Adlink schützt Investitionen IoT-Technik für bestehendes Equipment

Anders als bei konventionellen 5-Layer-Architekturen können Publish/Subscribe-basierte cyberphysikalische Systeme Daten autonom und jederzeit sehr effizient teilen, was die Umsetzung einer smarten Fertigung deutlich erleichtert.

Adlink Technology hat eine integrierte End-to-End-Plattformlösungen entwickelt, die für die IoT-Anbindung des Brownfields – also des bestehenden Fabrik-Equipments – ausgelegt ist.

Cisco schätzt, dass rund 92% der weltweit im Betrieb befindlichen 64 Mio. Fertigungsmaschinen nicht an das Internet angebunden sind. Theoretisch müssten sie durch neue intelligente Maschinen ersetzt werden, um IoT und Industrie 4.0 ans Laufen zu bringen. Das ist jedoch praxisfern, da viel zu teuer. Will man dennoch die Prozesse optimieren und ein Smart-Factory-System etablieren, müssen bestehende Maschinen mit dem Internet verbunden werden. Hierfür bedarf es eines zuverlässigen und sicheren Datenaustauschs zwischen den Devices und den Anwendungssystemen mit minimaler Latenz. Sowohl die Netzwerkanbindung als auch der effiziente Datenfluss sind also essenziell.

Doch bereits bei der Anbindung des bestehenden Maschinenparks und weiterer Assets trifft man auf eine Vielzahl von Herausforderungen: Es sind fragmentierte Architekturen installiert – von der SPS über PACs bis hin zu eingebetteten Mikrocontrollern. Kommuniziert wird über unterschiedlichste Feldbusse. Im schlimmsten Fall verfügen Systeme aber noch nicht einmal über eine COM-Schnittstelle. Wie soll man also an die Daten kommen? Zudem versuchen OEMs, ihre Lösungen geschlossen zu halten, um ihre IP zu schützen. Auch wollen Systemverantwortliche Eingriffe in bestehende Lösungen vermeiden. Es herrscht also ein starker Rekonfigurationswiderstand.

Sind die Hürden überwunden und liegen die Daten offen vor, kommt es häufig zu weiteren Problemen: beispielsweise dass Maschinen zwar Logfiles bereitstellen, sie aber nicht in Echtzeit erzeugen, sodass nicht wenige Prozesse die eigentlich notwendigen Informationen verpassen. Auch nutzen viele OEMs für ihre Logfiles proprietäre Formate, was die Repetition und Skalierbarkeit verkompliziert. All dies sind Stolpersteine bei der Entwicklung smarter Fabriken.

Dennoch muss man zuallererst genau an diesen neuralgischen Stellen beginnen, denn ein praktikabler und bezahlbarer Weg geht nur über die Integration des bestehenden Brownfields – also des gesamten bestehenden Maschinenparks. Es muss folglich eine universell einsetzbare, bedarfsgerecht skalierbare Lösung entwickelt werden, die Daten in jeder erforderlichen Echtzeit vollständig und präzise bereitstellen kann. Hierbei empfiehlt sich der Einsatz weitestgehend nichtinvasiver Methoden. So lässt sich die bestehende Systeminstabilität erhalten, mögliche Schäden durch Modifikationen werden ausgeschlossen und sowohl Entwicklungs- als auch Ausfallzeiten für die Implementierung werden auf ein Minimum reduziert.

Zudem muss die Bandbreite so ausgelegt werden, dass zunehmend mehr Daten übermittelt werden können und diese auch in mitunter immer kürzerer Zeit. Auf lange Sicht bzw. bei komplexen Systemen wird also auch die effiziente Nutzung der Netzwerkbandbreite (> 85%) immer wichtiger, auch wenn die Netzkapazitäten kurz davor stehen, von 1 GbE auf 10 GbE gesteigert zu werden. Das Netz muss sich dynamisch und flexibel weiterentwickeln können. Neue Maschinen und Prozesse müssen automatisch auffindbar sein. Je komplexer das Systemwirken ist, desto mehr braucht das Netz folglich seine eigenen Regelalgorithmen. Auch müssen alle Elemente zuverlässig angebunden sein, um deterministische und erfolgskritische Applikationen unterstützen zu können. Nicht zuletzt ist auch auf eine hohe Sicherheit zu achten, denn anders als bei konventionellen Standalone-Devices besteht bei IoT-angebunden Systemen ein Risiko für die Datensicherheit. Deshalb sind Smart-Factory-Lösungen nur dann erfolgreich, wenn sie sinnvolle Schutzmaßnahmen integrieren.