannheim.

Industrie 4.0 USE-CASE: IoT Framework www.hilscher.com

netIOT – Industrial Cloud Communication vom Sensor in die Cloud

Industrie 4.0 und das Industrial Internet be-

deutet für Hilscher eine durchgängige Kom-

munikation vom Sensor bis in die Cloud. Wir

nennen das Industrial Cloud Communicati-

on, und netIOT ist unsere Technologie die

wir dazu anbieten.

Das netIOT Interface bindet die Sensoren

über IO-Link ein und realisiert die harte

Real-Time-Ethernet Kommunikation mit der

Steuerung. Für die zeitunkritischen Über-

tragungen von Daten in die Cloud stellt es

einen OPC UA Server oder einen MQTT Cli-

ent zur Verfügung. Alternativ kann über ei-

nen azyklischen Dienst des Steuerungspro-

tokolls auf die Daten zugegriffen werden.

Die Übertragung erfolgt quasi parallel über

ein Ethernet Kabel an dem sowohl die Steu-

erung als auch das netIOT Edge Gateway

angeschlossen sind. Dieses fungiert zu-

nächst als zentrale Sammelstelle aller In-

formationen die von den angeschlossenen

Peripheriegeräten geliefert bzw. ausgele-

sen werden. Der Edge Server ist dessen

zentrale Software Komponente der diese

Informationen über eine REST API den Ap-

plikationen zur Verfügung stellt. Das sind

z.B. Cloud Connectoren, Apps von Smart

Devices oder kundeneigene Apps innerhalb

einer Docker Umgebung. Als netIOT Service

bietet Hilscher Anbindungen an das Asset

Intelligent Network von SAP und die Cloud-

plattformen Bluemix von IBM sowie Azure

von Microsoft an.

Auf dem Marktplatz Industrie 4.0 stellen

wir das netIOT Starterkit aus. Dort wird

die beschriebene netIOT Technologie, vom

Sensor bis in die Cloud real gezeigt. Dazu




netIOT Starterkit - Produktionslinie mit IBM BlueMix

Industrie 4.0 USE-CASE: Process Communication + Asset Management

Industrie 4.0 kann nur funktionieren, wenn

eine durchgängige Kommunikation von der

Feldebene bis in die IT Infrastruktur ge-

währleistet ist. Dabei geht es nicht nur um

die technologischen Aspekte der Kommu-

nikation. Es bedarf auch des Austausches

zwischen Unternehmen, die bis dato in der

klassischen Automatisierungspyramide nur

indirekt kommuniziert haben.

Dies wird ermöglicht durch strategische Zu-

sammenarbeit der Automatisierungs- und

IT-Unternehmen, die mit der Verbreitung

des industriellen Internets immer näher zu-

einander rücken. Denn auch wenn es beim

Internet der Dinge primär um die „Vernet-

zung des Unvernetzten“ geht – der wirt-

schaftliche Nutzen für Anwender kann nur

realisiert werden, wenn relevante Daten

von unterster Ebene gesammelt, analysiert

und durchgängig genutzt werden können.

Die gemeinsame Lösung von Hilscher und

IBM kann sowohl auf bestehende Anlagen

angewendet werden als auch die Umset-

zung disruptiver Szenarien ermöglichen.

Die Anwendung realisiert eine regelbasierte

Integration in produktiver Umgebung – das

Zusammenwirken von cyber-physischen

Systemen mit der IBM Service-orientierten

Industrie 4.0-Architektur. Im Mittelpunkt

steht eine Predictive Maintenance Anwen-

dung. Diese basiert technologisch auf dem

netIOT Rules Cyber-physical System (CPS)

in Verbindung mit dem Operational Decisi-

on Manager (ODM) von IBM.

Das cyber-physische System stellt die Ver-

bindungsstelle zwischen Produktion und

der IBM IT Architektur dar. Die entspre-

chenden Software Applikationen laufen auf

dem netIOT Edge Gateway von Hilscher –

dem netIOT Rules CPS.

Die Architektur und Funktionalität auf dem

netIOT Rules CPS bietet die durchgängige

und intelligente / funktionale Vernetzung

zwischen Operational Technology (OT) und

Information Technology (IT).

Die kognitive Erweiterung von Produktions-

vorgängen durch Watson IoT am Beispiel

des netIOT Starterkits ermöglicht unter an-

derem die Unterstützung der Produktions-

und der Wartungsmitarbeiter durch lernen-

de und beratende kognitive Funktionen.

So können Automatisierungsprozesse opti-

miert und Ausfallzeiten vermieden werden.

www.ibm.com

IBM Industrie 4.0 Referenz Architektur

IBM und Hilscher: Sensordaten aus der Produktion mit regelba-sierter Integration und netIOT Starterkit mit Watson IoT

Que

lle: I

BM



Industrie 4.0 USE-CASE: Process Optimization by Quality Feedback

Berghof ist anerkannter Spezialist für die

Prüfsysteme in der Automobilindustrie.

Zukünftig werden die Berghof-Prüfsyste-

me mit einer Testing Cloud verbunden, um

die Prüfergebnisse unternehmensweit den

relevanten Personen zur Verfügung stel-

len zu können. Damit können die Prüfda-

ten noch besser und schneller analysiert

werden und auch Schulungen können di-

rekt aus der Cloud heraus erfolgen.

Zu den Prüfsystemen des Hauses Ber-

ghof gehört die PIA-Familie. Diese über-

nimmt die Ansteuerfunktionen für die

Betätigung von Kraftstoffinjektoren und

Hochdruck-Kraftstoffpumpen in einer

automatischen Umgebung. Sie simuliert

eine KFZ-Motorsteuereinheit (ECU) und

ermöglicht so die Prüfung von Injektoren

ohne Steuergerät. PIA bietet folgende

Einsatzgebiete wie z.B. die Ansteuerung,

Prüfung und Analyse sowie Bewertung

der Funktionalität von Prüflingen im La-

bor-, Produktions- und Dauerlaufumfeld

als Plug-and-play-Lösung. Das kompakte

System ist mit seinen vollautomatisierten

Prüfzyklen über ein Human Machine Inter-

face einfach zu bedienen. Zusätzlich kann

aber auch dieses System über remote per

App bedient werden. Sie erhalten durch

diese Lösung zu jeder Zeit qualifizierte

und reproduzierbare Ergebnisse.

Die im Prüfsystem gewonnenen Informati-

onen werden dann einer Testing Cloud zur

Verfügung gestellt. Hier können die Prüf-

ergebnisse zu jeder Zeit weiter analysiert

werden.

Bisher erhielt nur der Werker eine In-

formation, ob das getestete Bauteil i.O.

oder n.i.O. ist. Zukünftig werden über die

Cloud-Lösung noch weit mehr Informa-

tionen über den Produktionsstatus zur

Verfügung gestellt. Der Qualitätsmanager

kann dann zum Beispiel Informationen

über Fehlerquoten abrufen und der Pro-

duktionsmanager kann Informationen

abrufen, an wie vielen Tagen die Testan-

lage in Betrieb ist. Darüber hinaus können

Performance-Vergleiche zwischen Testan-

lagen in unterschiedlichen Produktions-

werken weltweit vorgenommen werden.

www.berghof-testing.com

Prüfsystem für Einspritzventile und Hochdruck-Kraftstoffpum-pen mit Cloud-Anbindung

Industrie 4.0 USE-CASE: Automation Unit Management

Die Smart Factory von Exor – das ist Steu-

erung in Echtzeit, sichere und nahtlose

Zusammenarbeit verschiedener Indust-

riekomponenten, lokale und webbasierte

Visualisierung, Analyse von Echtdaten

sowie direkte Anbindung an die Cloud.

Die Smart Factory von Exor führt mit in-

novativer Technik von Industrie 3.0 zu

Industrie 4.0. Herausragendes Beispiel

dafür ist die neue „eX700-Serie“, ein in-

novatives All-in-One-HMI. Hier steht ein

kompletter IoT-Baukasten mit HMI, PLC

und Cloud-Edge-Gateway mit integrier-

ter HTML5-Visualisierung zur Verfügung.

Neuste Softwaretechnologien wie yoc-

to, OSADL, docker, QT, SVG, node js und

HTML5, stehen für einen multifunktiona-

len Einsatz zur Verfügung. Als OS werden

Linux RT und Android unterstützt.

Für die Erstellung webbasierter Applika-

tionen dient „JMobile“ („JM4web“). Die

Integration von Node-RED in die „JMo-

bile“-Entwicklungsumgebung ermöglicht

die einfache Kommunikation in die Cloud.

Basierend auf dem eigens entwickelten

„microSOM“ mit leistungsstarkem „i.MX6

DualLite 1.0GHz“-Prozessor (optional

i.MX6 Quad 1.2GHz) ist ein komplexer

Multiprotokoll-IoT-Controller entstanden.

Das Produktportfolio erstreckt sich von

auf Hutschienen montierbaren Geräten

„eXware700“, über Schaltschrank-Ein-

baugeräte „eX700“ bis hin zu feldtaugli-

chen IP67-Geräten „eX700 Field“.

Auf dem Marktplatz Industrie 4.0 zeigt

Exor in einem Use-Case, wie Sensorik,

Aktorik und Robotik über verschiedene

Feldbuskommunikationsprotokolle ange-

steuert werden – simultan und in Echtzeit.

Die Synchronisierung erfolgt über OPC UA

mit TSN nach dem Standard IEEE 802.1

TSN. Die integrierte CODESYS-Steuerung

basiert auf dem Standard IEC 61131-3.

Unterstützt werden die Protokolle

ETHERNET POWERLINK, Ethernet/IP,

PROFINET und EtherCAT.

www.exor.de

Die Smart Factory von Exor

Exor Smart Factory: Multiprotokoll-IOT-Controller kommunizieren in Echtzeit




Industrie 4.0 USE-CASE: Automation Unit Management

Mit der Lösung haben Steuerungen bei ho-

her Flexibilität unter Anwendung bekann-

ter Programmierumgebungen vollen Zugriff

auf SQL-Datenbanken. Eine Datenbankver-

bindung mit dem Connector zu erstellen,

erfordert nur wenige Einstellungen. Die

Connector-Software dient nur als Gateway.

Dies vereinfacht Anpassungen, da diese in

der SPS-Programmiersoftware realisiert

werden. In der Steuerung wird festgelegt,

welche Daten weitergegeben werden. Am

Connector müssen keine projektspezifi-

schen Änderungen vorgenommen werden.

Die Software funktioniert hardwareun-

abhängig. Jede Steuerung, die über eine

TCP/IP-Schnittstelle verfügt, kommt als

Datenlieferant infrage. So funktioniert

der Datenaustausch bei Steuerungen mit

entsprechender TCP/IP-Schnittstelle, zum

Beispiel mit Siemens S7, CODESYS 2.0

und CODESYS 3.0 (Bosch Rexroth, Wago,

Elau, Schneider Electric, Festo und anderen),

Beckhoff, Rockwell und B&R, sowie mit

Robotersteuerungen von Kuka, Stäubli

und ABB.

Für diese Steuerungen sind jeweils ferti-

ge Bibliotheken vorhanden, die nur noch

ins Projekt eingebunden werden müssen.

Der Datenaustausch mit der MES- oder

ERP-Ebene ist somit ohne zusätzliche

Protokolle – ausschliesslich der Standard

TCP/IP-Schnittstelle - problemlos möglich.

Auf dem Marktplatz Industrie 4.0 zeigt

Inasoft in einem Use-Case, wie schlank

eine Bauteilverschleißerfassung realisiert

werden kann und den daraus entstehende

Nutzen für Techniker und Wartungsplaner.


Der SQL4automation-Connector ist eine Softwarelösung, damit Robotersteuerungen und SPS komfortabel mit Datenbanken verbunden werden können

Industrie 4.0 USE-CASE: IoT Framework

derungen für Industrie 4.0-Lösungen erfüllt

und umgesetzt werden können.

Beide Roboter, sowohl virtuell als auch

real, mit jeweils unterschiedlicher Kinema-

tik, Steuerung und SPS-Software, sind an

eine „serverless Cloud-Plattform“ ange-

bunden und führen Pick-and-Place-Befeh-

le aus. Das User-Interface wird über eine

App auf einem Android-Tablet visualisiert.

Die zentrale Intelligenz, Logik, Koordinati-

on und Ansteuerung beider Roboter ist in

der „serverless Cloud-Plattform“ realisiert.

Indem Menschen, Maschinen und Systeme

miteinander kommunizieren wird die Wett-

bewerbsfähigkeit verbessert und neue Ge-

schäftsmodelle können realisiert werden.

„Factory2Cloud“ von iT Engineering ist ein

Framework mit dem schnell und kosten-

günstig individuelle Industrie 4.0-Lösungen

für neue Geschäftsmodelle in einem he-

terogenen Umfeld von Maschinen, Aktoren,

Sensoren und sonstiger Systeme realisiert

werden können.

Mit „Factory2Cloud“ können verschiedenste

Geräte/Maschinen unterschiedlichster Her-

steller sowohl untereinander, als auch mit

übergeordneten Systemen (ERP, MES, etc.)

und einer Cloud-Plattform kommunizieren.

Durch den Einsatz von Kommunikations-

standards wie OPC UA, MQTT und einer

Einbettung in das Referenzarchitekturmo-

dell Industrie 4.0 (RAMI 4.0) wird zwischen

Maschinen, cyber-physischen Systemen

sowie einzelner Teilnehmer im Fabrikumfeld

eine „quasi-semantische“ Kommunikation

ermöglicht. Die bidirektionale Kommunika-

tion zwischen Menschen, Maschinen und

Systemen sichert den Austausch von Infor-

mationen in Echtzeit. Die Cloud-Anbindung

sorgt für eine nahezu unbegrenzte Ska-

lierbarkeit, Pay per Use-Möglichkeiten und

Mandantenfähigkeit.

Auf dem Marktplatz Industrie 4.0 de-

monstriert iT Engineering, anhand zweier

Pick-and-Place-Roboter, wie mit dem „Fac-

tory2Cloud“-Framework individuelle Anfor-

Factory2Cloud – das Framework für individuelle Industrie 4.0-Lösungen

www.ite-web.de



Industrie 4.0 USE-CASE: IoT Framework

MONKEY WORKS und ELCO präsen-

tieren mit dem IoT-Board und der

HMI-Suite einen ganzheitlichen IoT-An-

satz – vom Sensor zum Menschen und

zurück! Denn erst durch die Kommuni-

kation mit dem Menschen wird aus ei-

ner bloßen Datenerfassung eine echte

IoT-Anwendung.

Mit dem IoT-Board von ELCO ist die erste

IoT-Lösung in Nullkommanix eingerichtet.

Über zwei Universaleingänge (analog/di-

gital) werden Sensoren mit dem IoT-Board

verbunden. Das eingebaute GSM-Modem

mit integriertem SIM-Chip sendet die Da-

ten bei weltweiter Verfügbarkeit sofort in

die Cloud.

Die HMI Suite von MONKEY WORKS ist

ein moderner Entwicklungsbaukasten, mit

dem einfach und schnell Industrie-4.0- und

IoT-Lösungen auf Basis von Apps realisiert

werden können. Die Entwicklung einer In-

dustrie-App ist so einfach wie die Gestal-

tung einer Powerpoint-Folie. Auf Knopf-

druck werden in der App Cloud native Apps

für iOS und Android gefertigt und in einem

Industrial App Store zur Verfügung gestellt –

manuelle Programmierarbeit oder speziel-

le Hardware ist nicht notwendig.

Während aktuell verfügbare IoT-Lösun-

gen die Anwender mit ihren Daten in der

Cloud oft alleine lassen, bieten MONKEY

WORKS und ELCO zusammen eine echte

Lösung. Denn Industrie 4.0 ist ein Gemein-

schaftsprojekt, das nur mit Partnerschaf-

ten innovativer Unternehmen gelingt.

„Auf dem Marktplatz Industrie 4.0 stel-

len wir unser IoT-Starter-Kit aus, das al-

les enthält, um sofort ein erstes echtes

IoT-Szenario zu realisieren: Dazu gehören

das IoT-Board mit Cloud-Anbindung, die

HMI Suite Workbench für die individuelle

Gestaltung von Apps und deren Bereit-

stellung in einem Industrial App Store

sowie eine App im Store für ein Jahr.”

schürt Dr. Stefan Hennig, Geschäftsführer

MONKEY WORKS, die Neugier.

IoT konsequent zu Ende gedacht!

www.monkey-works.de / www.elco-automation.de

Aufbauplanung vorgesehen ist. „Wir haben

intern eine Datenbank mit etwa 70.000

verschiedenen Komponenten, von denen

wir 15.000 bis 20.000 häufig verwenden“,

sagt Kindt. Für alle Teile sind entsprechen-

de Step-Dateien für die 3D-Aufbauplanung

in der Datenbank enthalten. „Falls wir die

Step-Dateien nicht von den Lieferanten er-

halten, müssen wir sie selbst erzeugen“,

so Kindt weiter. Die geforderte hohe Da-

tenqualität stellen leider nicht alle Liefe-

ranten zur Verfügung. „Nur bei wenigen

Unternehmen sind wir mit der Datenqua-

lität zufrieden. Vorbildlich ist hier die Fir-

ma Rittal, die deswegen auch zu unseren

Hauptlieferanten gehört.“

Industrie 4.0 USE-CASE: Asset Management

Die Digitalisierung entlang der Wertschöp-

fungsketten in der Industrie ist ein entschei-

dender Schritt auf dem Weg zu Industrie

4.0. Dies gilt auch für den Steuerungs- und

Schaltanlagenbau. Die Blumenbecker Au-

tomatisierungstechnik GmbH reagiert auf

die steigenden Anforderungen in Bezug auf

Qualität, Kosten und Geschwindigkeit mit

der Optimierung sämtlicher Prozesse von

der Elektroplanung über die Fertigung bis

hin zur Logistik. Dabei spielt die hohe Da-

tenqualität eine entscheidende Rolle.

Die Produktionshalle bei Blumenbecker in

Beckum sieht nicht so aus, wie man sich

gemeinhin eine Elektrowerkstatt eines

Schaltanlagenbauers vorstellt. Auf über

8.000 qm Fläche herrscht Übersichtlichkeit

und Ordnung wohin man schaut. Alle Ab-

läufe sind hoch effizient geplant. Voraus-

setzung dafür ist u. a. eine durchgängige

Datenhaltung von der Elektroplanung bis

zum Versand. Blumenbecker setzt dabei

auf die Softwarelösungen von EPLAN, das

EPLAN Data Portal und die Systemtechnik

von Rittal.

Der Datenqualität misst Peter Kindt,

Gruppenleiter Steuerungstechnik, eine

entscheidende Bedeutung zu: „Die Daten

müssen stimmen, damit wir in der Produk-

tion nicht auf Schwierigkeiten stoßen.“

Wichtig sind etwa die geometrischen Ab-

messungen, damit später alles auch so

in den Schaltschrank passt, wie es in der

Auf die Daten kommt es an

www.rittal.de




Industrie 4.0 USE-CASE: Asset Management

Eine zentrale Rolle bei der Umsetzung von

Industrie 4.0 Konzepten spielen Informa-

tions- und Kommunikationstechnologien.

Bussysteme in der Produktion müssen

dabei nicht nur gewährleisten, dass Ma-

schinen und Anlagen schnell, sicher und

präzise produzieren. Darüber hinaus müs-

sen sie einen durchgängigen Zugriff auf

produktionsrelevante Daten von beliebi-

gen Abteilungen und Standorten eines

Unternehmens auf die Geräte der Feld-

ebene ermöglichen. Mit dem Industrie 4.0

Demonstrator von Sercos International

wird aufgezeigt, wie Prozess- und Geräte-

daten auf einheitliche und herstellerüber-

greifende Weise nicht nur lokal über den

Echtzeitbus, sondern auch über OPC-UA

für unterschiedliche Anwendungsszenari-

en zur Verfügung gestellt werden können.

Damit wird nicht nur der Datenaustausch

zwischen Maschinenperipherie und über-

geordneten IT Systemen vereinfacht. Auch

die Anforderungen von Industrie 4.0 hin-

sichtlich einer semantischen Interoperabi-

lität werden unterstützt.

Die Multiprotokollfähigkeit von Sercos® III

ermöglicht dabei verschiedene Realisie-

rungsoptionen. Zum einen kann die

OPC-UA-Server-Funktionalität in eine Ma-

schinensteuerung integriert werden. Die

Steuerung fungiert in diesem Falle als

Gateway, in dem das Mapping auf Sercos

Dienste und Daten vorgenommen wird.

Mit Sercos® III ist es auch möglich, einen

OPC-UA Server direkt in ein Sercos Feld-

gerät (Antrieb, E/A-Station oder Sensor)

zu integrieren. In diesem Falle wird das

OPC-Protokoll direkt zu dem jeweili-

gen Sercos Slave-Gerät durchgeroutet.

Die Gateway-Funktionalität der Steue-

rung wird somit auf die Funktion eines

Ethernet-Switch reduziert. Die Kommunika-

tionsfähigkeit zwischen einem OPC-Client

und einem OPC-UA Server bleibt aufgrund

des Sercos Übertragungsverfahrens (kein

Tunneln!) auch ohne laufende Sercos Kom-

munikation erhalten.

www.sercos.de

Maschinenkommunikation im Kontext von Industrie 4.0

Steuerungsprozesse eingreifen zu müssen.

Diese ermöglichen auch einen Vergleich ak-

tueller und früherer Prozesse, um frühzeitig

Trends zu ermitteln.

Erkannte Fehler werden als Meldungen mit

den zugehörigen Anlagen- und Bauteilin-

formationen in myDAS oder einem Web-

browser angezeigt oder über OPC an eine

SPS gesendet. Zur weiteren Analyse sind

die fehlerrelevanten Prozessdaten der Mel-

dung interaktiv darstellbar.

Durch die breite Datenerfassung und in-

telligente Verarbeitung der Prozessdaten

bietet myDAS die Basisvoraussetzungen

für eine gelungene Transformation der Fer-

tigung in eine Industrie 4.0-Landschaft.

Industrie 4.0 USE-CASE: Process Control

myDAS ist das Informationsportal mit Mehr-

wert für automatisierte Fertigungsanlagen

und bietet auf einer gemeinsamen System-

plattform Werkzeuge zur tiefgehenden Ana-

lyse der Prozesse. Die Unterstützung vieler

Standards zur permanenten Datenerfas-

sung im Industriebereich (PROFINET/-BUS,

OPC, etc.) macht myDAS zum Multitalent

für die Integration unterschiedlicher Steu-

erungen in ein gesamtheitliches Konzept

für das Fertigungsdaten- und Qualitätsma-

nagement. Die Skalierbarkeit des Systems

ermöglicht optimale Anpassungen an die

Komplexität der Fertigungsanlage. Ob In-

standhaltung oder Center-Management,

vom Prüfstand bis zur Fertigungsstraße,

myDAS liefert die für den jeweiligen Pro-

zessbeteiligten relevanten Informationen.

An einer Lackierlinie lassen sich die Mög-

lichkeiten von myDAS anschaulich demons-

trieren. Hier sollen qualitätsrelevante Feh-

ler online erkannt werden. Alle verfügbaren

Prozessdaten der Lackierroboter und Steu-

erungen werden in hoher Auflösung syn-

chron in myDAS erfasst und gespeichert.

Algorithmen analysieren diese online (oder

offline) und liefern Ergebnisse wie Fehler-

meldungen und Prozesskennwerte. Deren

Entwicklung kann mit echten historischen

Prozessdaten getestet werden, ohne in

myDAS: Big Data vom Sensor bis zur Cloud

www.techno-step.de

myDAS: Big Data für Prozessüberwachung im Zeitalter von Industrie 4.0



Industrie 4.0 USE-CASE: Remote Process Communication

Im Zentrum steht ein Historian System in

der Cloud des Anlagen-/Maschinenbauers.

Um die Datenbank mit Daten zu versorgen,

gibt es unterschiedliche Wege und Schnitt-

stellen. Der Weg der Daten in die Zent-

ralapplikation kann je nach Verbindung

mit Feldgeräten/Maschinen unterschied-

lich sein. Es können moderne OPC UA,

DSL, GPRS oder VPN Verbindungen, aber

auch Dateischnittstellen/Protokolle für

ältere Gerätekonzeptionen oder über eine

Cloud eingebunden werden. Auf der Da-

tenbank ist ein Webfrontend mit diversen

Auswertemöglichkeiten installiert. Es exis-

tiert ein zentraler Zugangspunkt über das

Login, bei dem der User die für ihn freige-

gebenen Daten im Dashboard sehen kann.

Im Dashboard können ebenfalls Fremd-

applikationen, sowie die auf dem Server

generierten Berichte angezeigt werden.

Das System ist mandantenfähig, und kann

auch von mehreren Kunden/Mandanten

lokal konfiguriert werden.

Das Zentrum bildet eine verständliche und

strukturierbare Weboberfläche (das UI

als Services) mit einem oder einer Kom-

bination von Historian-Systemen, flankiert

von webfähigen HMI/SCADA und QMS,

EDMS. Dieses bildet die Umgebung zum

PaaS (Platform as a service). Die Ziele

sind häufig Analyse, Berichte, Mainte-

nance, Service sowie Effizienzsteigerung.

Die Datenhaltung und Reportgenerierung

wird eingebunden in die mandantenfähige

Weboberfläche, das UI (User Interface)

als Services für die individuellen Anfor-

derungen der Benutzer (User). Ein zent-

raler Zugangspunkt über Login präsen-

tiert dem User die für ihn freigegebenen

Daten. Im Dashboard werden individuelle

Zusammenstellungen der Diagrammarten

realisiert. 'On Platform-Content' – bedeu-

tet: Eine Plattform für orchestrierte, auf-

gabenbezogene Informationsdarstellung,

ganz im Sinne der I4.0.

www.videc.de

Mandantenfähige Webzugriffe einer Cloudapplikation

Industrie 4.0 USE-CASE: Asset Maintenance

■ welche Geräte verbaut sind,

■ wo die Dokumentation zu den ver-

bauten Geräten zu finden ist und

■ welche Komponenten im Schrank

mit den Plänen korrespondieren.

Dies spart enorm viel Zeit und erhöht die

Qualität der Arbeit.

Die integrierte Lösung von WSCAD setzt

auf neue Technologien wie die Cloud, Aug-

mented Reality und viele andere mo derne

Konzepte, die für die Umsetzung von In-

dustrie 4.0 in die Praxis erforderlich sind.

Damit ist der gesamte Prozess ohne Da-

tenbrüche von der Pla nung über die Kon-

struktion, Fertigung und Instandhaltung in

WSCAD nahtlos abgedeckt.

Mit der WSCAD SUITE entwickeln, konst-

ruieren und dokumentieren Unternehmen

gewerkeübergreifend in den sechs Diszi-

plinen Elektrotechnik, Schaltanlagenbau,

Verfahrens- und Fluidtechnik, Gebäude-

automation und Elektroinstallation. Auf

einer Plattform, mit einer Datenbank und

mit denselben Artikeldaten. Die E-CAD-Lö-

sung von WSCAD ist einfach und intuitiv

in der Handhabung und Bedienung, das

Preis-Leistungsverhältnis ist unschlagbar.

Über 1,2 Millionen Artikeldaten im WSCAD-

und EPLAN-Format gibt es von ca. 140 Her-

stellern kostenlos auf wscaduniverse.com.

Dank des Datenimportes kann der Schrank-

aufbau in WSCAD auch mit Daten aus an-

deren E-CAD Tools erfolgen. Die gesamte

Dokumentation inklusive Prüflisten und

Abnahmeprotokolle erfolgt in Form intel-

ligent verlinkter PDFs. Servicetechniker

vor Ort benötigen keine speziellen Viewer

und können direkt vom Ventil in einem

Fluidplan in den Stromlaufplan und in den

Schaltschrank springen.

Neu: Wenn Servicetechniker und Monteu-

re im Rahmen der Instand haltung einzel-

ne Komponenten in Schaltschränken und

Anlagen überprüfen oder austauschen,

erkennt WSCAD automatisch das anvisier-

te Bauteil, zeigt dieses in dem Plan und

blendet alle dazugehörenden Daten ein.

Der In standhalter weiß jetzt sofort:

Augmented Reality im Schaltschrank

www.wscad.com















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31


Von Industrie 3.0 zu Industrie 4.0Damit Maschinen- und Anlagenbauer den Schritt von Industrie 3.0 zu Industrie 4.0 gehen können, benötigen sie die richtigen Werkzeuge. Mit der X-Plattform steht ein flexibler IoT-Baukasten für die Smart Factory zur Verfügung. Die Redaktion interviewte dazu Olaf Prein, Geschäftsführer von Exor Deutschland.

Ronald Heinze

Was beinhaltet das Smart-Factory-Konzept von Exor?

O. Prein: Die Smart Factory von Exor – das ist Steuerung in Echt-

zeit, sichere und nahtlose Zusammenarbeit verschiedener Indust-

riekomponenten, lokale und webbasierte Visualisierung, Analyse

von Echtdaten sowie direkte Anbindung an die Cloud. Unsere Smart

Factory führt mit innovativer Technik zu Industrie 4.0.

Wie unterstützt Ihr Angebot Industrie 4.0?

O. Prein: Industrie 4.0 bleibt oft ein nebulöser Begriff. Viele Fir-

men sind noch nicht einmal bei Industrie 3.0 angekommen. Und

schon kommt die nächste Revolution. Daher ist es entscheidend,

dass Anwender über die richtigen Werkzeuge verfügen.

Mit der X-Plattform bieten wir einen IoT-Baukasten, der Anwen-

der unterstützt, mit bewährter Technik den Schritt von Industrie

3.0 zu Industrie 4.0 zu gehen. Die Plattform beruht auf einem

All-in-one-Konzept mit HMI, PLC und Cloud-Edge-Gateway. Die

Multiprotokollfähigkeit ermöglicht es, auch ältere Applikationen

in die Digitalisierung einzubinden. Die Plattform nutzt die

Schnittstellentechnologien, die auch im Referenzarchitektur-

modell RAMI 4.0 vorgesehen sind. Hierzu gehört zum Beispiel

OPC UA.

Wie sieht es mit Big-Data-Anwendungen aus?

O. Prein: Über Controller und Steuerungsrechner gesammelte

Daten werden in einer Private oder auch Public Cloud gespei-

chert. So haben Spezialisten die Möglichkeit, Echtdaten in ihrer

Simula tion zu verwenden und damit den Produktionsprozess

weiter zu optimieren. Zudem kommen Analysewerkzeuge aus

dem Big-Data-Umfeld zum Einsatz, um mögliche Fehler schon

im Vorfeld zu erkennen und zu verhindern – das Stichwort hier-

zu ist Predictive Maintenance. Eine durchgängige horizontale

Integration ohne zusätzliche Gateway-Umgebung wird damit

gewährleistet und serviceorientierte Prozesse unterstützt. Un-

ternehmen, die den Einsatz einer externen Cloud aus Gründen

der Security vermeiden wollen, können die Produktionsdaten

der Plattform in einem lokalen leistungsfähigen Fog/Edge-

Computer verarbeiten.

Wie wurde die Idee auf der Hardware-Seite umgesetzt?

O. Prein: Herausragendes Beispiel dafür ist die neue „eX700-

Serie“, ein innovatives All-in-one-HMI. Hier steht ein kompletter

IoT-Baukasten mit HMI, PLC und Cloud-Edge-Gateway mit inte-

grierter HTML5-Visualisierung zur Verfügung. Eine Vielzahl an

integrierten Sensoren gibt einen umfangreichen Aufschluss über

den Ort, den Umgebungsbedingungen der Maschine oder Anlage

und lässt eine aktive Interaktion zu. Zu diesen Sensoren gehören


S1/2017

zum Beispiel ein kapazitiver Glas Touch mit Multifinger Handschuhbedienung, ein Kame-

ra-Sensor für Identifikation, Fotos und Video-Aufnahmen sowie Telefonie, ein Lichtinten-

sitäts-Sensor zum Erkennen der Lichtstärke in der Umgebung, der Abstandssensor zum

Identifizieren eines Bedieners, ein Drucksensor, ein Höhensensor, Temperatur-, Luft-

feuchtigkeits-, Beschleunigungs- sowie Neigungssensoren und ein Vibrationssensor für

Schock- und Vibrationserkennung, Das IoT-Panel wird über Power over Ethernet mit

Spannung versorgt.

Auf welche Softwaretechnologien setzen Sie bei der X-Plattform?

O. Prein: Neuste Softwaretechnologien, wie Yocto, OSADL, Docker, QT, SVG, Node js und

HTML5, stehen für einen multifunktionalen Einsatz zur Verfügung. Als Betriebssysteme

werden Linux RT und Android unterstützt. Für die Erstellung webbasierter Applikationen

dient „JMobile“ bzw. „JM4web“. Die Integration von Node-RED in die „JMobile“-Ent-

wicklungsumgebung ermöglicht die einfache Kommunikation in die Cloud.

Immer entscheidender ist ein einfaches Engineering. Bitte gehen Sie daher noch konkre-

ter darauf ein.

O. Prein: Das gesamte Konzept ist auf eine schnelle Applikationserstellung hin opti-

miert. Mit dem „JMobile Studio“ – einer innovativen Framework-Softwarelösung –

lassen sich beliebige Applikationen intuitiv und professionell für die X-Plattform erstel-

len. Für die einfache Cloudprogrammierung ist Node-RED im „JMobile-Studio“

integriert. Damit werden Nodes und Flows für die Kommunikation in die Cloud erstellt.

Flexible Canvas Widgets ermöglichen dem Benutzer die Gestaltung einer bediener-

freundlichen Navigation, einer besseren Übersicht der Verwaltung mit Remote- und

Reportwerkzeugen und einer besseren lokalen oder dezentralen Bedienung. Die

„JMobile“-Client-Server-Architektur basiert auf aktuellen Webtechnologien, die dem

Innovatives All-in-one-HMI als kompletter IoT-Baukasten

oder Anmeldung unter:www.automatisierungstreff.com/workshops

Die Teilnehmerzahl ist begrenzt. Die Bearbeitungsgebühr für die Teilnahme an einem Workshop beträgt EUR 149,00 netto zzgl. MwSt. Bei Teilnahme an beiden Workshops 'MES in der Praxis' beläuft sich die Bearbeitungsgebühr auf EUR 250,00 netto zzgl. MwSt. In dieser Gebühr sind enthalten: Teilnahme am Workshop, Tagungsunterlagen, Erfrischungen während der Pausen und ein Mittagessen.

Anmeldung zum Anwender-Workshop unter der E-Mail-Adresse: [email protected]

Begrüßung + Einführung Industrie 4.0 - Aktuelle Trends aus Sicht der Wirtschaft und Wissenschaft Hochschule Augsburg und Hochschulzentrum Donau-Ries l Prof. Dr. Florian Kerber

MES - was bietet der Markt und was kann/sollte man tun? HIR GmbH l Dr.-Ing. Harald Hoff

Null Fehler sind möglich! Pickert & Partner GmbH l Sven O. Rimmelspacher

Ungebremst produzieren Eurac Lemgo GmbH für SYNCOS GmbH l Michael Rahn

Qualitätskontrolle in der Supply Chain camLine GmbH l Jochen Kinauer

Digital Enterprise und die Rolle von MES / MOM Siemens Industry Software GmbH l Jürgen Wolf

Optimierungspotenziale in der Fertigung mit Hilfe von MES MPDV Mikrolab GmbH l Armin Singer

Ilot Plattform ‘nuveon inFuse‘ – die Basis für nuveons MES Suite ‘mHub‘ nuveon GmbH l Christoph Sauer

Moderation: Ronald Heinze, VDE Verlag GmbH

Marktüberblick und Branchenbeispiele von der Automations- bis zur ERP-Ebene

Manufacturing Execution Systems in der Praxis

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Benutzer eine zukunftsorientierte Steuerung und Fernüberwa-

chung über jeden Browser und jedes Gerät (Smartphone, Tablet

oder Computer) ermöglichen.

Wie wird die entsprechende Leistungsfähigkeit auf der Hard-

wareseite gewährleistet?

O. Prein: Basis für unseren Multiprotokoll-IoT-Controller bildet

der eigens entwickelte „microSOM“ mit leistungsstarkem

i.MX6-Duallite-1.0-GHz-Prozessor, optional auch der i.MX6

Quad 1.2GHz.

Welche Geräte gehören zur X-Plattform?

O. Prein: Die X-Plattform zeichnet sich durch seine Durchgängig-

keit und Skalierbarkeit aus. Das Produktportfolio erstreckt sich

von auf Hutschienen montierbaren Geräten, über Schaltschrank-

Einbaugeräte bis hin zu feldtauglichen IP67-Geräten. Alle Pro-

dukte basieren auf Linux mit der OSADL-Echtzeiterweiterung.

Welche Kommunikationsstandards unterstützen Sie mit der

X-Plattform?

O. Prein: Für die Vernetzung stehen drei Ethernet-Schnittstellen

mit drei MAC-Adressen zur Verfügung. Die integrierte Open-

VPN- und Open-SSL-Lösung ermöglicht einen einfachen Zu-

gang zu den Maschinen und Anlagen. Hierzu gibt es das einfach

bedienbare Portal JM-Cloud Connect.

Unterstützt werden darüber hinaus traditionelle Feldbusse, wie

CAN, Modbus RTU, Profibus und KNX sowie Ethernet-basieren-

de Protokolle, wie Profinet, Ethercat, Ethernet/IP, Powerlink und

Bacnet. Ebenso ist ein OPC-UA-Interface, Ethernet TSN ent-

sprechend dem Standard IEEE 802.1 TSN (Time Sensitive Net-

work) implementiert. Als Kommunikationsprotokoll dient hier

der OPC-UA-Pub/Sub-Standard. Damit steht ein IoT-tauglicher

Kommunikationsstandard mit Echtzeitverhalten zur Verfügung.

Über ein Modulkonzept lassen sich beliebige Schnittstellen so-

wie Ein- und Ausgänge erweitern. Neben der GPRS-Anbindung

sind Funkschnittstellen, wie WiFi, NFC und Bluetooth, integriert.

Was zeigen Sie konkret auf dem Marktplatz Industrie 4.0?

O. Prein: Auf dem Marktplatz Industrie 4.0 zeigen wir in einem

Use-Case, wie Sensorik, Aktorik und Robotik über verschiedene

Feldbuskommunikationsprotokolle angesteuert werden – si-

multan und in Echtzeit. Die Synchronisierung erfolgt über OPC

UA mit TSN nach dem Standard IEEE 802.1 TSN.

www.exor.de

Leistungsfähige Softwaretechnologien für IoT- und Automatisierungsanwendungen

Olaf Prein ist Geschäftsführer der Exor Deutschland GmbH in [email protected]


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Industrie 4.0 in der UmsetzungDie Umsetzung von Industrie 4.0 befindet sich auf einem guten Weg. Doch welche Hürden sind noch zu nehmen? Diese und weitere Fragen beantwortet Dr.-Ing. Gunter Kegel, VDE-Präsident und Vorsitzender der Geschäftsführung der Pepperl + Fuchs GmbH, einem führenden Sensorhersteller im Automatisierungsbereich, im Gespräch mit der Redaktion.

Ronald Heinze

Jedes historische Geschehen startet als Utopie und endet in der

Realität. Wie beurteilen Sie den Stand der Umsetzung von Indus-

trie 4.0?

G. Kegel: Ich weiß nicht, ob wir wirklich mit einer Utopie gestar-

tet sind. Digitalisierung ist schon seit 15 Jahren ein wichtiges

Thema. Geräte, die mit Embedded Systems und Digitaltechnik

arbeiten, gibt es seit mehr als 30 Jahren. Momentan kommt es

aber zu einem Lawineneffekt, weil wir unsere Systeme nahezu

ohne Mehrkosten mit immer mehr Rechnerleistung und immer

mehr Speichertiefe ausstatten und sie in flachen Strukturen

vernetzen können. Gateways und Übersetzer für unterschied-

liche Protokolle werden nicht mehr benötigt. Die neuen Struk-

turen ermöglichen die Generierung riesiger Datenmengen. Das

Thema „Big Data“ wird zu einem greifbaren Phänomen. Wir

Ingenieure aus der Automatisierung, der Prozess- und An-

lagentechnik müssen uns jetzt erstmalig damit auseinander-

setzen. Der revolutionäre Charakter liegt nicht in der Tatsache,

dass jetzt plötzlich alles digital wird. Digitalisierung ist – wenn

man so will – ein alter Hut, neu hingegen die vollständige Ver-

netzung.

Das Internet der Services gehört den Amerikanern, das Internet

der Dinge den Europäern bzw. den Deutschen. Wer wird die In-

dustrie der Zukunft dominieren, die IT-Firmen aus Amerika oder

die Prozess-Know-how-Träger von hier?

G. Kegel: Es ist wahr, dass die Internetbranche stark von ameri-

kanischen Unternehmen dominiert wird. Das heißt aber nicht,

dass die Services ebenso weit fortgeschritten sind, sodass man

Dr.-Ing. Gunter Kegel, VDE-Präsident und Vorsitzender der Geschäftsführung der Pepperl + Fuchs GmbH


35


sagen könnte, die amerikanische Gesellschaft sei schon kom-

plett vernetzt. Ein Beispiel ist der Zahlungsverkehr, der selbst im

B2B-Bereich in den USA teilweise noch über die postalische

Versendung von Barschecks läuft. Im B2C-Bereich sind die US-

Amerikaner mit ihren Heroen wie etwa Amazon sehr weit vorne.

In diesem konkreten Beispiel liegt es aber auch an den großen

Distanzen, die dort zu überwinden sind. Dementsprechend bie-

tet eine Bestellung über das Internet einen immensen Vorteil. Ich

persönlich finde es sehr angenehm, Dinge in einem Ladenge-

schäft um die Ecke einzukaufen; in den USA sind sie dafür unter

Umständen mehrere Stunden unterwegs. Oft hat es einfach

andere Gründe, dass sich die Dinge in Amerika anders entwi-

ckeln. Es ist schlichtweg fehl am Platz, darüber zu jammern,

dass die Amerikaner so weit vorne und die Deutschen angeblich

technikfeindlich und zögerlich seien. In Deutschland überlegen

Ingenieure erst einmal gründlich, bevor sofort gestartet und die

Geschwindigkeit verdoppelt wird, obwohl noch gar nicht fest-

steht, wohin es genau geht.

Wie sieht der Ansatz für Industrie 4.0 hierzulande konkret aus?

G. Kegel: Unser Ansatz geht dahin, eine strukturierte Vernet-

zung zu schaffen, auf der man dann weiter aufbauen und diese

ergänzen kann. Wenn einmal Maschinen miteinander reden

sollen, deren Kommunikation untereinander heute noch gar

nicht geplant ist, dann müssen wir dafür eine einheitliche Struk-

tur schaffen. Heute nutzen wir Kommunikationsstrukturen, bei

denen jeder Ingenieur auf bewährte Mittel und Software zurück-

greifen kann, um die Anlagentopologie zu planen, zu konfigurie-

ren und zu strukturieren. Die Anlage lässt sich dann in eine

übergeordnete Kommunikation einbinden. Zukünftig – im Inter-

net der Dinge – wird die Kommunikation weit über die heute

bekannten Strukturen hinausgehen. In neuen, semantischen

Strukturen müssen Maschinen und Geräte aus unterschiedli-

chen Netzen miteinander interagieren, deren Kommunikation

nicht mehr im Detail vorausgeplant wird. Die notwendige Kom-

munikation wird gegebenenfalls erst im Nachhinein durch über-

geordnete Geschäftsmodelle notwendig. Deshalb sind neue

Strukturen und Ontologien gefordert.

Learning by Doing funktioniert dafür nicht mehr. Nötig ist ein

grundlegender, wissenschaftlicher Ansatz, um Strukturen zu

schaffen, die auch zukünftigen Anforderungen gerecht werden.

Das Referenzarchitekturmodell (RAMI) verknüpft drei verschie-

dene Dimensionen miteinander. Im – ansonsten vergleichbaren

– IIRA-Modell der Amerikaner wird der Lebenszyklus nicht be-

rücksichtigt. In unserem Referenzmodell ist das fast der wich-

tigste Bestandteil der sogenannten Verwaltungsschale. Der

„Digital Twin“ soll über den gesamten Lebenszyklus wachsen;

Vernetzung und Kommunikation müssen in den gesamten Le-

benszyklus eingebunden sein. Mit diesem Modell, das auf um-

fangreichen Überlegungen basiert, befinden wir uns auf einem

guten Weg.

Ob wir ganz oben in den neuen Geschäftsmodellen mit den

„Googles dieser Welt“ mithalten können, ist eine andere Frage.

Das ist aber keine Industrie im herkömmlichen Sinne, sondern

es geht um Services oberhalb der industriellen Ebene. Wie ent-

scheidend das am Ende sein wird, ist noch offen: Wie wichtig

sind Dinge, wenn sie keine Services anbieten? Wie wichtig sind

Services, wenn sie nicht auf Dinge aufsetzen? Diese Fragen

werden wir in zehn Jahren beantworten können. Für industriel-

le Anforderungen ist unser wissenschaftlicher Ansatz sicher der

richtige.

Welches sind die nächsten Schritte nach der Erstellung des Re-

ferenzarchitekturmodells RAMI 4.0?

G. Kegel: Die Referenzarchitektur steht, jetzt müssen wir uns

Gedanken über die Strukturierung der Verwaltungsschale ma-

chen. Wir wissen, was dort abgebildet werden soll und in wel-

cher Form das geschehen muss. Dinge werden mit offenen

Standards so hinterlegt, dass jeder weiß, was verbindlich in

diese Verwaltungsschale gehört und dort vorhanden sein muss.

Indus trie-4.0-Kommunikation fängt meiner Meinung nach erst

dann an, wenn wir alle drei Dimensionen der Kommunikation

miteinander verknüpfen können und die Verwaltungsschale

entsprechend strukturiert und ausgefüllt haben. Ansonsten re-

den wir nur von Digitalisierung und Vernetzung.

Es gibt eine Fülle von Wissenschaftsprojekten, bei denen das

ausgetestet wird. Jedes dieser Modelle wird daraufhin über-

prüft, wie es passt und welche Normenansätze für das jeweilige

Modell schon vorhanden sind. Es gibt einige Normen, die sich mit

Konnektivität, Ontologie und Security befassen und dabei unter-

stützen können. Darüber hinaus gibt es zahlreiche Forschungs-

projekte, zum Beispiel das Open-Asset-Administration-Shell-

Projekt, mit denen Lücken in der Struktur und im Inhalt der

Verwaltungsschale gefüllt werden können. Wichtige Vorarbei-

ten sind von der DKE und dem IEC geleistet worden, um die

Verwaltungsschale mit Merkmalen und Strukturen sowie mit

Semantik und Syntax zu füllen. Damit werden die Grundlagen

für eine offene Kommunikation auf einem deutlich höheren Ab-

straktionsniveau geschaffen. Ich bin optimistisch, dass wir noch

in 2017 mit der Definition der Verwaltungsschale fertig sein

werden. Parallel dazu wird es Projekte zum Test in der Praxis

geben, auch wenn diese noch proprietär sind und zunächst

einmal dem reinen „Ausprobieren“ dienen.

Diese Use Cases bzw. Leuchtturm-Projekte helfen auch darin,

den Anwendern die Potenziale der Digitalisierung und der

Vernetzung aufzuzeigen, auch wenn sie noch nicht im vollen

Umfang der reinen Lehre im Hinblick auf Industrie 4.0 entspre-

chen.


S1/2017

Lautet Ihre Empfehlung an die Anwender in der Industrie: Jetzt rangehen und jetzt be-

ginnen! Oder raten Sie eher dazu, abzuwarten, bis alles exakt definiert und festgeschrie-

ben, genormt sowie standardisiert ist?

G. Kegel: Die Anwender sollten auf jeden Fall jetzt anfangen, allerdings wissend, dass

es zunächst einmal ein prototypisches Vorgehen ist. Niemand wird gleich seine gesam-

te Anlage vernetzen, sondern erst einmal mit kleineren Projekten anfangen – das

Ganze ist ja auch kostenintensiv.

Denken Sie einmal an die Prozessindustrie, die heute vorwiegend mit analogen Signa-

len arbeitet. Bei der Umwandlung der Signale in digitale Form sind die Anwender sehr

schnell in einer Größenordnung von Tausend Euro pro Messpunkt. Kleinere Testan-

wendungen mit zum Beispiel 100 Messpunkten eignen sich aber durchaus zur Imple-

mentierung einer Anwendung und zum Austesten. So können OPC UA Implementie-

rungen etwa getestet werden oder erste Ankopplungen an „cloud-basierte“ Dienste

aufgesetzt werden.

Technisch ist bereits vieles geklärt. Doch wie sieht es mit juristischen Fragen aus?

G. Kegel: Tatsächlich stoßen wir oft auf juristische Probleme und Fragestellungen.

Wenn – wie bei Big Data - große Datenmengen existieren, geht es auch darum, wer die

Nutzungsrechte für diese Daten hat. Schließlich sind sie auch beliebig duplizierbar.

Man kann auch fragen: Wer kann über die Daten eines Autos verfügen? Der Hersteller,

der Fahrer, der Provider …?

Wir kommen hier an die Grenzen unseres Rechtssystems, das Besitz und Eigentum

einer Sache eindeutig definiert, aber keine klaren Regeln für beliebig duplizierbare

ortsunabhängige Daten bereithält. Solange die Fragestellungen bilateral zwischen

Industriepartnern festgelegt werden können, haben wir eine gewisse Gestaltungsfrei-

heit. In Europa sehen wir allerdings immer den Verbraucher als schwächstes Glied, der

ausreichend geschützt werden muss. Diesen Schutzzielen müssen sich schlussend-

lich auch industrielle Anwendungen unterwerfen.

Welche Ziele verfolgt das Netzwerk „Smart Production“, eine Innovationsplattform der

Stadt Mannheim, an der auch Ihr Unternehmen mitarbeitet?

G. Kegel: Dieses Netzwerk ist eine Kontaktplattform zum Austausch von Erfahrungen

und Dienstleistungen rund um das Thema Industrie 4.0 zwischen verschiedenen Un-

ternehmen; die Rhein-Neckar-Region ist dafür bestens geeignet. Es geht einfach dar-

um, zunächst einmal die Köpfe zu vernetzen und dann die Geräte.

In unserem Netzwerk haben wir keine großen Distanzen zu überbrücken, sondern man

kann auf kurzem Weg mit seinen Partnern kommunizieren. Meist kennen sich die Be-

teiligten untereinander ohnehin schon.

Die Stadt Mannheim orchestriert das Ganze und hat dabei auch das Ziel, selbst kleins-

te Mittelständler in das Projekt einzubinden, um hier Schwellenängste abzubauen.

Es geht – darauf möchte ich noch einmal hinweisen – keinesfalls darum, den Mittel-

stand oder Handwerksbetriebe abzuhängen. Um ein griffiges Beispiel zu nennen: Wir

wollen keine Brötchen digitalisieren, sehr wohl jedoch den Weg vom Rohling zum

Brötchen durch Digitalisierung vereinfachen.

Die tollsten Geräte auch für die Digitalisierung brauchen immer noch Handwerker, die

sie installieren – genau dafür ist das Netzwerk „Smart Production“ die geeignete Aus-

tauschplattform. Dabei wird klar, dass es nicht nur allein um die Großindustrie geht,

sondern letztlich um alle Bereiche der Wirtschaft inklusive des Handwerks.

www.pepperl-fuchs.com

Workshop 1: 30.03.2017 09:30 - 12:45 UhrWorkshop 2: 30.03.2017 14:00 - 17:15 Uhr

Wer sich mit den aktuellen Entwicklungen in der Au-tomatisierungsbranche befasst, muss sich zwangs-läufig auch mit den Themen Industrial Internet of Things (IIoT) und Cloud Computing auseinander-setzen. Dabei ist der Weg von den „Things“ (bei-spielsweise Sensoren) über das Internet bis in die Cloud nicht ganz einfach, denn auf Sensorebene überwiegen immer noch „Things“, die selbst keine Internetschnittstelle haben. Dabei sind es gerade die gesammelten und konsolidierten Daten dieser Sensoren, die in Zeiten von Industrie 4.0 von gro-ßem Interesse sind.

Themenüberblick:

Einführung IoT Gateway, Controller und IoT Konnektivität am Beispiel WAGO

Beispiel Cloud Applikation mit Microsoft Azure (Aufbau, Deployment, Test)

Konfiguration von Microsoft Azure Cloud Ressourcen

Installation und Vorbereitung eines Controllers

Beispiel SPS Programm zum Einsammeln und publizieren von Sensordaten

Telemetrie an die Azure Cloud und beliebige Cloud mittels MQTT Protokoll

Beispiel SPS Programm zum Empfangen von Kommandos aus der Cloud

Erfahrungsaustausch über Anbindung verschiedener Cloud Plattformen

Die Teilnahme am Workshop ist kostenfrei. Teilnehmer erhal-ten Tagungsunterlagen und Erfrischungsgetränke während der Pausen. Da die Plätze begrenzt sind, nehmen Sie bitte eine Stornierung bei Verhinderung bis zum 20.03.2017 vor, da wir ansonsten eine Bearbeitungsgebühr in Höhe von EUR 49,00 netto + MwSt. berechnen müssen.

Anmeldung zum Anwender-Workshop in der Kongresshalle Böblingen unter der E-Mail-Adresse: [email protected]

oder Anmeldung unter:www.automatisierungstreff.com/workshops

Workshop:Verwendung einer klas-sischen SPS als IIoT Gateway in der Praxis

Anz_AWS2017_M&M_78x297.indd 1 08.02.17 13:26


37


Workshop: Ethernet-Messstelle für Netzwerke in der Produktion

Im Gegensatz zum klassischen Feldbus

kann in Punkt-zu-Punkt-verkabelten

Ethernet-Netzwerken nicht einfach an

einer beliebigen

Stelle ein Diagno-

segerät eingeklinkt

werden. Beim Auf-

trennen der Ether-

n e t-Ve r b i n d u n g

würde es sofort

zum Abbruch der

K o m m u n i k a t i o n

und damit zum

Anlagenstillstand

kommen. Zudem

ist nicht jedes Tele-

gramm an jeder

Stelle im Netzwerk

messbar. Um trotz-

dem messen zu

können, wird die

neue Ethernet-

M e s s s t e l l e

BS-0130 fest in

das Netzwerk integriert. Sie wird meis-

tens unmittelbar am Controller installiert

und ermöglicht damit den unterbre-

chungsfreien Anschluss eines Diagnose-

geräts im laufenden Betrieb. Das Netz-

werk wird dank Spiegelung des

Ethernet-Verkehrs nicht beeinflusst,

auch wenn an dem Gerät keine Span-

nungsversorgung anliegt. Gegenüber

Switches mit aktiviertem Mirror-Port

stellt die Messstelle BS-0130 sicher,

dass die zeitliche Abfolge des Netzwerk-

verkehrs erhalten bleibt und bei hoher

Netzwerklast oder Telegrammfehlern

keine Telegramme verworfen werden.

Passend dazu bietet IVG Göhringer auf

dem Automatisierungs-

treff 2017 am 30. März

2017 einen halbtägigen

Workshop unter Leitung

eines neutralen Experten

an. Hier erfahren die An-

wender, auf was sie ach-

ten müssen, wenn sie

sich mit der Netzwerk-

analyse befassen. Die

Teilnehmer bringen ihre

eigenen Geräte mit

Spannungsversorgung

zum Workshop mit. Da-

durch lernen sie, auf was

es speziell beim eigenen

Werkzeug ankommt und

bekommen einen Über-

blick über die Leistungs-

merkmale der am Markt

erhältlichen Diagnose-

tools. Neben den theoretischen Grundla-

gen werden die durch Installationsfehler,

Alterung und Verschleiß entstehenden

Fehlerbilder besprochen.

www.i-v-g.de

Die Ethernet-Messstelle BS-0130 arbeitet vollkommen passiv und daher ohne BeeinflussungdesNetzwerks

software für ihre smart factory

` Herstellerunabhängige Konnektivität

` Horizontale M2M-Kommunikation

` Vertikale Integration vom Embedded Device

über den PC bis in die Cloud

zenon

www.copadata.com/smartfactory

Nutzen Sie die Vorteile von Industrie 4.0 mit zenon:


S1/2017

Kurzzeitstörungen von Maschinen und Anlagen einfach erfassen Mit der OEE- und MES-Software von

Cosmino können Maschinenstopps

durch automatisches Überwachen ei-

nes Taktsignals protokolliert werden.

Die Beschreibung der tatsächlichen

Ursache, die zu einem Stillstand ge-

führt hat, wird in der Regel durch den

Maschinenführer ergänzt, da selbst die

Anlagen-SPS nur das Symptom einer

Störung kennt, aber nicht deren Ursa-

che. Im Allgemeinen kann das Personal

nicht alle über ein Maschinensignal

protokollierten Stopps diagnostizieren,

da dies zu zeitraubend wäre. Unterbre-

chungen, die eine individuell einstell-

bare Dauer nicht überschreiten, kann

Cosmino daher automatisch als Mini-

Stopp protokollieren. In bestimmten

Prozessen, wie der Fließbandfertigung,

können Mini-Stopps einen beträchtli-

chen Prozentsatz der Gesamtverlust-

zeit ausmachen. Da viele kleine Unter-

brechungen auch zu einer schlechten

OEE beitragen, enthält das aktuelle

Cosmino-Release ein neu entwickeltes

Feature, mit dem erfasste Mini-Stopps

zum Schichtende schnell und praktisch

mit ihrer tatsächlichen Ursache über-

schrieben werden. Diese eigentliche

Ursache ist dem Personal vor Ort in der

Regel bekannt. Hierzu wird über den

Onlinearbeitsplatz die Verlust-Hierar-

chie aufgerufen und nach Mini-Stopps

gefiltert. Nun kann man entweder eine

bestimmte Anzahl an Mini-Stopps aus-

wählen, zum Beispiel die letzten fünf,

oder einen bestimmten Zeitraum, zum

Beispiel. alle Mini-Stopps der letzten

drei Stunden. Schließlich wird die tat-

sächliche Ursache für die ausgewähl-

ten Kurzzeitunterbrechungen bestimmt.

Ein Mini-Stopp kann durch die Auswahl

der Zeitspanne auch gesplittet werden.

Die Zuordnung der Mini-Stopps zu den

Leistungsverlusten wird durch die

nachträgliche Diagnose nicht beein-

flusst. Das neue Feature ermöglicht ei-

ne zeitsparende Zuordnung von tat-

sächlichen Ausfallursachen. Dadurch

erreichen Produktionsbetriebe eine

Verbesserung der protokollierten Da-

ten. Dies wiederum führt zu einer höhe-

ren Qualität der durch Cosmino erzeug-

ten Reports.

www.cosmino.de

Als führender Anbieter von Manufacturing Execution Systemen (MES) treibt MPDV die Verbreitung und Wei-terentwicklung des MES-Gedanken stetig voran. Un-ternehmen aus aller Welt vertrauen bereits auf mehr als 1.000 Installationen der praxisnahen MES-Lösung HYDRA und sorgen damit in ihrer Produktion für mehr Transparenz und Effizienz. MPDV denkt bereits weiter und gibt mit dem Zukunftskonzept MES 4.0 Antworten

auf visionäre Ideen.

Mit dem Vier-Stufen-Modell „Smart Factory“ zeigt MPDV praxisnah auf, wie Unternehmen Ihre Fertigung fit für Industrie 4.0 machen. Einschlägige Verbände geben den MES-Experten von MPDV Recht: MES wird auch in Zukunft eine zentrale Funktion als Datendrehscheibe in der Produktion übernehmen. Mehr über das MES der Zukunft erfahren Sie bei MPDV während des Workshops MES in der Praxis am 29.03.2017.

Weitere Teilnehmer 2017:

Prof. Dr.-Ing. Jürgen Kletti Geschäftsführer | MPDV Mikrolab GmbH

WORKSHOPS I MARKTPLATZ INDUSTRIE 4.0 I TREND-SESSIONS www.automatisierungstreff.com

"Mit einem MES machen Fertigungs-

unternehmen schon heute einen

wichtigen Schritt in Richtung

Industrie 4.0."



Phone: +41 (0)44 905 76 76 Telefax: +41 (0)44 905 76 70

Testimonial2017_MPDV_78x297.indd 1 23.02.17 10:01

Mini-Stoppssindzwarkurz,summiertkönnensieaberzueinemnichtzuvernachlässigendenAnteilandenStörungeninnerhalbeinerAuftragslaufzeitbeitragen


39


OPC UA Server/Client für IoT-Gateway Als Manager zwischen Fertigung und Cloud dient das intelligente Gateway Simatic IOT 2040, eine zuverlässige offene Plattform für die Sammlung, Aufbereitung und Übermittlung von Daten direkt aus der Fertigung. Inzwischen steht für dieses Gateway eine Micro-SD-Karte mit OPC UA Server/Client zur Verfügung.

Ronald Heinze

Im Zuge von Industrie 4.0 schreitet die Vernetzung zwischen

Fertigung und Office IT unaufhaltsam voran. Produktionsdaten

werden in der Cloud gesammelt und ausgewertet, um die Ferti-

gung zu optimieren. Ein intelligentes Gateway, das die Kommu-

nikation zwischen den verschiedenen Datenquellen harmoni-

siert, analysiert und an die entsprechenden Stellen weiterleitet,

ist dafür eine einfach zu implementierende Lösung. Damit kön-

nen zukunftsgerichtete Fertigungskonzepte auch für bestehende

Anlagen umgesetzt werden [1].

Siemens hat mit dem Simatic IOT2040 eine Lösung vorgestellt,

die sich einfach in die bereits bestehende Anlage integrieren

lässt. Es ist somit eine kostengünstige und sichere Alternative

zur kompletten Nachrüstung älterer Maschinen. Die Nachrüs-

tung kann hierbei schrittweise für einzelne Maschinen erfolgen.

Ein zuverlässiger Langzeiteinsatz in der rauen Industrieumge-

bung ist laut Siemens gewährleistet [1].

Verbindung zwischen Cloud und FertigungDie Nutzung von Maschinen- und Produktionsdaten eröffnet

viele Anwendungsmöglichkeiten. Das offene cloudbasierte

IoT-Betriebssystem Mindsphere bietet Industrieunternehmen

eine offene Infrastruktur und ermöglicht neuartige digitale

Dienstleistungen. Mindsphere steht mittlerweile nicht nur für

SAP Hana zur Verfügung, sondern soll auch für Microsoft

Azure verfügbar sein. Außerdem wurde angekündigt, mit IBM

zusammenzuarbeiten. Konkret ist geplant, den Datenanalyse-

Service „IBM Watson Analytics“ und weitere Analysewerk-

zeuge in Mind-sphere zu integrieren.

Das IoT-Gateway Mindconnect IoT2040 stellt hierzu die Verbin-

dung zwischen der Fertigung und der cloudbasierten Datenana-

lyse her. Ein konkretes Beispiel ist die präventive Wartung von

Maschinen. Diese basiert auf dem frühzeitigen Erkennen sich

anbahnender Verschleißerscheinungen anhand der Auswer-

tung relevanter Indikatoren. Das Gateway übernimmt dabei die

Aufgabe der Erfassung, Speicherung und Kommunikation rele-

vanter Daten an cloudbasierte Analyse-Tools und ermöglicht

somit präventive Wartungskonzepte – gerade auch für beste-

hende Anlagen [1].

Um individuelle Kundenwünsche auch in der Fertigung effizient

umzusetzen, ist eine direkte Kommunikation der Auftragsdaten

Micro-SD-Karte mit dem OPC UA Server/Client mit Firewall für das Gateway Simatic IOT2040


S1/2017

aus dem ERP-System in den Fertigungsbereich notwendig. So können beispielsweise

kundenspezifische Konfigurations- oder Verpackungswünsche an den entsprechenden

Stellen in der Produktion automatisch abgerufen werden. Das IoT-Gateway vereint die

Aufgabe als Schnittstelle zum ERP-System und der entsprechenden Kommunikation

von Automatisierungskomponenten. Dies beschleunigt den Fertigungsprozess, mini-

miert Fehler und erhöht die Transparenz der Auftragsbearbeitung.

Das Gateway Simatic IOT2040 ist eine zuverlässige offene Plattform für die Samm-

lung, Aufbereitung und Übermittlung von Daten direkt aus der Fertigung. Es harmoni-

siert die Kommunikation zwischen den verschiedenen Datenquellen, eignet sich ideal

als Gateway zwischen Produktion und Cloud. Das Gateway macht Maschinen fit für

das Cloud-Zeitalter, ausgerüstet ist das Gateway mit einem stromsparenden Intel-

Quark-Prozessor und zahlreichen Schnittstellen (Intel Quark x1020 (+Secure Boot),

1 GB RAM, zwei Ethernet-Schnittstellen, 2 x RS-232/485-Schnittstellen, Batterie ge-

pufferte RTC). Für das Gateway ist Yocto Linux Support vorgesehen. Außerdem ist es

einfach erweiterbar mit Arduino Shields und Mini-PCIe- Cards.

Micro-SD-Karte mit dem OPC UA Server/ClientVon IBH Softec [2] steht eine Micro-SD-Karte mit dem OPC UA Server/Client mit

Firewall für das Gateway IOT2040 zur Verfügung. Ein einfaches Einstecken der von

IBH Softec vorkonfigurierten Micro-SD-Karte macht aus dem Gateway ein OPC UA

Server/Client für Siemens-Steuerungen. Diese Lösung erweitert die Steuerungen Si-

matic S5, S7-200, S7-300, S7-400, S7-1200, S7-1500 und Logo! (Ethernet Versionen)

um OPC UA. Der IBH OPC UA Server wird mit dem frei verfügbaren IBH OPC Editor,

dem Original Siemens Step 7 oder dem TIA Portal konfiguriert. Es muss keine spezielle

Software auf dem Programmiergerät installiert werden. Somit ist der IBH OPC UA Ser-

ver/Client nahtlos in das SPS-Projekt integriert. Es können bis zu 31 Step-7- und/oder

TIA-Projekte parallel verarbeitet werden.

Die Variablendefinitionen werden von der Programmiersoftware in den IBH OPC UA

Server/Client über Ethernet übertragen. Die Variablenattribute (zum Beispiel Schreib-

schutz oder Grenzwerte) definiert man direkt im SPS-Projekt. Es ist somit ein symboli-

scher Zugriff auf Strukturen in Datenbausteinen und Variablen möglich. Die Kommuni-

kation mit den Steuerungen erfolgt über TCP/IP.

Falls eine Steuerung keinen Ethernet-Anschluss hat, kann man dies über die bewährten

Kommunikationsadapter IBH Link S7++ oder IBH Link S5++ realisieren. Der Vorteil der

Lösung von IBH Softec ist, dass es sich um eine Server-/Client-Version handelt. Die

OPC-Client-Funktion ermöglicht auch den Datenaustausch von OPC-Servern unterein-

ander. Es können über diese Funktion zum Beispiel Steuerungen oder andere Geräte

verschiedener Hersteller via OPC UA Daten austauschen. Die Konfiguration der Client-

Funktion erfolgt über die Weboberfläche. Während OPC Data Access Zugriff auf Daten

in Echtzeit ermöglicht, unterstützt OPC Historical Access, auch OPC HDA benannt, den

Zugriff auf bereits gespeicherte Daten. Von einfachen Datalogging-Systemen bis zu

komplexen Scada-Systemen lassen sich historische Daten auf genormte Weise abfra-

gen. Die Aktivierung der historischen Daten erfolgt komfortabel über die Weboberfläche.

Literatur

[1] Gateway Simatic IOT2040: www.siemens.de/iot2000

[2] IBH Softec GmbH, Beerfelden: www.ibhsoftec.com

„Fertigungs-qualität

in Echtzeit überprüfen"

Jochen KinauerDirector Channel Sales

Moderne Fertigungen sind durch IT Werkzeuge, wie

MES und SPC in der Lage, die Prozessausbeute zu

erhöhen und Produktabweichungen zu reduzieren.

Jedoch sind diese Fertigungsinformationen oft auf

einen Standort beschränkt. Mit Supplier Quality

Management (SQM) wird die Bandbreite der Pro-

zesskontrolle auf die gesamte Lieferentenkette

erweitert.

Durch diese globale Steuerung der Lieferantenkette

kann die Fertigungsqualität innerhalb einer Liefe-

rantenkette in Echtzeit überprüft und bei kritischen

Abweichungen können zeitnah Gegenmaßnahmen

eingeleitet werden.

Am Beispiel einer voll integrierten Fertigungskette

werden die Möglichkeiten zur Optimierung in Bezug

auf Fertigungsqualität, Produkttransparenz und An-

laufmanagement einer Fertigung vorgestellt.




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41


Steuerungs- und IT-Ebene nahtlos miteinander verbindenEinfach, schnell und flexibel Produktionsdaten zwischen SPS, Robotersteuerungen und Datenbanken auszutauschen – dies war bisher bei vielen Daten ohne großen Aufwand oder Performance-Verluste kaum möglich. Der „SQL4automation“-Connector schafft das mit weni-gen Klicks. Damit haben IT-Systeme und Cloudlösungen einfach Zugriff auf Produktionsdaten. Die Redaktion sprach mit den beiden Inasoft-Geschäftsführern Ruedi Gloor und Roger Kunz.

Ronald Heinze

Sie sind aktiver Teilnehmer auf dem Marktplatz Industrie 4.0.

Welchen Use Case zeigen Sie?

Roger Kunz: Unser Use Case beinhaltet, Produktionsdaten aus

beliebigen Steuerungsumgebungen auf einfacher Weise in Da-

tenbanken zur Verfügung zu stellen. Die Daten können dann in

ERP-, MES- und Cloud-Applikationen genutzt werden. Wir wol-

len mit unseren Besuchern diskutieren, welche neuen Ge-

schäftsmodelle basierend auf den Daten möglich werden.

Ruedi Gloor: Wir nutzen dafür unseren „SQL4automation“-Con-

nector. Das ist eine Softwarelösung, die bei höchster Flexibilität

unter Anwendung bekannter Programmierumgebungen aus der

Steuerungswelt einen vollen Zugriff auf SQL-Datenbanken er-

möglicht.

Für solche Anwendungen hat sich doch OPC UA als Standard für

den Datenaustausch von Steuerungen in Richtung produktions-

nahe IT-Umgebungen längst etabliert.

Roger Kunz: Das mag sein. Aber in vielen Anwendungen ist es von

Vorteil, wenn die Steuerung direkt Daten in die SQL-Datenbank

schreibt. Damit lassen sich zum Beispiel Werkstückdaten loggen.

Werkstücknummer, Messdaten, Datum, Zeit, Seriennummer sowie

Produktionsstandort, -linie oder -maschine stehen plötzlich trans-

parent und abrufbereit in der Datenbank zur Verfügung. Ebenso

können jegliche Form von Meldungen sowie wichtige Maschinen-

daten, zum Beispiel Gesamt-, Produktions- und Stillstandsdauer,

Anzahl und Zeit der Werkstückproduktion sowie der Verschleiß von

Maschinenbauteilen, einfach abgerufen werden.

Ruedi Gloor (l.) und Roger Kunz (r.) sind Geschäftsführer der Inasoft GmbH in Lyssach/Schweiz


42


Ja, aber dafür kann doch auch OPC UA verwendet werden.

Oder?

Roger Kunz: Wenn es darum geht, große Datenmengen ohne

Verluste an Leistungsfähigkeit aus der Steuerung in die Daten-

bank transferieren, ist unsere Lösung prädestiniert. Außerdem

muss bei Anwendungen mit OPC UA zumeist noch ein zusätz-

liches Hochsprachenprogramm zum Einsatz kommen, um die

Daten wirklich nutzbar zu machen. Der „SQL4automation“-

Connector schreibt die Daten hingegen direkt nutzbar in die

Datenbank und bringt die typischen Vorteile eines Standardtools

mit. Wertvolle Ressourcen für die Hochsprachenprogrammie-

rung werden gespart. Die wenigen Einstellungen in der Steue-

rungslogik übernehmen die Steuerungsprogrammierer.

Welche Steuerungen unterstützen Sie mit Ihrer Lösung?

Ruedi Gloor: Die Connector-Version V3.4.2.0 bietet fertige

Bibliotheken für Siemens S7-1500, S7-1200, S7-300 und

S7-400, Codesys 2.0 und Codesys 3.0, Beckhoff Twincat

2.0 und Twincat 3.0, Rockwell Allen Bradley RS-Logix, ABB

AC500, Sigmatek Lasal und B&R. Weiterhin gibt es Biblio-

theken für Robotersteuerungen, zum Beispiel ABB Rapid,

Kuka KRC4 und Stäubli Val3. Alle Bibliotheken stehen auf der

Homepage www.SQL4automation.com zum Download be-

reit.

Wo sehen Sie dieses Potenzial für Industrie 4.0 konkret?

Ruedi Gloor: Für die Optimierung der Produktion und für neue

serviceorientierte Geschäftsmodelle werden möglichst viele

Produktionsdaten benötigt. Die Steuerung hat darauf Zugriff;

hier sind die Daten bereits konzentriert. Mit unserem

„SQL4automation“-Connector können wir einfach und schnell

darauf zugreifen. Der Vorteil unserer Lösung besteht darin, dass

Sie erst gar nicht eine separate Infrastruktur mit Edge Gateways

für die Cloud-Kommunikation aufbauen müssen. Unsere Soft-

warelösung liefert ihnen die Daten mit geringstmöglichem Auf-

wand bereits im passenden Datenbankformat.

Nennen Sie uns ein Beispiel aus der Praxis!

Ruedi Gloor: Wenn die Huba Control AG aus Würenlos/Schweiz

Sensoren produziert, können Aufträge zwischen Losgröße 1 und

tausenden Teilen problemlos abgearbeitet werden. Möglich

macht dies eine flache Automatisierungsstruktur mit einer

SQL-Datenbank als Zentrale. Für die schnelle und zuverlässige

Kommunikation zwischen Steuerung und Datenbank sorgt der

„SQL4automation“-Connector. Die Produktion bei Huba zeich-

net sich durch eine vollständige vertikale und horizontale Integ-

ration aus. Eine Alternative zur Datenbankanbindung über den

„SQL4automation“-Connector gab es nicht.

In unzähligen Anwendungsfällen, bei denen es oft um eine

Vielzahl von Daten geht, hat sich der „SQL4automation“-Con-

nector als geeignete Lösung bestens bewährt. Der Connector

ermöglicht bei höchster Flexibilität unter Anwendung bekann-

ter Programmierumgebungen vollen Zugriff auf SQL-Daten-

banken. Dabei werden alle Datenbanken mit ODBC-Schnitt-

stelle unterstützt. Dazu kommt das riesige Potenzial für

Industrie 4.0.


Das Config Tool des „SQL4automation“-Connectors

Fertige „SQL4automation“-Steuerungsbibliothek für Codesys


43


Intelligente M2M Gateways mit IIoT-Anbindung

Die Com.tom-Gateways mit Feldbus

(Com.tom steht für Communication to Ma-

chine) ermöglichen eine einfache und kos-

tengünstige Möglichkeit, Daten von einer

Maschine zur anderen zu kommunizieren.

Der Funktionsumfang der Com.tom-Sys-

teme bietet dem Anwender ein breites

Anwendungsfeld. Angefangen von typi-

schen Fernwartungsaufgaben, bei denen

zumeist VPN- oder VNC-Technologie ver-

wendet wird, über Maschinendaten-

Akquisition bis hin zur cloudbasierten

Steuerung von Lüftungsanlagen oder Be-

regnungssystemen in Gewächshäusern

und Reithallen. Die Gateways beinhalten

auch eine Web-PLC, mit der der Anwen-

der mittels grafischer Elemente selbst

Steuerungsaufgaben realisieren kann. Für

Gebäudeapplikationen stehen eigene

Funktionsbausteine, wie Jalousiesteue-

rung, Eigenverbrauchsoptimierung und

Einbruchsmeldesystem, bereit. Ein eben-

falls auf dem System installierter Grafike-

ditor erlaubt die Erstellung eines User In-

terface in HTML 5 ohne die Verwendung

von externer Software. Kommunikations-

treiber, wie Modbus, M-Bus, Profibus, Pro-

finet oder Ethernet/IP, Isobus und SNMP

runden die Anwendung ab. Für den Be-

reich Energie gibt es optional auch Unter-

stützung für die Protokolle IEC 61850, IEC

870-5-104 oder DNP 3. Falls kein WAN-

Zugang via DSL verfügbar ist, können alle

Com.tom-Gateways auch mit GSM-Mo-

dem unterschiedlicher Leistungsklassen

bestückt werden. Eigene Funkmodule für

Bluetooth und WLAN runden die lokale

Kommunikation ab.

www.com-tom.de

IoT Edge Gateway verbindet Automatisierungsnetzwerk mit Cloud

Mit „netIOT“ bietet Hilscher ein Technologie- und Dienstleistungs-

angebot, das den Datenaustausch von Kompo-

nenten eines Automatisierungssystems und

Cloud- oder IoT-gerichteten Applikationen zum

Ziel hat. Das jetzt für den Verkauf freigegebene

„netIOT“ Edge Gateway „NIOT-E-TIJCX-GB-RE“

stellt hierbei das zentrale Bindeglied zwischen

IT und OT-Netzwerk. Das Gerät integriert sich

als E/A-Teilnehmer in die Netzwerke Profinet

oder Ethernet/IP. Es steht damit im zyklischen

Datenaustausch mit der SPS und kommuniziert

zudem mit IoT-fähigen Feldgeräten direkt über OPC UA oder

MQTT. Weitere Dienste, wie IBM Watson oder Microsoft Azure

und andere, dienen zur Weiterleitung an bekannte Cloud-Syste-

me. Zur Konfiguration des Datenflusses dient der webbasierte

IoT-Verschaltungseditor Node Red. Datenapplikationen und -pro-

file lassen sich hiermit binnen Minuten mit über 70 vorgefertigten

Funktionsblöcken sogenannte „Nodes“ verknüpfen und erstellen.

Das Gerät ist im Sinne der Cybersecurity-Norm IEC 62443 aus-

geführt. Die integrierten Schutzmechanismen wie physische

Trennung von OT- und IT-Netzwerk, vertrauenswürdiges Be-

triebssystem, das Starten von nur signierter Firmware und Pake-

ten und Verschlüsselungsverfahren bei Übertragungen nach

höchsten Standards sichern die Datenintegrität und schützen vor

möglichen Datenabgriffen.

www.netiot.com

Sofort durchstarten mit dem IoT-Starter-Kit

Aktuell verfügbare IoT-Lösungen bringen die erhobenen Daten in

die Cloud und dort werden die Anwender oft allein gelassen. Mon-

key Works und Elco präsentieren mit dem Spider 67 und der HMI-

Suite einen ganzheitlichen Ansatz – vom Sensor zum Menschen

und zurück. Erst durch die Kommunikation mit dem Menschen wird

aus einer bloßen Datenerfassung eine echte IoT-Anwendung. Das

IoT-Starter-Kit enthält alles, um so-

fort ein erstes IoT-Szenario zu reali-

sieren: Dazu gehören das IoT-Board

mit Cloud-Anbindung und weltwei-

ter Verfügbarkeit über Mobilfunk

und bidirektionalem Datenaus-

tausch für Wartungs- bzw. Diagno-

se-Szenarien, die HMI Suite Work-

bench für die individuelle Gestaltung von Apps sowie deren

Bereitstellung in einem Industrial App Store sowie eine App im

Store für ein Jahr. Zuerst werden Sensoren und Aktoren mit dem

IoT-Board verbunden und die Daten in einer Cloud bei weltweiter

Verfügbarkeit aggregiert. Dann werden die Industrial Apps zur op-

tischen Aufbereitung der Daten mit der Workbench aus der HMI

Suite gestaltet und diese Apps über den Industrial App Store verteilt.

Auf dem Automatisierungstreff in Böblingen widmen sich die An-

bieter im Workshop „IoT – vom Sensor zum Menschen und zurück”

am 27.03.2017 individuellen Anforderungen. Das persönliche IoT-

Starter-Kit kann danach gleich weiterverwendet werden.

www.monkey-works.de


44


Wenn Schaltschrank-Kühlgeräte sprechen Die Digitalisierung hat in viele Bereiche der industriellen Fertigung Einzug gehalten. Die He rausforderung für mittelständische fertigende Unternehmen besteht darin, sich auf die Anforderungen der Industrie 4.0 einzustellen. Neue Wege müssen eingeschlagen werden: Es gilt nicht mehr Produkte, sondern komplette Lösungen zu entwickeln und zu vermarkten. Das erfordert zudem neue Geschäftsmodelle. Wie sich diese nutzbringend für den Anwender umsetzen lassen, zeigt das Beispiel Pfannenberg. Der Elektrotechnikspezialist hat mit seinen kommunikationsfähigen Kühlgeräten Intelligenz in die Schaltschrank-Kühlung gebracht und neue datenbasierte Vertriebsmodelle entwickelt.

Jörg Achenbach

Pfannenberg hat mit der „εCool X-Serie“ kommunikationsfähige

Kühlgeräte entwickelt, die auf die vernetzte Produktion hin opti-

miert sind und dank kommunikationsfähigem Controller via

Modbus relevante Zustands-, Diagnose- und sicherheitskriti-

sche Daten übermitteln können. Sie lassen sich direkt in die

Automatisierungssysteme der Anwender einbinden und bieten

so neue Möglichkeiten hinsichtlich der Zustandsüberwachung,

Fernwartung und Effizienz. Dabei werden alle gängigen Stan-

dards unterstützt und die gesendeten Daten lassen sich direkt in

die Maschinensteuerung zur Weiterverarbeitung und Visualisie-

rung einbinden.

M2M-Kommunikation oder Cloud der Dinge?Anwendern bietet Pfannenberg die Möglichkeit, die Kühlgeräte

aus der Ferne zu überwachen. Die entsprechende Kommunika-

tionslösung ist folgendermaßen aufgebaut: Die Kühlgeräte kom-

munizieren via Modbus mit dem angeschlossenen Netzwerk.

Das kann eine Direkteinbindung in das Kundennetzwerk sein

oder ein GSM-Modul mit integrierter SIM-Karte. Dieses überträgt

die empfangenen Daten in Echtzeit über eine sichere M2M-

Mobilfunkverbindung direkt an die Steuerungstechnik des An-

wenders. Alternativ ist es ebenso möglich, die Daten in die Cloud

der Dinge der Telekom Deutschland GmbH zu senden, dem

Kooperationspartner von Pfannenberg bei dieser Lösung. Durch

die autarke Mobilfunkverbindung ist kein Eingriff in das IT-Sys-

tem des Betreibers notwendig. Dieser Aspekt ist für den Großteil

der anwendenden Unternehmen von zentraler Bedeutung.

Auf einer speziellen Website, dem Dashboard, lassen sich die

eingehenden Daten für eine Darstellung aufbereiten und live

anzeigen. Das Abrufen dieser Website erfolgt losgelöst vom

laufenden System über einen gängigen Webbrowser auf einem

externen Bildschirm am Schaltschrank oder internetfähigen

Endgeräten. Auf diese Weise ermöglicht es das System, live und

ortsunabhängig, nützliche Geräteparameter abzurufen.

Drei neue GeschäftsmodelleFür die kommunikationsfähigen Kühlgeräte hat Pfannenberg

folgende drei Anwendungsszenarien entwickelt, die die Ver-

wendung der ermittelten Daten jeweils unterschiedlich regeln:

Im ersten Fall bleibt Pfannenberg Eigentümer der Daten und hat

somit alleinigen Zugriff auf die Daten der Kühlgeräte der „εCool

X-Serie“. So kann das Unternehmen dem Anwender voraus-

schauende Wartung als zusätzlichen Service anbieten, von der

einfachen Meldung bis hin zum kompletten Wartungsmanage-

ment.

Das zweite Geschäftsmodell sieht vor, dass der Anlagenbauer

oder Systemintegrator Lizenznehmer für 1 bis n Datenlevel wird.

Das Dashboard zeigt dem Anwender verschiedene nützliche Zustands- und Diagnosemeldungen sowie Alarme an


45


Hier gibt es wiederum zwei Optionen: Entweder der Anlagen-

bauer oder Systemintegrator erwirbt Lizenzen für kontinuierli-

che Daten zur Implementierung in seine Maschinen-/Anlagen-

visualisierung oder für ein permanent aktualisiertes Dashboard

für den Aufbau eines eigenen Wartungskonzepts.

Die dritte Möglichkeit ist, dass der Service-Provider, zum Bei-

spiel die Kälteservice-Firma des Endkunden, Lizenznehmer für

1 bis n Datenlevel wird. In diesem Fall erwirbt der Service-Provi-

der über Lizenzen abgestimmte Daten aus der Kühllösung für

den Aufbau eines eigenen Maintenance-Konzepts.

Präventive Wartung steigert AnlagenverfügbarkeitUm Überlastungen und technische Störungen an der empfind-

lichen Elektronik zu vermeiden, müssen Schaltschränke konti-

nuierlich überwacht werden. Das Schlimmste für produzierende

Betriebe sind Maschinenstillstände und Produktionsausfälle,

wobei der unbemerkte Ausfall von Kühlsystemen in der Indus-

trie kostspielige Folgen haben kann. Kommunikationsfähige

Schaltschrank-Kühlgeräte tragen ihren Teil dazu bei, diese Risi-

ken zu reduzieren.

Durch den ortsunabhängigen Zugriff auf die Live-Daten der

Kühlgeräte sind Anwender in der Lage, diese effizienter zu über-

wachen und präventiv zu warten: Die zuständigen Mitarbeiter

werden frühzeitig über mögliche Störungen oder einen drohen-

den Ausfall informiert. Dadurch können sie zeitnah reagieren,

bevor der Ernstfall eintritt, was zu einer erhöhten Maschinen-

und Anlagenverfügbarkeit beiträgt.

Überwachung und Wartung der Kühlgeräte werden durch ver-

schiedene Statusinformationen vereinfacht. So wird eine Ser-

vicemeldung angezeigt, wenn das vorprogrammierte Service-

intervall ansteht. Anwender erhalten dadurch die Möglichkeit,

Serviceeinsätze rechtzeitig zu planen und zu bündeln – eine

Verbesserung im Vergleich zur rein kalendarischen Wartung,

bei der teilweise gar kein Servicebedarf besteht.

Anwendungsoptimierter ServiceZudem werden verschiedene Zustände und Alarme signalisiert,

zum Beispiel Gerät läuft, Schaltschranktür geöffnet oder Über-

temperatur detektiert. Diese Statusanzeigen lassen sich sowohl

als Warnungen an den Betreiber verwenden als auch in auto-

matisierte Steuerungssysteme moderner Produktionsanlagen

einbinden. Die Analyse der thermischen Belastung über einen

längeren Zeitraum ermöglicht außerdem die exakte Bestim-

mung der Wartungsintervalle entsprechend der Umgebungs-

bedingungen am Einsatzort.

Die Temperaturen und Geschwindigkeiten einzelner Bauteile,

wie Kompressoren oder Lüfter werden ebenfalls aufgezeichnet.

Die Auswertung dieser Daten über einen längeren Zeitraum

hinweg kann beispielsweise aufzeigen, dass das Gerät ununter-

brochen im Grenzbereich läuft und die berechnete Kühlleistung

möglicherweise nicht ausreicht. Auf diese Weise können An-

wender frühzeitig reagieren und potenziellen Maschinenstill-

ständen rechtzeitig vorbeugen.

Teillastbetrieb spart Energie Zu einer gesteigerten Energieeffizienz trägt die bürstenlose

Gleichstromtechnologie der Kühlgeräte bei. Der Kompressor

und die Ventilatoren sind durch Umrichter gesteuert, sodass sie

bedarfsabhängig zu jeder Zeit die optimale Kühlleistung liefern.

Dank dieser Technologie hat der Temperaturverlauf keine

„Sprünge” mehr und die Temperaturkurve ist stark geglättet,

sodass Überhitzung und Unterkühlung sicher vermieden und

Schaltschrankkomponenten geschont werden. Die Temperatur

kann mit einer Genauigkeit von ±0,4 K eingehalten werden.

Durch die Drehzahl geregelten Lüfter wird im Teillastbetrieb

weniger Energie benötigt. All das führt dazu, dass die Kühlgerä-

te der „εCool X-Serie“ einen Energy Efficiency Ratio (EER) von

>6 erreichen können, was Effizienzsteigerungen von bis zu

300 % im Vergleich zu herkömmlicher Technik ermöglicht.

Durch die verwendete Inverter-Technologie ist der Energiever-

brauch auf Dauer auch niedriger als bei vergleichbaren Modellen

derselben Produktserie ohne Drehzahlregelung. Die gesenkte

Stromaufnahme führt zu einem schnelleren ROI.

Darüber hinaus wäre es denkbar, sich von den Kühlgeräten der

„εCool X-Serie“ Informationen zum aktuellen Energieverbrauch

übermitteln zu lassen. Dies ist zwar aktuell nicht standardmäßig

vorgesehen, aber möglich. Nützliche zu übermittelnde Daten

zum Energieverbrauch wären beispielsweise der in Echtzeit

gemessene Wirkungsgrad sowie realisierte CO2- und Kostener-

sparnisse. Diese Informationen könnten zu einer weiteren ener-

getischen Optimierung der Schaltschrankkühlung beitragen.

Das cloudfähige Kühlgerät der „X-Serie“ mit Premium-Controller vereinfacht die Wartung und steigert die Effizienzumbiszu300%


S1/2017

Exakte Kühlleistung und einfache NachrüstungDie durch die lange Luftführung, das heißt den großen Abstand zwischen Kaltluftaustritt

(unten) und Warmlufteintritt (oben), optimierte Durchströmung des Schaltschranks

verhindert Hotspots an besonders belasteten Komponenten. Ein Luftkurzschluss ist

daher nahezu ausgeschlossen. Weiterhin sorgt die aerodynamische Optimierung für

eine hohe Luft- und präzise Kühlleistung.

Anwender profitieren zudem von einer reduzierten Typenvielfalt und vereinfachten

Lagerhaltung, da die „εCool X-Serie“ mit nur zwei Kühlgeräten einen Leistungsbereich

von 1 000 W bis 4 300 W abdeckt. Diese Kühlgeräte aus robustem, pulverbeschich-

tetem Stahl sind ausschnittkompatibel, sowohl zu den Luft-/Luft- und Luft-/Wasser-

Wärmetauschern von Pfannenberg als auch zu den bestehenden Geräten derselben

Serie. Das bedeutet, dass Anwender problemlos ohne mechanische Nachbearbeitung

auf die kommunikationsfähige Version upgraden können.

Jörg Achenbachist Sales Product Manager

Thermal Management bei Pfannenberg.

Jö[email protected]

„Factory2Cloud“ von iT Engineering ist ein Framework

mit dem schnell und kostengünstig individuelle Industrie

4.0-Lösungen für neue Geschäftsmodelle in einem hete-

rogenen Umfeld von Maschinen, Aktoren, Sensoren und

sonstiger Systeme realisiert werden können.

Mit „Factory2Cloud“ können verschiedenste Geräte/

Maschinen bidirektional sowohl untereinander, als auch

mit übergeordneten Systemen und einer Cloud-Plattform

kommunizieren. Durch den Einsatz von Kommunikati-

onsstandards wie OPC UA und MQTT wird zwischen Ma-

schinen und weiteren cyber-physischen Systemen eine

„quasi-semantische“ Kommunikation ermöglicht.

Auf dem Marktplatz Industrie 4.0 demonstriert iT En-

gineering, anhand zweier Pick-and-Place-Roboter (mit

unterschiedlicher Kinematik, Steuerung und SPS-Soft-

ware), wie mit dem „Factory2Cloud“-Framework indivi-

duelle Anforderungen für Industrie 4.0-Lösungen erfüllt

und umgesetzt werden können.

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Mehr Details unter:

USE-CASE IoT Framework

MARKTPLATZ INDUSTRIE 4.0 Kongresshalle Böblingen28. - 30. März 2017

Factory2Cloud für individuelle Industrie 4.0-Lösungen

IT_engineering_usecase_AT_2017_78x297.indd 1 24.02.17 17:34

Dank Inverter-Technologie ist der Energieverbrauch der Kühlgeräte der „X-Serie“ auf Dauer niedriger als bei herkömmlichen AC-Kühlgeräten


47


IoT-Strategie eines Kommunikationsunternehmens IoT-Anwendungen bilden zumeist ganze Wertschöpfungsketten ab. Die Deutsche Telekom bietet daher zusammen mit Partnerunternehmen komplette Lösungen zum Beispiel für Pre-dictive Maintenance. Eine wichtige Rolle spielt dabei die Datensicherheit. Die Redaktion sprach mit Stefan Gubi, Senior Vice President Cross Industry bei T-Systems International, über diese Entwicklung.

Ronald Heinze

Welche IoT-Strategie verfolgt das Unternehmen Deutsche

Telekom?

S. Gubi: Kurz gesagt: Wir wollen Kundenwünsche und -bedarfe

von morgen schnell in digitalen Produkten abbilden. Gestartet

sind wir mit M2M-Angeboten und heute in der gesamten Breite

der IoT-Anwendungen präsent – denn es geht nicht mehr um die

Vernetzung von Maschinen untereinander, sondern um intelli-

gente Umgebungen, mit denen wir interagieren. Drei Dinge sind

Kernbestandteil unserer Strategie – erstens: Wir wollen End-to-

end-Produkte und -services anbieten; nicht nur einen kleinen

Teil einer Lösung, sondern Lösungen für die gesamte Wert-

schöpfungskette. Zweitens wollen wir IoT-Services für unsere

Kunden möglichst einfach nutzbar machen, also den Installa-

tionsaufwand gering und die Handhabung intuitiv gestalten,

denn allzu komplexe Lösungen finden den Weg in die Praxis

nicht. Und nicht zuletzt muss IoT für Kunden sicher in der An-

Bild

: fo

tolia

_fa

ithie


S1/2017

wendung sein. Die Cloud ist der Schlüssel zur Digitalisierung: Gepaart mit einem hohen

Maß an Sicherheit – deutschen Cloud-Angeboten, entsprechenden Consultingleistun-

gen sowie den besten Kommunikationsnetzen – bietet die Deutsche Telekom alle

Komponenten für das Internet der Dinge aus einer Hand an. Wir arbeiten dazu mit einer

Reihe namhafter IT-Partnerunternehmen zusammen – von Microsoft über Cisco bis

Huawei. Ziel: Dem Kunden die jeweils beste Lösung für seinen Bedarf bieten.

Andere Länder sind uns beim Thema Digitalisierung meilenweit voraus, heißt es oft.

Glauben Sie, dass Deutschland bei IoT schon den Anschluss verpasst hat?

S. Gubi: Nein, wir haben allerdings noch viel Luft nach oben. Deutschland ist einerseits

– auch aufgrund politischer Unterstützung – sehr gut aufgestellt; wir tun viel, um Start-

ups und Innovationen generell zu fördern. Deutschland ist Industriena tion und Export-

weltmeister; wie haben das Industrie-Know-how und flächenmäßig mehr Ingenieure

als beispielsweise die USA. Andererseits verkomplizieren wir die Dinge durch Bürokra-

tie und Risikofreude gehört auch nicht unbedingt zu den deutschen Tugenden. Wenn

wir uns mit den USA vergleichen: Im Silicon Valley gibt es tagtäglich zig neue Unter-

nehmensstarts, dort ist aber auch eine Kultur des Scheiterns und Scheitern-Dürfens

verbreitet. Das ist in unserer Gesellschaft weniger ausgeprägt. Das Tempo ist in den

USA ein anderes.

In Kundengesprächen wird außerdem oft deutlich, dass Unternehmen die Bedeutung

der Digitalisierung unterschätzen. Das gilt insbesondere für mittelständische und

kleinere Unternehmen. Deshalb hat die Beratung bei uns eine hohe Priorität. Wir

wollen auf die Industrien zugehen und zeigen, wie sie Nutzen aus der Digitalisierung

ziehen können. Unser Job als IT-Anbieter ist es dabei auch, Angst zu nehmen und

Als einer der führenden Softwareanbieter von MES-Lösungen

für die Fertigungsindustrie entwickeln wir Software für den

Mittelstand. Das leistungsfähige und integrative MES SYNCOS

ermöglicht eine hohe Erfassungsdichte z.B. der Anlagen-

verfügbarkeit, -leistung sowie der Qualitätsrate und liefert

aussagekräftige Kennzahlen. So zeigt der OEE auf, welche

maschinen- und prozessabhängigen Verluste vorhanden sind

und minimiert werden müssen.

Durch den Einsatz von SYNCOS MES hat die EURAC Lemgo

GmbH die nötige Transparenz in der Fertigung um „unge-

bremst zu produzieren“. Anhand eines konkreten Kundenbei-

spiels bekommen Sie den besten Eindruck vom Livebetrieb

einer MES Software. Insbesondere geht es darum, nicht pro-

duktive Zeiten zu erkennen und aus dem Produktionsprozess

zu eliminieren.

SYNCOS MES leistet als Informationsdrehscheibe den ent-

scheidenden Beitrag zur Realisierung von Industrie 4.0.


"SYNCOS MES leistet als Informations- drehscheibe den entscheidenden Beitrag zur Realisierung von Industrie 4.0"

Nicolas KösterGeschäftsleitung | Syncos GmbH




Phone: +41 (0)44 905 76 76 Telefax: +41 (0)44 905 76 70

Testimonial2017_syncos_78x297.indd 1 24.02.17 17:56

Starter-Kit für IoT-Anwendungen


49


Vertrauen in IT-Lösungen zu schaffen. Sicherheitsbedenken

sind bei uns einer der größten Stolpersteine auf dem Weg in die

digitale Welt.

Wie kann auch kleinen mittelständischen Betrieben der Einstieg

in die vernetzte Industrie gelingen?

S. Gubi: Ein Weg dazu sind etwa unsere IoT-Starterpakete,

bestehend aus Sensoren, einer SIM-Karte und Zugang zur

Telekom Cloud. Ohne Installationsaufwand oder IT-Investition

kann damit jeder die Vorteile des IoT testen und Maschinen an

das Internet anbinden. Wer über Condition Monitoring hinaus

Daten intelligent auswerten will, nutzt das Predictive-Mainte-

nance-Paket und kann damit beispielsweise die Einsatzsteu-

erung, Ersatzteilbereitstellung und -planung optimieren und

Kosten deutlich senken. Damit verbessert sich auch das Kun-

denerlebnis: Meldet eine Maschine auffällige Datenmuster,

wird der Techniker automatisch informiert oder proaktiv geru-

fen. So lässt sich eine ständige Verfügbarkeit und damit einher-

gehend die entsprechende Sicherheit der Produktion gewähr-

leisten.

Welche Erwartungen haben Sie an den 5G-Kommunikations-

standard? Wann schätzen Sie, können die Industrie-4.0-Ver-

fechter darauf zurückgreifen?

S. Gubi: Wir wollen den 5G-Kommunikationsstandard ab 2020

verfügbar machen. Bei der LTE-Netzabdeckung (4G) kommen

wir als Telekom übrigens schon auf gut 90 % der Bevölkerung.

Es geht darum, das beste und schnellste Netz zu bieten, um

Daten in Echtzeit übertragen zu können. Das bietet immense

Vorteile etwa für die Industrie, die Daten zuverlässig und schnell

zwischen verschiedenen Standorten – oft über den Globus

verteilt – austauschen muss, um die Produktion permanent in

Echtzeit überwachen und steuern zu können. Eine weitere An-

wendungsmöglichkeit wäre das autonome Fahren, hier sind die

kurzen Latenzzeiten von unter einer Millisekunde, die 5G bietet,

zwingend notwendig.

Im IoT wird vor allem Narrow Band IoT (NB-IoT), überall da als

Funktechnologie wichtig, wo große Reichweiten abgedeckt und

ein geringer Energieverbrauch sowie niedrige Kosten gefordert

sind. Wie beim Tracking von Containern oder der Zustandsüber-

wachung von Maschinen.

Noch mal zurück zur Security: Welche Rolle spielt die Daten-

sicherheit bei Ihren Anwendungen?

S. Gubi: Datensicherheit ist das A und O. Wir sind seit etwa zehn

Jahren im Bereich Cloud aktiv und haben bei sicheren Anwen-

dungen gewiss eine Vorreiter-Rolle. Mehr und mehr Kunden –

auch aus dem internationalen Umfeld – greifen auf unsere Cloud

zu, weil wir die höchsten Datenschutzstandards abdecken. Die


Sonderausgabe der openautomation

Anschrift der Redaktion:Goethering 58, 63067 OffenbachTelefon 0 69/84 00 06-0, Telefax 0 69/84 00 06-13 99E-Mail: [email protected]

Redaktion: Dipl.-Ing. Ronald Heinze (Chefredakteur)Dipl.-Ing. Inge Hübner

Anschrift des Anzeigenverkaufs:Goethering 58, 63067 OffenbachTelefon: 0 69/84 00 06-13 40, Telefax 0 69/84 00 06-13 98E-Mail: [email protected]: Ronny Schumann (verantwortlich für die Anzei-gen)Marketingleiter Zeitschriften: Richard Sturm

Für unverlangte Einsendungen, einschließlich Rezensionsexem-plaren, wird keine Gewähr übernommen; Manuskripte und Bild-vorlagen werden nur auf besonderen Wunsch zurückgeschickt. Die Verfasser erklären sich mit einer nicht sinnentstellenden re-daktionellen Bearbeitung ihres Manuskripts einverstanden.

Verlag:VDE VERLAG GMBH; Bismarckstraße 33; 10625 BerlinTelefon 0 30/34 80 01-0; Fax 0 30/34 80 01-90 88Internet: www.vde-verlag.deGeschäftsführung: Dr.-Ing. Stefan Schlegel

Margret SchneiderVerlagsleiter Zeitschriften: Dipl.-Ing. Ronald HeinzeGesellschafter: VDE GmbH (100 %)

Bismarckstr. 33, 10625 Berlin

©2017 VDE VERLAG GMBH

Die Zeitschrift Digital Factory Journal und alle in ihr enthaltenen einzelnen Beiträge und Bilder sind urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerhalb der engen Grenzen des Urheber-rechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Verlags unzulässig und strafbar.Eine Haftung des Verlags für die Richtigkeit und Brauchbarkeit des technischen Inhalts der veröffentlichten Beiträge ist ausgeschlos-sen. Aus der Veröffentlichung kann nicht geschlossen werden, dass die beschriebenen Lösungen oder verwen deten Bezeichnun-gen frei von gewerblichen Schutz rechten sind.

Internet: www.digital-factory-journal.de

Druckauflage 20 000 Ex.

Anschrift für Zeitschriftenabonnements:Vertriebsunion Meynen GmbH & Co.KGCem Küney, Große Hub 10, 63344 Eltville am RheinTelefon 0 61 23/92 38-2 34, Telefax 0 61 23/92 38-2 44E-Mail: [email protected]

Das Digital Factory Journal erscheint viermal jährlich plus Sonderausgabe.

Einzelheft 13,50 € (zzgl. Versandkosten).

Druck: Kessler Druck + Medien GmbH & Co. KG, Michael-Schäffer-Straße 1, 86399 Bobingen

ISSN 2510-2931


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S1/2017

volle Datenkontrolle und Dateneigentümerschaft bleibt stets beim Kunden. Der beste

Beweis für unser Renommee ist wohl, dass Microsoft sich entschieden hat, T-Systems

als Datentreuhänder für seine Lösungen einzusetzen – wir stellen sicher, dass niemand

außer dem Kunden oder vom Kunden freigegebene Unternehmen Zugriff auf Daten

erhalten. Sogar Microsoft braucht die ausdrückliche Freigabe durch den Kunden, um

über uns Zugriff zu erhalten.

„Made in Germany“ ist ein neues Qualitätssiegel im IT-Bereich. Die deutsche Cloud, in

diesem Fall deutsche die Microsoft-Azure-Plattform, bildet außerdem die Basis für

unser IoT- und Predictive-Maintenance-Angebot. Und natürlich räumen wir dem phy-

sikalischen Schutz der Kundensysteme größte Priorität ein – die Telekom hat dazu

gerade erst eine eigene Geschäftseinheit mit mehr als 1 000 Sicherheitsexperten ge-

gründet.

Gibt es konkrete IoT-Anwendungen aus Ihrem Haus?

S. Gubi: Eine ganze Reihe. Für das Thema Big Data Analytics haben wir sogar ein eige-

nes Spezialistenteam im Haus. Wir arbeiten beispielsweise gerade an einem Predicti-

ve-Maintenance-Projekt mit einem der weltweit größten Aufzugsbauer, der seine Er-

satzteil- und Serviceplanung vorausschauend für viele Gebäude gewährleisten und

dazu Aufzüge und Rolltreppen intelligent vernetzen will. Bei einer ähnlichen Anwen-

dung geht es um Garagen-Rolltore: Für den sicheren Schließvorgang müssen Ge-

schwindigkeit, thermische Faktoren und Belastungen der Einzelteile erfasst werden.

Weitere Anwendungsfälle wären etwa Erntemaschinen oder Flugzeugturbinen, die

relevante Zustandsdaten in Echtzeit übertragen. Bei all diesen Applikationen ist Präzi-

sion auf hohem Niveau gefordert. Ausfälle müssen minimiert oder ausgeschlossen

werden. Der Hebel für die minimale Ausfallwahrscheinlichkeit ist Data Analytics. Ge-

meinsam mit Geschäftskunden analysieren wir, welche Daten gebraucht und wie sie

genutzt werden können, sodass am Ende ein Mehrwert entsteht – für das Unternehmen

und dessen Kunden.

Fakt ist: IoT macht unser Leben als Privatverbraucher komfortabler und stellt Unter-

nehmen eine deutliche Effizienzsteigerung, Kosteinsparung und neue Kundennähe in

Aussicht. Wichtig ist jetzt, dass wir die Chancen des IoT in Deutschland nicht nur erken-

nen, sondern auch ergreifen.

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Wäre es nicht toll, wenn Produkte einfach funktionieren,

ohne dass man darüber nachdenken muss?

Wir helfen dabei, indem wir eine Null-Fehler-Produktion

ermöglichen – denn nur diese ist langfristig tragfähig und

nachhaltig.

Durch den Zusammenschluss von Pickert & IDOS verfügen

wir über ein einzigartiges Portfolio: die RQM-Software für

MES/CAQ integriert, unterstützt, sichert produktionsnahe Ab-

läufe/Prozesse über die gesamte Wertschöpfungskette. IDOS

Subsysteme bieten Lösungen für Qualitätsmanagement mit

SAP QM. Das einzigartige Portfolio garantiert eine noch bes-

sere Abdeckung der individuellen Kundenbedarfe für Qualität,

Produktion und Prozess und ebnet so den Weg hin zu In-

dustrie 4.0. Damit passieren künftig Fehler kein zweites Mal!

Das Ergebnis? Qualität produzieren!


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Stefan Gubi ist Senior Vice President Cross Industry bei T-Systems International


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UniQloud – Workshop Cloud based servicesASEM S.p.A

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Qubes – the leading software for Industry 4.0 Factories – Smart Manufacturing Software für die digitale Transformation Ihrer FabrikenCreative IT

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Manufacturing Execution Systems in der PraxisMES D.A.CH Verband e.V.CSM Systems AGCOSMINO AGFraunhofer IOSBHIR GmbHLohmann GmbH & Co. KGMitsubishi Electric Europe B.V.OPC FoundationOpdenhoff Technologie GmbHSTIWA Automation GmbH

IoT vom Sensor bis zum Menschen und zurück!MONKEY WORKS GmbH

PROFIBUS- und PROFINET-Diagnose in der PraxisSofting Industrial Automation GmbH

OPC UA für Anwender – IT und Produktion einfach koppelnSofting Industrial Automation GmbH

OPC UA Development WorkshopSofting Industrial Automation GmbH

Industrie 4.0 in der Elektrokonstruktion, dem Schaltschrankbau und der FertigungWSCAD electronic GmbH

Ubiquity – Workshop FernwartungASEM S.p.A

Universelles Sicherheitskonzept für alle Steue-rungstypen inklusive Safe Motion Applikationen Bihl+Wiedemann GmbH

Wie Sie die Lärmemission eines Elektromotors prognostizieren und reduzieren: Simulation & Optimierung der VibroakustikCADFEM GmbH

Wie Sie die Lebensdauer eines elektronischen Steuergerätes verlängern: Simulation & Optimierung des Thermal Managements in der ElektronikCADFEM GmbH

Industrial Apps für IoT konfigurieren statt programmierenGTI-control Gesellschaft für technischeInformationsverarbeitung mbH

EMV- und ESD-gerechter Netz- und FeldbusaufbauI-V-G Göhringer

Manufacturing Execution Systems in der PraxisMES D.A.CH Verband e.V.camLine GmbHEurac Lemgo GmbH für SYNCOS GmbHHIR GmbHHochschule Augsburg und Hochschulzentrum Donau-RiesMPDV Mikrolab GmbHnuveon GmbHPickert & Partner GmbHSiemens Industry Software GmbH

Maschinenkommunikation im Kontext von Industrie 4.0 Sercos International e.V.

PROFIBUS- und PROFINET-Diagnose in der PraxisSofting Industrial Automation GmbH

OPC UA für Anwender – IT und Produktion einfach koppelnSofting Industrial Automation GmbH

OPC UA Development WorkshopSofting Industrial Automation GmbH

100% Produktionsoptimierung STIWA Group Geschäftsbereich Manufacturing Software

1. Tag – Dienstag, 28.03.2017 2. Tag – Mittwoch, 29.03.2017 3. Tag – Donnerstag, 30.03.2017

VDE Trend-Session – Mittwoch, 29.03.2017Energie 4.0: Automatisierung in der Energiebranche Konvergenz der Netze: Stromnetz, Gasnetz, Verkehrsnetz, IT-Netz

Referenten: Danfoss GmbH, EGM & SVEn, Flughafen Stuttgart GmbH, HMS Technology Center Ravensburg GmbH,

Hochschule Heilbronn, mpc, Rühling Anwälte und zafh.net, Hochschule für Technik Stuttgart

Übersicht Workshops

AutoSave for System Platform V6.02 AutoSiS GmbHMDT Software

IIoT • Middleware • Strategie • Technik Umsetzung – Neue Geschäftsmodelle durch Digitalisierung Beck IPC GmbHblu Portals & Applications GmbH

‘Plug in’ to the future with VisiWin7 Digitec Vertriebs GmbHERGOSIGN GmbHINOSOFT GmbH

Elektrokonstruktion im Zeitalter Industrie 4.0 – Einstieg in die KonfigurationEPLAN Software & Service GmbH & Co. KG

netIOT Starterkit in der Praxis: vom IO-Link Sensor bis in die CloudHilscher Gesellschaft für Systemautomation mbH

MES auswählen und einführenHIR GmbH

IBH Link UA – Embedded OPC UA Server/ Client für SIMATIC SteuerungenIBHsoftec GmbH

Strukturierte PROFINET-Abnahme mit Ihren ToolsI-V-G Göhringer

Automatisierte Fehlersuche an FeldbussystemenI-V-G Göhringer

Verwendung einer klassischen SPS als IIoT Gateway in der PraxisM&M Software GmbH

EMV gerechte Automatisierung nach EMV Richtlinie, von der Risikoanalyse zur RealisierungRittal GmbH & Co. KG

Workshop für Cloudlösungen ViDEC Data Engineering GmbH

Workshop für IT / OT Security ViDEC Data Engineering GmbH

Werb-Nr. 150181 / Quelle: © olly - Fotolia.com

www.vde-verlag.de/zeitschriften

137 Jahre Mediaerfahrung. Das macht den Unterschied.

Werb-Nr. 2017VDE001 / Quelle: © Andrey Burmakin - Fotolia.com

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Ausgabe 1 2017

A423

73

SONDERAUSGABE ZUR ELEKTROTECHNIK

TITELSTORYMesstechnik für nachhaltiges Energiemanagement, Seite 24

KNX-GEBÄUDEAUTOMATIONSmart-Home-Technologie mit einfacher Konfiguration, Seite 14

SPECIAL INSTALLATIONSTECHNIKBrüstungskanäle: Weiterentwicklungen für schnelleren Montagefortschritt, Seite 34

1 www.etz.de X/2016

BILDVERARBEITUNGQualitätsinspektion ohne Geschwindigkeitsverlust

SCHALTANLAGENEffiziente Fernüberwachung der Leistungsschalter

GMAInformationen III/2016

A810

0

12/2016www.etz.de

3D-DRUCK ANWENDUNGEN & NEUE GESCHÄFTSMODELLE

BROWNFIELD DER WEG ZUR SMART FACTORY

DATA ANALYTICS MACHINE LEARNING IM FOKUS

INDUSTRIAL CLOUD COMMUNICATIONVOM SENSOR BIS IN DIE CLOUD


POWERED BY

A9

723

www.digital-factory-journal.de 1/2016

openautomationDas Fachmagazin für das Management

Ausgabe 6/2016

A500

62

www.openautomation.de

„Innovatives Transportsystem für neue Maschinenkonzepte“

Markus Sandhöfner

Mitarbeiter wertenMaschinendaten ausaller Welt schnell aus,verbessern Produktions-abläufe und steiger dieWettbewerbsfähigkeit.

PPMPProduction Performance

Management Protocol

Sensoren erhebenDaten in der Fertigung.Zum Beispiel:

Neue Sprache ermöglicht schnellen Transferzum Production Performance Management.

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Temperatur

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MaschinenspracheHintergründe und Statements zu PPMP

S. 88

Cloud-LösungenDie Strategien der Großen

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SPS IPC DrivesNeuheiten rund um die Messe

S. 72

S1/2017 DIGITAL FACTORY - smart-production.de...hilfe der ‚webMethods Hybrid Integration...

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