Wie Maschinenvernetzung mit der EDGE-Technologie die Fertigungsindustrie revolutioniert

Artikel 2 zur schrittweisen Erhöhung des Digitalen Reifegrads mithilfe des IIot-Maturity-Modells 

Die Optimierung von Prozesseffizienzen und -qualität ist für Unternehmen ein entscheidender Wettbewerbsfaktor. Die Digitalisierung ermöglicht heutzutage ebenjenen Optimierungsprozess, insbesondere für Maschinenbauer. Eine nahtlose Verbindung zwischen Maschinen-OT und IT-Infrastruktur ist daher von großer Bedeutung, wobei der Edge-Technologie inkl. virtuelle PLC zur Aggregation von Maschinendaten eine Schlüsselrolle zukommt.

Entgegen dem Idealbild der Industrie 4.0 sind heutzutage noch viele Maschinen weder digital untereinander und dem bestehenden System vernetzt, noch mit den aktuellen Technologien für die Kommunikation ausgerüstet. Diese Maschinen stehen bereits seit Jahren und Jahrzehnten in Produktionshallen und müssen ebenso angebunden werden, wie neu aufgestellte Maschinen. 

Um von den Vorteilen der Maschinenvernetzung vollumfänglich zu profitieren, ist ein Retrofit unerlässlich. Dies bedeutet, dass ältere Maschinen mit moderner Hardware (Edge Device) und Software ausgestattet werden müssen, um diese in die digitale Infrastruktur der Unternehmen einzubinden. Durch dieses Upgrade können Bilder als Anhang mitgesendet und im Text referenziert werden. So können Unternehmen sicherstellen, dass selbst ihre ältesten Anlagen weiterhin wertvolle Daten generieren und so zur Optimierung von Prozessen und zur Steigerung der Effizienz beitragen. Zentral in diesem Prozess ist die Herausforderung ein Bindeglied zwischen der Anbindung und dem Datenfluss der „IT“ und „OT“ sicherstellen zu können. Vor diesem Hintergrund wird eine Lösung benötigt, die diese Herausforderung meistert und die Hard- und Software zusammenführt. Lang bestehende Unternehmen haben oftmals Maschinen unterschiedlicher Hersteller, die softwareseitig unterschiedlich konfiguriert sein können. Auch die technologischen Entwicklungen, sowohl bei Hard- als auch Software, schreiten mit zunehmender Geschwindigkeit voran. Um eine effiziente Datenerfassung sicherzustellen, bedarf es einer reibungslosen Funktionsweise. Entsprechend muss eine Plattform in der Lage sein mit jedweder Maschine und IT-System, unabhängig von Maschinensteuerung, Hardware und Kommunikationssprache zu interagieren. 

Eine entsprechende Plattform ist Nerve von TTTech Industrial, unserem Partner rund um die Thematik Edge Computing. Auf der einen Seite beinhaltet Nerve eine integrierte Realtime-Virtual Machine, mit der alle bekannten industriellen Kommunikationsprotokolle konfigurierbar sind. Das bedeutet, dass selbst Industriemaschinen mit veralteter Maschinensteuerung an eine moderne IT-Infrastruktur angebunden werden können. Mit der Anbindung der Maschine über das Edge Device ergibt sich für den Maschinenbauer der Vorteil, dass er nicht gezwungen ist ein neues Protokoll bzw. eine weitere Schnittstelle zu implementieren. Auf der anderen Seite ist das Edge Device über die Systemplattform mit einem Data-Gateway ausgestattet. Dies ermöglicht eine ungehinderte und sofortige Kommunikation zwischen Plattform und der Maschine. In diesem Gateway sind die weit verbreiteten Kommunikationsprotokolle bereits vorkonfiguriert. Protokolle, wie z.B. MQTT, OPC UA, zeroMQ sind entsprechend integriert und alle relevanten Basisfunktionen werden uneingeschränkt unterstützt. Somit muss der Anwender nur noch seine Datenpunkte konfigurieren und hat eine Datenverbindung von der Maschine zur Plattform, was eine reibungslose Data Acquisition sicherstellt.

Bei der Durchführung eines Retrofit-Projektes für eine ältere Maschine eröffnen sich oft weitere Möglichkeiten zur Verbesserung. Eines dieser Potenziale liegt im Austausch der alten Programmable Logic Controller (PLC) gegen eine moderne Softwareplattform wie Nerve. Durch den Einsatz einer solchen Plattform wird nicht nur die Kommunikationsfähigkeit der Maschine erweitert, es eröffnen sich zusätzlich auch neue Möglichkeiten zur Datenerfassung und -verarbeitung. Eine solche Plattform bietet nicht nur eine reibungslose Anbindung an das IoT-Netzwerk, sondern ermöglicht auch einen schrittweisen Übergang von einem alten PLC-Code auf einen aktuellen und stellt somit die Vereinheitlichung von Datenquellen sicher. Dieser Schritt trägt dazu bei, die Maschine auf den neuesten Stand der Technologie zu bringen und gleichzeitig die Grundlage für umfassende Datenanalysen und die Optimierung von Betriebsabläufen zu schaffen. Der Austausch der alten PLC gegen virtualisierte PLCs durch Lösungen wie Nerve ist daher ein wichtiger Schritt, um die Effizienz und Leistungsfähigkeit älterer Anlagen zu steigern.