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18.02.2019

Produktionsnetz 4.0 für Traditionsunternehmen

Mit einer modernen Infrastruktur für das Produktionsnetzwerk und die Fernwartung von Maschinen sowie Anlagen rüstet sich die Firmengruppe Simon an ihrem Stammsitz in Aichhalden für die Zukunft. Dabei schafft das sichere und zuverlässige Netzwerk nicht nur die Basis für die weitere Vernetzung innerhalb der unterschiedlichen Firmenbereiche am Standort, sondern stellt auch das weitere Wachstum des Unternehmens auf solide Beine.

Simon produziert in Aichhalden eine breite Palette an Podukten, darunter Hartmetallwerkzeuge und Spikes

Simon produziert in Aichhalden eine breite Palette an Podukten, darunter Hartmetallwerkzeuge und Spikes

Die Erfolgsgeschichte der Simon-Gruppe begann vor genau 100 Jahren, als Karl Simon Bauteile für die Schwarzwälder Uhrenindustrie veredelte und das Unternehmen Simon gründete. Heute gehören zur Firmengruppe Simon am Stammsitz in Aichhalden drei Unternehmen: die Karl Simon GmbH & Co. KG mit vier Geschäftseinheiten, die Betek GmbH & Co. KG und die ­Sitek GmbH & Co. KG. Insgesamt sind in der Firmengruppe mehr als 750 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter beschäftigt, die Werkzeuge, Möbel­beschläge, Hartmetallwerkzeuge, Spikes, Sinterformteile und Kunststoffteile fertigen sowie Teile in der eigenen Galvanikabteilung veredeln. „Die Vielzahl an Firmen und Produkten gehört zu unseren Stärken“, erläutert Tobias Hilgert, Geschäftsführer Technik bei der Simon-­Firmengruppe. „Gleichzeitig sehen wir uns dadurch auch einigen He­r­ausforderungen gegenüber gestellt, besonders im Bereich Anlagentechnik.“ Die Infrastruktur für die Kommunikation im Bereich der Produktion stellt die Firmengruppe als zentralen Dienst allen angeschlossenen Unternehmen zur Verfügung. „Es ist wichtig, dass wir hier eine flexible, aber dennoch einheitliche und vor allem zukunftssichere Lösung haben“, so T. Hilgert weiter.

Aus diesem Grund stellte Simon vor rund zwei Jahren die Systeme im Bereich des Produktionsnetzwerks und der Fernwartung grundlegend auf den Prüfstand. David Huber, Teamleiter in der Anlagentechnik bei Simon, erklärt: „Wir  hatten zwei Bereiche, in denen wir nach einer moderneren Lösung suchten: Zum einen wollten wir eine standardisierte, gesicherte Möglichkeit für die Fernwartung schaffen, zum anderen wollten wir die Leistungsfähigkeit und Verfügbarkeit unseres gesamten Produk­tionsnetzwerks verbessern.“ Insbesondere bei der Wartung und Erweiterung verursachten die gewachsenen Strukturen in der Netzwerktechnik einen großen Aufwand, berichtet D. Huber. „Angesichts der Entwicklungen im Zuge der zunehmenden Vernetzung und Digitalisierung von Anlagen stießen wir mit der vorhandenen Infrastruktur an technische und personelle Grenzen. Deswegen war es für uns unerlässlich, die Struktur unseres Produktionsnetzwerks auf diese Anforderungen anzupassen“, berichtet der Teamleiter.

Ein wichtiges Augenmerk lag darauf, das Produktionsnetzwerk für alle Anlagen am Standort von den einzelnen Anlagennetzen zu trennen, um sowohl die Wartung des Netzes als auch die Netzwerk­sicherheit zu erhöhen. Sven Ostertag, der im Team von David Huber die Modernisierung der Netzwerktechnik begleitete, erklärt: „Wir wollten eine klare Struktur, bei der die Anlagenkomponenten innerhalb ihrer Zelle kommunizieren und nur die ­relevanten Daten in das Produktionsnetzwerk übergeben werden. Das erleichtert uns nicht nur die Wartung und Pflege, sondern macht unser Netzwerk sicherer, da eventuelle Störungen auf eine Zelle begrenzt bleiben.“

Herzstück des neuen Produktionsnetzwerks bei Simon: zwei der insgesamt 32 Switches vom Typ Scalance XR524, die die Kommunikation über einen redundanten Industrial-Ethernet-Ring mit einer Übertragungsrate von bis zu 1 Gbit/s ermöglichen

Herzstück des neuen Produktionsnetzwerks bei Simon: zwei der insgesamt 32 Switches vom Typ Scalance XR524, die die Kommunikation über einen redundanten Industrial-Ethernet-Ring mit einer Übertragungsrate von bis zu 1 Gbit/s ermöglichen

Genaue Spezifikation der Anforderungen

In der Firmengruppe Simon werden in vielen Bereichen bereits Siemens-Produkte eingesetzt. „Wir wollten soweit wie möglich Standardlösungen einsetzen, um uns die Instandhaltung der Lösung zu erleichtern“, berichtet D. Huber. „Die Lösungen von Siemens für die Industrie-PC, HMI-Systeme und Steuerungen sind bei uns schon seit vielen Jahren etabliert, und so war es nur logisch, dass wir uns auch bei der Suche nach einer neuen Netzwerklösung an Siemens wandten.“ Die ersten Gespräche fanden im Rahmen einer Informa­tionsveranstaltung bei Siemens in Stuttgart statt. „Wir waren von der Kompetenz und dem Support durch Siemens auf Anhieb angetan“, sagt S. Ostertag und erläutert: „Industrielle Netzwerke sind ein allumfassendes Thema, bei dem wir als Anwender und Betreiber viel eigenes Know-how in die Planung und Umsetzung einbringen müssen, damit die Lösung dann auch genau zu unseren Anforderungen passt. Dabei wurden wir von Siemens wirklich gut unterstützt – durch initiale Schulungen, aber auch bei der Detailplanung, der Auslegung und der ersten Inbetriebnahme. Dadurch konnten wir unser Wissen rund um Themen wie Security vertiefen und ausbauen, sodass wir jetzt in der Lage sind, das Netzwerk selbst zu administrieren.“

Sicheres Gateway zu den Anlagen­netzen: Eine der Industrial Security Appliance Scalance S615

Sicheres Gateway zu den Anlagen­netzen: Eine der Industrial Security Appliance Scalance S615

Gemeinsam mit den Netzwerk­experten von Siemens erörterten D. Huber und S. Ostertag die Rahmenbedingungen, führten eine Bestandsaufnahme innerhalb des vorhandenen Netzwerks durch und wählten die passende Konfigura­tion und die entsprechenden Komponenten aus. Dabei war auch die IT-Abteilung bei Simon immer mit im Boot. „Bei einem so weitreichenden Projekt ist es unerlässlich, dass alle Beteiligten – IT, Anlagentechnik und Siemens als Lieferant der industriellen Netzwerktechnik – an einem Strang ziehen.“ Dabei hätten insbesondere die gute Vorarbeit und der Support durch das Siemens-Professional-Services-Team die Umsetzung erleichtert. D. Huber: „Die Inbetriebnahme lief ohne Probleme, und das System arbeitet wie geplant.“ Dank der guten Strukturierung kann Simon jetzt neue Anlagen und Teilnehmer wie geplant selbst integrieren. „Wir haben von Anfang an darauf geachtet, die Komponenten weitgehend zu standardisieren und eine gute Dokumentation zu erarbeiten – und das zahlt sich jetzt aus. So haben wir fünf Typen Switches definiert, die wir im Wesent­lichen nur noch auswählen und für eine neue Anlage duplizieren müssen. Dadurch können wir das Wissen auch einfach intern weitergeben“, sagt S. Ostertag.

Gesicherte und transparente Kommunikation

Das neue Produktionsnetz bei Simon basiert auf einem Industrial-Ethernet-Ring, an den redundant mehrere Ringe mit 32 Switches vom Typ Scalance XR524 angebunden sind. Für das Management und die Dia­gnose nutzt Simon die Software Sinema Server. Die Anbindung der unterlagerten Anlagen, die jeweils über ein eigenes An­lagennetzwerk verfügen, wird über die Industrial Security Appliance Scalance S615 realisiert. Diese Komponente ermöglicht einen gesicherten Zugriff per VPN auf die jeweilige Anlage und schirmt zugleich die Zelle gegenüber dem Produk­tionsnetzwerk ab. „Dieses Zellenschutzkonzept ist aus meiner Sicht im industriellen Umfeld unverzichtbar“, erklärt S. Ostertag. „Nur so lässt sich in einer vernetzten Produktionsumgebung sicherstellen, dass Störungen – sei es durch Ausfälle, durch Fehler in der Hard- oder Software oder durch unbeabsich­tigte oder beabsichtigte Manipula­tionen – auf die jeweilige Zelle begrenzt bleiben. Die technischen Möglichkeiten, die wir dabei mit Scalance S615 haben, erlauben es uns, praktisch alle Schwachstellen bei der Kommunikation zu schließen. Aus meiner Sicht gehört dieses Produkt zu den besten, die es für diese Anwendung auf dem Markt gibt.“ Mit Sinema Remote Connect als Managementplattform für den gesicherten Fernzugriff haben die Mitarbeiter in der Anlagentechnik zudem jederzeit die volle Transparenz über alle VPN-Zugriffe – „diese Detailinformationen sind nicht nur für die Systemsicherheit wichtig, sondern zeigen uns auch, ob das System von den Maschinen- und Anlagenbauern akzeptiert wird“, so D. Huber. Und die Akzeptanz sei gut: „Gerade bei der Inbetriebsetzung einer neuen Anlage wird die direkte Verbindung zwischen dem Personal vor Ort und Maschinen- oder Anlagenbauer rege genutzt. Aber auch im Betrieb können die Mitarbeiter in der Produktion jederzeit den Support per Fernzugriff anfordern. Dadurch lassen sich Probleme schneller und effizienter als bisher beheben.“

Der Sinema-Server unterstützt die Mitarbeiter der Anlagentechnik beim Netzwerkmanagement und erleichtert die Diagnose und Behebung von Störungen

Der Sinema-Server unterstützt die Mitarbeiter der Anlagentechnik beim Netzwerkmanagement und erleichtert die Diagnose und Behebung von Störungen

Solide Basis für zukünftige Entwicklungen

Mittlerweile ist das neue Produk­tionsnetzwerk fast ein Jahr in Betrieb. Die Projektverantwortlichen bei Simon sind mit den Ergebnissen sehr zufrieden: Dank der Ringstrukturen und der Segmentierung der gesamten Lösung in einzelne Anlagennetzwerke ist das gesamte Netzwerk zuverlässiger als früher. Für D. Huber sind vor allem die Robustheit und Zuverlässigkeit der Geräte ein wichtiges Argument. „In vielen Produktionsbereichen, zum Beispiel in den Sinteranlagen, haben wir es mit rauen Umgebungsbedingungen zu tun. Dank der erweiterten Temperaturbeständigkeit der Scalance-Komponenten haben wir damit keine Probleme“, erklärt er. Eventuelle Störungen und Fehler lassen sich mit der Management- und Diagnosesoftware Sinema ­Server schnell und detailliert ­iden­tifizieren und beheben. Für S. Ostertag ist zudem die einfache Instandhaltung des neuen Netzwerks ein wichtiger Pluspunkt: „Wenn ein Switch oder Router getauscht werden muss, kann der Mitarbeiter in der Instandhaltung das mit wenigen Handgriffen erle­digen. Die passende Konfiguration wird mit dem C-Plug einfach vom ­alten Gerät übertragen. Das ist für uns eine erhebliche Arbeitserleichterung“, verdeutlicht S. Ostertag.

Über Sinema Remote Connect lassen sich die gesicherten Fernzugriffe auf die Anlage per VPN verwalten und über­wachen

Über Sinema Remote Connect lassen sich die gesicherten Fernzugriffe auf die Anlage per VPN verwalten und über­wachen

Ausblick

Mit der Inbetriebnahme des neuen Produktionsnetzwerks sind die Arbeiten bei Simon aber keineswegs abgeschlossen: Während aktuell die Bestandsanlagen schrittweise in das Produktionsnetzwerk inte­griert und neue Anlagen angebunden werden, hat das Team um D. Huber bereits die nächste Auf­gabe im Blick. „Wir planen, die vorhandenen unterschiedlichen Systeme für die Maschinendaten- sowie Betriebsdatenerfassung (MDE/BDE) und MES-Informationen (Manufacturing Execution System) mit einer gemeinsamen Datenbank zu verbinden. Hier sind wir bereits mit Siemens in entsprechenden Gesprächen. Auch dazu ist ein sta­biles und leistungsfähiges, aber eben auch sicheres Produktionsnetzwerk die Voraussetzung – und dafür haben wir jetzt eine solide Basis geschaffen“, erläutert der Teamleiter.  

Auch Geschäftsführer T. Hilgert sieht Simon mit der neuen Netzwerklösung gut gerüstet: „Für uns als Unternehmen, das im harten internationalen Wettbewerb steht, ist die Digitalisierung und Automatisierung unserer Prozesse ein wichtiges Instrument, um weiter erfolgreich zu sein. Aktuell errichten wir hier in Aichhalden eine neue Produktionshalle, in der wir den Automatisierungsgrad noch weiter steigern wollen – und dazu gehören auch innovative Ansätze wie Data Mining, um die Effizienz und Qualität unserer Prozesse weiter zu verbessern. Dafür brauchen wir einerseits die Daten aus der Produktion, andererseits die passende Infrastruktur und die richtigen Werkzeuge, um diese Daten zu erfassen und auszuwerten. Und natürlich letztlich auch das notwendige Wissen unserer Mitarbeiter. Aber wir brauchen auch leistungsfähige Partner, die uns bei der Standardisierung und Vernetzung unserer Prozesse möglichst breit unterstützen können. Mit Siemens haben wir einen solchen Partner gefunden, und ich erwarte, dass auch die nächsten Projekte unsere Position im Wettbewerb weiter stärken werden.“

www.siemens.de/industrial-networks-services
www.siemens.de/scalance-s

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.

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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.)
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