Mit den neuen Möglichkeiten kommen enorme Herausforderungen auf die Produktionsunternehmen zu

Das Internet der Dinge als Schlüssel zur Industrie 4.0

| Autor / Redakteur: Christian Dornacher / Redaktion IoT

Das IoT kann Schlüsseltechnologie für Industrie 4.0 sein.
Das IoT kann Schlüsseltechnologie für Industrie 4.0 sein. (Quelle: Pexels)

Die Industrielle Produktion ist im Umbruch, weltweit werden immer mehr Produkte und Maschinen vernetzt und überführen die „klassische” Fabrik in das, was heute als Industrie 4.0 bezeichnet wird. Orchestriert wird das Ganze mit Hilfe des Internets der Dinge (Internet of Things). Ein Heer von Sensoren und internetfähigen Komponenten erfasst, verarbeitet und analysiert quasi in Echtzeit Daten, um die Anlagen zu steuern und die Auslastung zu optimieren. Auf diese Weise können auch Probleme an Maschinen frühzeitig erkannt und behoben (Predictive Maintenance) oder die IT-Sicherheit durch selbstlernende Algorithmen (Machine Learning) verbessert werden. Mit den neuen Möglichkeiten kommen aber auch enorme Herausforderungen auf die Produktionsunternehmen zu. Sie müssen sich transformieren, um in diesem Umfeld mithalten zu können.

Alt trifft neu

Neueste Technologie trifft dabei nicht selten auf bewährte Anlagen, die bereits einige Jahre ihre Arbeit verrichten. Im Wesentlichen zwei Technologieansätze spielen dabei eine Rolle: Auf der einen Seite gibt es die Operational Technology, kurz OT. Dabei geht es darum, mit Rechnern Zustandsveränderungen bei Systemen zu überwachen, etwa in einem Kraftwerk, einer Fertigungsstraße oder bei einem Schienensystem. Typische Beispiele für solche Systeme sind SCADA- (Supervisory Control and Data Acquisition), PLC- (Programmable Logic Controller) oder CNC-Systeme (Computer Numerical Control).

Auf der anderen Seite ist der Bereich der Information Technology (IT), der für die Verarbeitung von Informationen steht. In der Regel kommen in einem Produktionsunternehmen zahlreiche OT- und IT-Systeme zum Einsatz, die dann miteinander verzahnt und aufeinander abgestimmt werden müssen. Aktuell lässt sich beobachten, dass OT und IT miteinander verschmelzen, vor allem, weil die OT immer stärker auf IP-Technologien setzt. Nicht selten lautet die Gleichung daher: IT + OT = IoT.

Aller Anfang ist schwer

Vor dem produktiven Einsatz von IoT-Technologie müssen die Unternehmen aber einige Hausaufgaben erledigen. Am Anfang steht meist die Frage, wie sich die durch das IoT generierten Daten in die entsprechenden Systeme (Big-Data-Analyse-, CRM- oder Produktionsplanungssystem) integrieren und anschließend verarbeiten lassen. Das Problem dabei ist, dass IoT-Daten alles andere als einheitlich sind. Ein guter Ansatz ist hier, den gesamten Prozess von der Erzeugung der Daten bis zur Verwertung und Analyse in einem System abzubilden, das aus optimal aufeinander abgestimmten Komponenten besteht.

Als einer von wenigen Anbietern vereint Hitachi in seinem Portfolio beide Welten: Seit mehr als 100 Jahren entwickelt der Konzern OT-, seit mittlerweile 60 Jahren IT-Systeme. Die Produktpalette reicht dabei vom Sensor bis zu komplexen Industrieanlagen. Der Vorteil für Kunden besteht vor allem darin, dass Hitachi die physikalischen Systeme, die es mit IT anfasst, bestens kennt, weil der Konzern sie selbst entwickelt und produziert hat und damit weiß wie den erhaltenen Daten umgegangen werden muß und was die erhaltenen Werte bedeuten. Eigene Data Scientists helfen aus den Daten sinnvolle Resultate und Aktionen abzuleiten.

Wird Echtzeitverarbeitung benötigt, kann das Ganze durch Edge-Computing und mit entsprechender Software realisiert werden. Das entlastet das Rechenzentrum, die Netzwerkverbindungen zwischen Maschine und RZ und sorgt für eine Bereinigung der Daten direkt an der Datenquelle, sprich nur wichtige Informationen werden übertragen und gespeichert.

Neue Einsatzgebiete und Erfolgsgeschichten

In Deutschland breitet sich das Internet der Dinge im industriellen Umfeld noch zögerlich aus, aber die Zahl der Projekte nimmt kontinuierlich zu und immer mehr davon verlassen auch die sicheren Testumgebungen und erreichen produktiven Status. Nicht von ungefähr ist der Begriff der Industrie 4.0 hierzulande geprägt worden. Neben naheliegenden Bereichen wie der Automobilindustrie oder dem Maschinenbau profitieren aber auch andere, etwa das Baugewerbe: Bagger und Baumaschinen verfügen heute oftmals schon über Sensoren, die Auskunft über den Standort geben, zurückgelegte Strecken mitteilen und helfen, transportierte Mengen zu tracken und abzurechnen.

Das ermöglicht auch ganz neue Geschäftsmodelle, etwas das Contracting, bei dem die Maschinen im Besitz des Produzenten bleiben und lediglich vermietet werden. Der Clou ist dabei der Faktor „Predictive Maintenance”: Die Sensoren geben dem Eigentümer intensive Einblicke über die Nutzung, den technischen Zustand und einzuhaltende Wartungsintervalle. Das sind Faktoren, die letztlich für eine maximale Einsatzzeit und Verfügbarkeit sorgen und gleichzeitig die Kosten für den Betreiber und die Nutzer senken.

Chancen gibt es viele, sowohl für die Industrie als auch den Verbraucher. Aber dazu müssen die Rahmenbedingungen stimmen und an der Stelle ist auch der Gesetzgeber gefragt. Wem gehören die anfallenden Daten, welche Informationen müssen anonym bleiben und wer darf sie monetarisieren? Wer haftet, wenn eine unsichere Komponente ein Einfallstor für Industriespionage bietet? Mehr Sicherheit und mehr Klarheit über die Grundlagen sind Voraussetzung für die weitere Entwicklung der industriellen Vernetzung. Wenn dabei die Bedürfnisse von Kunden, Dienstleistern und Gesellschaft im Vordergrund stehen, wird das Vertrauen auf allen Seiten wachsen und sich die Technologie in der Breite und vor allem in der Industrie durchsetzen.

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