Data Generation, Collection & Transfer
23.04.2019

Vernetzte Produktion steigert Effizienz

Viele Maschinen und Anlagen sind immer noch nicht im digitalen Zeitalter angekommen. Diese gilt es zu vernetzen, um die Vorteile des Industrial IoT nutzen zu können. Hier setzt die IoT-Gateway-Software an: Die Lösung, die den dritten Platz beim Industrie 4.0 Innovation Award belegt hat, nimmt die Daten verschiedener Sensoren und Steuerungen auf, verbindet Maschinen und IT-Systeme miteinander und erkennt mit IoT Insights Optimierungspotenziale früher als bisherige Methoden.

Die IoT-Gateway-Software sammelt Daten aus unterschiedlichsten Quellen und überträgt sie an Analyse- und Auswertungslösungen (Bild: Bosch Rexroth AG)

Die IoT-Gateway-Software sammelt Daten aus unterschiedlichsten Quellen und überträgt sie an Analyse- und Auswertungslösungen (Bild: Bosch Rexroth AG)

In Zukunft werden alle Geräte einer Fertigung untereinander und mit IT-Systemen verbunden sein. So weit sind sich alle ­einig. Die praktische Umsetzung aber erfordert neue Lösungen, denn auch in der Fabrik der Zukunft arbeiten Maschinen unterschiedlichster Hersteller und Baujahre nebeneinander. Sie sind weiterhin mit verschiedenen Steuerungen ausgerüstet. Während einige Anwender auf eine zentrale Verarbeitung von Daten in einer Cloud setzen, ziehen andere Systeme eine Datenverarbeitung vor Ort, on Premise, vor. Proprietäre Systeme können diese Vielfalt niemals abdecken. Vielmehr brauchen ­Anwender zwingend offene Lösungen für die nahtlose Vernetzung ihrer Fertigung. Diese sollen eine Vielzahl von Schnittstellen und Standards unterstützen, sich einfach und schnell in Betrieb nehmen lassen und die Möglichkeit bieten, die Software zu individualisieren.

Einfache Inbetriebnahme ohne Programmierung

Der Box-PC PR21 von Bosch Rexroth fügt sich mit zahlreichen ­Schnittstellen in heterogene Umgebungen ein (Bild: Bosch Rexroth AG)Der Box-PC PR21 von Bosch Rexroth fügt sich mit zahlreichen ­Schnittstellen in heterogene Umgebungen ein (Bild: Bosch Rexroth AG)

Diese Herausforderung löst Bosch Rexroth mit der nunmehr dritten Generation der IoT-Gateway-Software. Sie verknüpft Maschinen und andere Geräte mit IoT-Anwendungen und schafft ein komplettes Ökosystem vom Sensor bis zur Cloud. Anwender erhalten die IoT-Gateway-Software mit dem Box-PC PR21 von Bosch Rexroth. Dieser fügt sich mit zahlreichen Schnittstellen in heterogene Umgebungen ein.

Die IoT-Gateway-Software öffnet das Tor zu höherer Transparenz und Effizienz, weil sie über Sensoren und Steuerungsinformationen kontinuierlich Daten zu Betriebszuständen erfassen und auch vorverarbeiten kann. Auf Basis dieser Daten können Anwender Prozesse optimieren, Verschleiß frühzeitig erkennen und ihre Overall Equipment Effectiveness (OEE) steigern. Die Lösung arbeitet parallel zur Maschinensteuerung, ohne diese zu belasten. Damit kann sie auf sämtlichen Maschinen, unabhängig von Hersteller, Baujahr und Steuerungssystem eingesetzt werden. Vor allem erfordert sie keinerlei Eingriffe in die Software der Maschinen. Das spart Zeit und Kosten. Die Inbetriebnahme erfolgt vielmehr ohne SPS über einen Webbrowser. Erfahrungswerte beim Einsatz in Bosch-Werken belegen die einfache Installation und Inbetriebnahme durch Betriebselektriker in kurzer Zeit.

Sicherheit auf dem aktuellen Stand der Technik

Vernetzung und Sicherheit gehören untrennbar zusammen. Im Bereich Security ist die IoT-Gateway-Software strukturell ­sicher und kann jederzeit vor neuen Bedrohungen geschützt werden. Sie trennt den Anwenderbereich von den Sicherheitssystemen. Diese sind in jeweils eigenen Domänen gekapselt. Im Anwenderbereich können Endanwender oder Maschinenhersteller individuelle Programme und Algorithmen installieren. Die Verbindung mit Sensoren und Steuerungen erfolgt über die gängigen Schnittstellen der Automation wie IO-Link, Gbit-Ethernet oder Industrial Ethernet. Darüber rufen sie Daten ab und verarbeiten sie zu Informationen.

Der zweite Bereich schafft ein Virtual Private Network-Gateway, das die Informationen über verschlüsselte Verbindungen weiterleitet. Eine Firewall schützt vor Angriffen und unbefugten Zugriffen. Administration und Wartung der IoT-Gateway-Software erfolgen über das Device Portal. Diese Software verwaltet alle angeschlossenen IoT-Gateways eines Anwenders weltweit über den gesamten Lebenszyklus per sicherem ­Fernzugriff. Anwender können damit zeitgleich beispielsweise ­Sicherheitsupdates auf sämtliche angeschlossenen Geräte aufspielen.


I4.0 Connectivity ohne Programmieren: Über das Webinterface lässt sich die IoT-Gateway-Software in drei logischen Schritten mittels vorinstallierter Apps konfigurieren und per Fernzugriff verwalten (Bild: Bosch Rexroth AG)

I4.0 Connectivity ohne Programmieren: Über das Webinterface lässt sich die IoT-Gateway-Software in drei logischen Schritten mittels vorinstallierter Apps konfigurieren und per Fernzugriff verwalten (Bild: Bosch Rexroth AG)


Dezentrale Intelligenz macht Daten sofort nutzbar

Irgendwann werden alle Anwender riesige Datenmengen in Echtzeit streamen, sie in eine Cloud senden und dort verarbeiten. Heute und in absehbarer Zukunft fehlen dazu oft noch die erforderlichen Bandbreiten. Es kann sich aber niemand leisten, auf den Ausbau der entsprechenden öffentlichen Infrastruktur zu warten und Produktivitätspotenziale durch Vernetzung nicht zu nutzen. Die Lösung, zumindest für den Übergang, ist die Verarbeitung von Daten und Informationen vor Ort. Hier greift die IoT-Gateway-Software mit eigener Intelligenz an. Sie erfasst die Daten der angeschlossenen Sensoren und verarbeitet sie dezentral zu Informationen auf Basis von Algorithmen, die Bosch Rexroth, Maschinenhersteller oder Anwender installiert haben.

Schlüssel zu höherer Effizienz

Die modular aufgebaute Software-Plattform vom IoT-Gateway basiert auf Linux und Java. In der Laufzeitumgebung Java Virtual Machine (JVM) werden verschiedene Apps parallel ausgeführt. Bosch Rexroth hat dazu drei Cluster gebildet: Die ­Device-Apps binden Sensoren und andere Informationsquellen ein. Die Processing-Apps verarbeiten diese Daten zu Informationen und die Provider-Apps schließen die Verbindung zu MES-, IT- und Cloudsystemen.

Bereits vorinstalliert ermöglicht Bosch Rexroth zahlreiche Anwendungen für die Datenanalyse und -aufbereitung wie das neue IoT Insights. Das bietet eine lokale Visualisierung von Produktionsdaten. Durch spezielle Funktionen erkennt der ­Anwender schnell Optimierungspotenziale und kann mit minimalem Aufwand die Maschineneffektivität steigern. Der Anwender hat einen direkten Überblick über wichtige Größen seiner Linie.

www.boschrexroth.com


Beim Industrie 4.0 Innovation Award 2018 hat Bosch Rexroth den 3. Platz belegt (v.?l.): Richard Sturm, Marketingleiter beim VDE VERLAG; Wolfgang Hefner, Product Owner IoT; Jasmin Heim, Marketingleiterin; Hans Michael Krause, Product Manager PLC and IoT Sys

Beim Industrie 4.0 Innovation Award 2018 hat Bosch Rexroth den 3. Platz belegt (v. l.): Richard Sturm, Marketingleiter beim VDE VERLAG; Wolfgang Hefner, Product Owner IoT; Jasmin Heim, Marketingleiterin; Hans Michael Krause, Product Manager PLC and IoT Systems; openautomation-Chefredakteur Ronald Heinze bei der Preisübergabe


 

 

20 Jahre openautomation

Die Grundidee bleibt, die Dimensionen wachsen

„Eine Branche im Umbruch: Anwender fordern in aller Deutlichkeit kostensenkende, flexible und offene Automatisierungslösungen sowie Durchgängigkeit vom Sensor bis zum Management“ – dieser Grundanspruch hat sich über die letzten 20 Jahre nicht geändert, aber die Dimensionen, die neue Technologien mit sich bringen, lassen die Industrie 4.0 Wirklichkeit werden. Immer im Mittelpunkt dabei: Daten – das viel gepriesene Öl des 21. Jahrhunderts. Die Grundidee der vertikalen Integration bleibt, nur das Wording ändert sich heute.

» Weiterlesen ...

Normen

DIN-VDE-Normen einfach online nutzen

Normen aus dem VDE VERLAG

» Mehr Informationen ...

Zum Schmunzeln

Mann beim Bäcker: „Ich hätte gerne vier Brötchen.“
Bäcker: „Wenn Sie nur drei nehmen, gibt es eins umsonst!“
(Mann überlegt, wer hier nun der Vollidiot ist.)
Copyright © VDE VERLAG GMBH, zuletzt aktualisiert am 21.10.2019