IoT-Nachrüstung

"Keine Maschine ist zu alt fürs Retrofitting"

| Redakteur: Jürgen Schreier

Fit für Industrie 4.0: Nicht jede Bestandsmaschine lässt sich mit einem überschaubaren Aufwand nachrüsten. Grundsätzlich sind aber der Einsatz von Sensoren und auch die Anbindung an Bestandsmaschinen auf vielfältige Art und Weise möglich, und das auch zu akzeptablen Preisen.
Fit für Industrie 4.0: Nicht jede Bestandsmaschine lässt sich mit einem überschaubaren Aufwand nachrüsten. Grundsätzlich sind aber der Einsatz von Sensoren und auch die Anbindung an Bestandsmaschinen auf vielfältige Art und Weise möglich, und das auch zu akzeptablen Preisen. (Bild: Pixabay / CC0)

Die meisten Unternehmen haben Maschinenparks mit Maschinen unterschiedlichen Alters. Doch lohnt es sich überhaupt, ältere Maschinen durch Nachrüstung IoT-fit zu machen? Über Möglichkeiten und Grenzen des Retrofitting sprachen wir mit Dorian Gast, Head of Business Development IOT Germany, Israel, UAE, bei Dell EMC.

Herr Gast, wo sehen Sie generell die wesentlichen Herausforderungen bei der Digitalisierung in der Fertigung?

GastViele Unternehmen tendieren dazu, komplexe Projekte sehr schnell auf die Beine stellen zu wollen. Nicht selten passiert dies ohne eine detaillierte, schrittweise Planung, bei der auch die Messung von Teilerfolgen festgehalten wird. Mancher denkt bei Digitalisierung in der Fertigung gleich an einen kompletten Austausch alter Maschinen. Dies muss nicht sein. Anlagen lassen sich mit Hilfe von Retrofitting sehr gut für das IoT nachrüsten. Eine weitere Herausforderung ist die Kluft zwischen IT und Operational Technology (OT) bei derartigen Projekten, denn in der Regel ist der Wissensaustausch der jeweiligen Teams eher gering. Den IT-Teams fehlt oft die Erfahrung mit industriellen Systemen, während die OT bisher meist nur mit geschlossenen Systemen ohne eine Anbindung zum Internet gearbeitet hat. Hier kommt es darauf an, alle Enden zusammenzubringen und die möglicherweise noch fehlenden Verantwortlichkeiten und Rollen bei Digitalisierungsvorhaben zu verteilen.

Bestandsmaschinen bzw. -anlagen für das IoT „retrofitten“: Wie verbreitet ist das überhaupt?

Gast: Derzeit ist Retrofitting noch nicht so verbreitet. Viele Produkte sind proprietär und bieten keinen einfachen Zugriff für eigenständige Veränderungen oder Anpassungen. Zudem ist auch das Wissen darüber, wie derartige Projekte anzugehen sind, eher selten in den Unternehmen vorhanden. Das hängt, wie schon erwähnt, auch mit dem fehlenden Austausch der unterschiedlichen Bereiche zusammen.

Welche konkreten Vorteile hat ein solches Retrofitting für den Betreiber einer Maschine oder Anlage?

Gast: Das ist sehr vom Projekt und den eigenen Zielen abhängig. Generell sehen Anlagenbetreiber das tatsächliche Potential der technischen Umrüstung dann erreicht, sobald die Digitalisierung der Produktionsstätte in einem fortgeschrittenen Stadium ist. Dafür müssen Maschinen aller Anbieter und jeglichen Alters in die Datengewinnung und -analyse in einem vollständigen Maschinenpark eingebunden werden. Solange noch „Lücken“ in der Datengewinnung zu verzeichnen sind, lassen sich beispielsweise nur bedingt Rückschlüsse auf Ursachen für Ausfälle in der Produktion ziehen oder Predictive Maintenance einsetzen.

Macht eine Nachrüstung von vorhandenen Maschinen ("Bestandsmaschinen") mit Sensorik, Netzwerktechnik usw. grundsätzlich Sinn, oder gibt auch „Ausschlusskriterien“?

Gast: Wie immer entscheidet der jeweilige Business Case bzw. eine Effizienzanalyse über den Einsatz von Sensorik oder Netzwerktechnik. Nicht jede Bestandsmaschine lässt sich mit einem überschaubaren Aufwand nachrüsten. Grundsätzlich sind aber der Einsatz von Sensoren und auch die Anbindung an Bestandsmaschinen auf vielfältige Art und Weise möglich, und das auch zu akzeptablen Preisen.

Welche Voraussetzungen hinsichtlich der Maschine/Anlage müssen gegeben sein, damit ein Retrofitting technisch umsetzbar ist?

Gast: Zunächst ist das abhängig von der Maschine. Grundsätzlich lässt sich aber jeder Prozess oder Vorgang einer Maschine digitalisieren – ob spezifische Messung von Parametern zur Erfüllung von Qualitätsstandards oder zum Einsatz von Predictive Maintenance.

Gibt es so etwas wie eine Altersgrenze bei Maschinen für ein IoT-Retrofitting?

Gast: Gast: Nein, aus unserer Erfahrung heraus haben wir eine Altersgrenze bei der Umsetzung solcher Projekte bis jetzt nicht beachten müssen.

Ist der IoT-Retrofit von Maschinen oder Anlagen primär ein technisches Problem oder müssen im Betrieb auch Prozesse und Abläufe angepasst oder verändert werden, damit das Ganze einen Nutzen hat?

Gast: Wenn es Unternehmen mit der Digitalisierung Ernst meinen, reicht es nicht aus, alles nur von der technischen Seite aus anzugehen. Es müssen ebenso Prozesse und Abläufe im Betrieb angepasst werden. Dabei sind die Akzeptanz und die Einstellung der Mitarbeiter häufig die entscheidenden Aspekte. Sie dürfen nicht einfach vor vollendete Tatsachen gestellt werden, sondern müssen über die bevorstehenden Veränderungen informiert und beispielsweise mit technischen Einführungen oder Schulungen abgeholt werden, denn die digitale Produktion macht vieles transparent und eröffnet dadurch Entwicklungspotentiale. Das heißt aber auch, dass Retrofitting Aufschluss über die tatsächliche Performance gibt. Dies kann für manche Mitarbeiter abschreckend wirken, denen das nötige Know-how fehlt.

Auf welchen Kommunikationsstandard - beispielsweise OPC UA oder MQTT - sollte man beim Retrofitting setzen?

Gast: Das ist abhängig von der Maschine. Grundsätzlich sollten Unternehmen aber auf aktuelle, offene Standards wie OPC UA setzen.

Sensoren, egal ob vorhandene oder nachgerüstete, liefern Daten – und das nicht zu knapp. Wie aber entstehen aus diesen Daten verwertbare Informationen? Und wer hilft mir dabei?

Gast: Für diesen Fall gibt es Unternehmen, die die Sensordaten interpretieren und protokollseitig harmonisieren, wie zum Beispiel die Software AG. Nachdem Spezialisten alle Daten gereinigt und aufbereitet haben, können sie diese auf spezifische Anfragen hin analysieren und im Anschluss auch visualisieren. Die Anlagenbetreiber sind dann in der Lage, die Ergebnisse für Veränderungen und Verbesserungen in ihren Prozessen zu nutzen.

Braucht dafür man eine Art „Datenstrategie“?

Gast: Das wäre sicherlich von Vorteil. Vor allem sollten Unternehmen bei der Umsetzung von derartigen Vorhaben immer genaue Entwicklungsschritte definieren, anhand derer sie abschätzen können, wann sich die ersten Erfolge einstellen. In vielen Fällen lohnt es sich, auf die Hilfe von Dienstleistern zurückzugreifen, um bei all den beschlossenen und durchgeführten Maßnahmen nicht den Überblick zu verlieren.

Gibt es in den Unternehmen überhaupt genügen Personen, die mit den Daten/Informationen etwas anfangen und diese zum Beispiel visualisieren können?

Gast: Genau das ist der Punkt: Jede Abteilung im Unternehmen spricht eine andere Sprache, und die jeweiligen Mitarbeiter benötigen einen „Übersetzer“. Dieser sollte nicht nur eine vermittelnde Rolle übernehmen, sondern auch die Verantwortung für solche Projekte tragen und die notwendigen Ressourcen beschaffen sowie diese im Unternehmen etablieren.

Bedeutet Retrofitting grundsätzlich den Einstieg in das Cloud Computing?

Gast: Das sind zwei unterschiedliche Dinge. Mit Cloud Computing ist gemeint, dass Unternehmen auf die Rechenleistung anderer Anbieter zurückgreifen, indem sie diese beispielsweise mieten. Beim Retrofitting statten Betreiber Anlagen, Maschinen oder andere Geräte nachträglich mit IT aus, um damit beispielsweise über Sensoren die Temperatur oder die Qualität der produzierten Güter zu überwachen. Das Sammeln und Verarbeiten der Daten für die nachträgliche Analyse muss dabei nicht zwingend in der Cloud stattfinden.

Große Unternehmen aus dem Maschinen- und Anlagenbau, die oft eigene IoT-Plattformen betreiben, sind mittlerweile sehr Cloud-affin. Doch wie sieht es diesbezüglich bei den vielen mittelständischen Fertigungsunternehmen aus?

Gast: Auch die mittelständischen Unternehmen sind auf einem guten Weg, wenn auch etwas zurückhaltender als die großen. Immerhin mangelt es ihnen nicht an Innovationswillen oder -kraft. Wir sehen auch zunehmend, dass sie Geschäftsmodelle immer mehr unter Verwendung von IT weiterentwickeln.

Wie gestaltet sich das Zusammenspiel von Edge und Cloud Computing aus und wird das im Markt schon hinreichend verstanden?

Gast: Wir sehen ein zunehmendes Interesse für das Zusammenspiel von Edge, Core und Cloud-Produkten im Rahmen einer ganzheitlichen Digitalisierungsstrategie in der OT. Speziell ist das bei einem Use Case netzwerkseitig betriebswirtschaftlich sinnvoll, bei dem die Daten im Feld analysiert und verdichtet werden. Im Gegensatz dazu ist es beispielsweise im MES-Bereich beziehungsweise bei SCADA-Systemen nicht möglich, die Daten in die Cloud zu senden und dann wieder lokal zu verwenden, da sie zu zeitkritisch sind.

McKinsey kommt in einer Studie zu der Erkenntnis, dass der Einsatz von KI-Tools selbst in Unternehmen, in denen bereits viele Potenziale ausgeschöpft schinen, zu einer erheblichen OEE-Verbesserung führen kann. Teilen Sie diese These?

Gast: Grundsätzlich stimme ich dieser These zu, die tatsächlichen Potenziale müssen aber im Einzelfall abgeklärt werden.

Automatisierungsunternehmen wie Pepperl+Fuchs oder Rexroth bieten diverse IoT-Nachrüstlösungen an. Welche Lösungen und Leistungen hat Dell EMC zum Thema Retrofitting im Portfolio?

Gast: Das Dell-EMC-Portfolio bietet ein breites Feld an Produkten im Bereich Edge/Core/Cloud an. Dazu bekommen Kunden Management- und Security-Software von Dell EMC. Unsere Partner sind hingegen für die Sensorik und die Applikationsebene zuständig.

Demnächst soll es mit dem neuen Mobilfunkstandard 5G losgehen, der prädestiniert ist für die Übertragung großer Datenvolumina und beispielsweise das Network Splicing bzw. die Einrichtung sogenannter Campusnetze erlaubt. Welche Impulse könnte das für die Digitalisierung in den Unternehmen bzw. die IoT-Nachrüstung älterer Maschinen/Anlagen haben?

Gast: Welche konkreten Vorteile 5G für OT bringt, wird sich noch zeigen. Momentan werden in der Produktion zwar sehr hohe Datenmengen erzeugt, diese werden aber vor Ort verdichtet, analysiert und weiterverarbeitet. Daneben sind auch alternative Funktechniken wie LORA-WAN im Kommen, die 5G den Platz streitig machen könnten.

Dorian Gast ist Head of Business Development IoT Germany, Israel und UAE bei Dell EMC.
Dorian Gast ist Head of Business Development IoT Germany, Israel und UAE bei Dell EMC. (Bild: Dell EMC)

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