Alle Beiträge von Thomas Holthöfer

21 Mrz 2018

Handlingsdaten entlang der Lieferkette sammeln und auswerten

Gemeinsam mit den Partnerunternehmen PCO und nemetris zeigt die HARTING Technologiegruppe auf dem Logistics 4.0 Hub der CeMAT, wie durch die Kombination aus Edge Computing mit neuester RFID Technologie Handlings-, Zustands- und Systemdaten entlang der Lieferkette gesammelt und ausgewertet werden können. Die Logistikfachmesse CeMAT findet im Rahmen der HANNOVER MESSE vom 23. bis 27. April in Hannover statt.

Gerade die Logistik mit ihren Material-Handlingsystemen profitiert sehr von den neuen innovativen Lösungen der Integrated Industry. Hier lässt sich das Edge Computing System MICA® von HARTING bestens integrieren. Das robuste Design, der modulare Hardware-Baukasten und die offene Softwarearchitektur des kleinen Computers haben die Jury des HERMES AWARD 2016 überzeugt und MICA® damals zum Sieger gekürt. Seitdem hat HARTING mit dem MICA.network eine Nutzerorganisation aus derzeit 26 Unternehmen im Bereich System-Integration, Software- und Hardwareentwicklung gebildet, die MICA® für komplette Industrie 4.0 Lösungen einsetzen. Die beiden Partnerunternehmen PCO und nemetris nutzen MICA® zum Beispiel als RFID-Reader mit Edge Computing Fähigkeiten für eigene Lösungen im Bereich Logistik.

AutoID-gestütztes Behältermanagement und Tool Ident

PCO stellt in einem Showcase eine praxisorientierte Fertigungsauftragsabarbeitung dar. Die zentrale Rolle spielt dabei der PCO Integration Layer für die Integration und Interaktion von verschiedenen Systemen. So werden AutoID-gestütztes Behältermanagement (mobile Handheld) und Tool Ident (stationär in der Maschine) mit Maschinen-, Prozess- und Fertigungsauftragsdaten miteinander vernetzt und visualisiert. Ergänzt durch eine datenbankbasierte Prozessdatenspeicherung kann zudem eine vorausschauende Wartung (Predictive Maintenance) eingeführt werden.

Just in Sequence-Software für flexible und effiziente Produktionssteuerung

Die Just in Sequence-Lösung JIS von nemetris ist extrem eng mit der Produktion verknüpft und bildet den gesamten Just in Sequence Prozess ab, von der Annahme des Lieferabrufs via EDI über die Sequenzierung und bedarfssynchrone Produktionssteuerung bis zum Versand und zur Realisierung der Rückverfolgbarkeit. Die Lösung von nemetris ist modular aufgebaut und fügt sich nahtlos in eine bestehende Infrastruktur ein. Das sorgt zum einen für eine schlanke und reibungslose Abwicklung und ermöglicht die Serienfertigung bei Losgröße 1. Zum anderen bleiben alle Daten in einem System, was eine lückenlose Rückverfolgung erlaubt.

Beide Anwendungen sind im Umfeld des Logistics 4.0 Hub in Halle 24 zu sehen. Hier präsentiert HARTING auch die neueste Variante der MICA®, die RFID mit WLAN und Mobilfunk in einem Gerät kombiniert. Zudem veranstaltet HARTING in Verbindung mit der MICA.network Nutzerorganisation einen Expertentag zum Thema Industrie 4.0 in der Logistik am Mittwochvormittag (25. April 2018) im Speakers Corner der CeMAT.

07 Feb 2018

Edge Analytics out of the Box

Edge Analytics Container für MICA

IBM und HARTING bündeln Technologien zur dezentralen Datenanalyse auf der MICA. IBM verpackt dafür zwei schlagkräftige Software-Lösungen in ein einen neuen Edge Analytics Container: Apache Edgent unterstützt bei der Verarbeitung von Datenströmen; mit IBM Informix steht eine speziell für Zeitreihen optimierte und besonders effiziente Datenbank bereit. Damit können große Datenmengen, wie sie häufig in IoT-Projekten anfallen, direkt im Shopfloor verarbeitet werden.

In der verarbeitenden Industrie zeichnet sich immer mehr ein Trend zur Verarbeitung von Produktionsdaten nahe an den Datenquellen ab. Diese Vor-Ort-Verarbeitung in der Fertigungshalle, auch als „Edge Analytics“ bezeichnet, ergänzt ganz hervorragend eine selektive, zentrale Speicherung dieser Daten zur Weiterverarbeitung on Premises oder in der Cloud. In bestimmten Einsatzszenarien können Edge Analytics Gateways wie die HARTING MICA auch als lokale „Micro Cloud“ im produktionsnahen Umfeld konfiguriert werden. Dadurch erhält der Kunde sowohl einen near-Realtime-Zugriff auf seine Daten als auch eine optimale Kontrolle über die Datenhoheit in seinem Produktionsumfeld.

Zentrale Anforderungen in diesem Kontext sind das Verarbeiten und Speichern von Datenströmen und Zeitreihen. Um dem Anwender die effiziente Entwicklung entsprechender Lösungen zu ermöglichen, finden sich die benötigten Werkzeuge nun vorkonfiguriert paketiert, nahtlos integriert im neuen Analytics Container:

  • Near-Realtime „im-Fluss“-Verarbeitung von Sensordaten durch den Einsatz von Apache Edgent
  • Lokale, optimierte Speicherung und Analyse von Sensor-, Geo- und JSON-Daten basierend auf IBM Informix
  • Optionale Realisierung von lokalen MICA Analytics Clustern („Manufacturing Cloud“) mit Hilfe von IBM Queryplex

Warum wurden gerade diese Technologien gebundelt und wie können sie im konkreten Projekt genutzt werden? Die folgenden Absätze bieten dazu einige ergänzende Informationen.

APACHE EDGENT FÜR DIE „IN-FLUSS“-VERARBEITUNG

Das vom IBM Streams Entwicklungsteam gestartete OpenSource Projekt „Apache Edgent“, erlaubt eine hoch performante und parallele Verarbeitung von Sensordaten auf der MICA. Dabei können diese Daten z.­B. über ein gleitendes Zeitfenster aggregiert werden, es können Filterbedingungen angewandt und/oder werteabhängige Aktionen ausgelöst werden. Edgent kann dabei auch leicht mit der IBM Informix Datenbank lokal auf der MICA verknüpft werden, um z.­B. einkommende Sensordaten mit Daten vom z.­B. dem Tag oder der Woche zuvor zu vergleichen.

Neben der Anbindung an Informix (via JDBC), kommt Edgent mit weiteren Konnektoren, um z.­B. eine direkte Anbindung an MQTT, Kafka, HTTP, Web Sockets, IBMs IoT Plattform usw. einfach zu realisieren.

IBM INFORMIX ALS SENSORDATEN HISTORIAN

Die hybride IoT/Industrie 4.0 Datenbank auf der HARTING MICA
Die hybride IoT/Industrie 4.0 Datenbank auf der HARTING MICA

IBM positioniert die Informix Datenbank besonders im Bereich IoT und Industrie 4.0, sowohl für den Einsatz im Bereich Edge Analytics, aber auch in der Cloud und On-Premises. Informix bietet als eine der wenigen relationalen SQL Datenbanken eine integrierte und optimierte Unterstützung von Zeitreihendaten (d.­h. Sensordaten).

 

Zeitreihendaten werden in Informix ähnlich wie ein Vektor abgelegt, so dass z.­B. die Messwerte für jeweils einen Sensor physikalisch zusammenliegen. Zusätzlich spart sich Informix bei der Speicherung von Sensordaten, die in regelmäßigen Abständen anfallen, die Speicherung der Zeitstempel, was eine deutliche Ersparnis beim belegten Speicherplatz bedeutet – ein entscheidender Vorteil beim Einsatz auf ressourcenbeschränkten Edge Devices wie der MICA. Nicht zuletzt bedeutet geringeres Datenvolumen auch schnellere Operationen auf diesen Daten. JSON formatierte Sensordaten können auch in einer Informix Zeitreihe abgelegt werden und dies ermöglicht eine sehr hohe Flexibilität beim Einbinden unterschiedlichster Sensoren ohne nachträgliche Änderung des Datenmodells.

Bei Bedarf kann Informix im Sinne einer Round-Robin Datenbank konfiguriert werden, so dass die Sensordaten automatisch nach einem frei konfigurierbaren Zeitrahmen (z.­B. 30 Tage) von der MICA gelöscht werden.

GROSSE DATENMENGEN SEHR SCHNELL IN DATENBANK ÜBERNEHMEN

Besonderer Wert wurde auch auf die schnelle Verarbeitung dieser Daten gelegt. Neben mehr als 100 vordefinierten SQL-Funktionen auf den Zeitreihendaten (z.­B. Aggregationsfunktionen, gleitende Mittelwertberechnungen, Mustererkennung, spatiotemporale Zeitreihendatenverarbeitung usw.), hat man die Möglichkeit, eigene Funktionen basierend auf einer C-Programmierschnittstelle im Datenbankserver direkt an den Daten auszuführen. Durch entsprechend optimierte Datenübernahme-Schnittstellen in Informix wird natürlich auch sichergestellt, dass die großen Datenmengen, wie sie z.­B. bei IoT-Projekten anfallen, sehr schnell in die Datenbank übernommen werden können.

Auch eine Verknüpfung mit Produkten zur Streams Verarbeitung (z.­B. mit Apache Edgent oder IBM Streams) ist leicht realisierbar und häufig in einem solchen Kontext notwendig. Da das grundlegende Datenmodell in Informix relational ist, lassen sich sehr leicht vorhandene Stammdaten mit den Sensordaten in Abfragen kombinieren, ohne dabei auf die Performance der Sensordaten verzichten zu müssen. Für Anwendungen, die nur auf klassisch relationale Tabellen zugreifen können, bietet Informix die Möglichkeit virtuelle Tabellensichten zu definieren, allerdings unter Beibehaltung der Informix Sensordaten Performance. Um die Anwendungsentwicklung im IoT Kontext zu erleichtern, bietet Informix eine Vielzahl von Schnittstellen wie z.­B. MongoDB, REST, MQTT, DRDA. JDBC, ODBC, .NET, SQL u.­a.

MIT IBM QUERYPLEX WIRD MICA ZUR MICRO CLOUD

IBM Queryplex ist eine innovative Technologie, die es erlaubt, mehrere MICAs zu einer Art Micro Cloud bzw. zu einem MICA Cluster zu verknüpfen. Ein Anwendungsfall kann dabei sein, eine ganzheitliche Sicht auf alle bereits auf den MICAs in Informix erfassten Sensordaten für komplexere Auswertungen zu erhalten, ohne dabei alle Daten vorher an einem zentralen Ort konsolidieren zu müssen. Eine weitere mögliche Anwendung ist, den MICA Cluster als Computing Cluster für komplexere Machine Learning Modelle zu nutzen.

15 Nov 2017

RAMI 4.0 Verwaltungsschale bindet Bestandsanlagen an Industrie 4.0

RAMI 4.0 Verwaltungsschale zur Integration von alten Maschinenprotokollen

Viele Maschinen haben eine Lebensdauer von 15 bis über 30 Jahren. Daher hat ein großer Teil der existierenden Maschinenparks nicht die IT-Ausstattung, um die relevanten Daten zu erfassen, zu speichern, oder zu kommunizieren. Die MICA® basierte Verwaltungsschale macht eine problemlose Anbindung von Bestandsanlagen an Industrie-4.0-Systeme möglich.

In vielen Fällen benutzen ältere Maschinen auch Datenformate und Protokolle aus den 80er und 90er Jahren, die nicht mehr von modernen SPSen und PCs verwendet werden. Dadurch ist eine Virtualisierung auf der Steuerung weder ökonomisch sinnvoll, noch unter Gesichtspunkten der Betriebssicherheit wünschenswert.

Als Lösung werden in der HARTING Fertigung Spritzgussmaschinen mit Euromap 15, einem in den späten 80er Jahren entwickelten Protokoll, durch eine MICA® basierte Verwaltungsschale eingebunden und sind dann wie ein modernes Gerät über OPC-UA nutzbar. Dieses Vorgehen lässt sich auf viele andere Maschinen und Anlagen mit anderen Protokollen anwenden.

MICA basierte Verwaltungsschale gemäß RAMI 4.0

Durch die MICA® basierte Verwaltungsschale gemäß RAMI 4.0 können Betriebsparameter ausgelesen, Produktionspläne online auf die Maschine geladen, und Daten kontinuierlich erfasst und gespeichert werden. Diese stehen dann für Prozessoptimierung, vorrausschauende Wartung oder Produktverbesserung zur Verfügung. Durch das modulare Open Source Design der MICA®konnte auf Open Source Code zugegriffen werden, was die Entwicklungszeit stark reduzierte. Die Modularität und die Nutzung eines intermediären JSON Format ermöglicht es, andere Altsystem- und Backendprotokolle einzubinden, indem nur die Protokoll-Container ersetzt werden – zum Beispiel MQTT zu IBM Bluemix oder Microsoft Azure.

10 Nov 2017

MICA auf dem IoT Solutions World Congress in Barcelona

Davon hätte jede Sekretärin um die Jahrhundertwende geträumt: Eine Maschine, die die Anzahl der Anschläge auf der Schreibmaschine misst. Was damals Technik ‚State-of-the-Art‘ war, ist heute genau das richtige Stück Maschinengeschichte, um die Digital Retrofit-Anwendung mit MICA auf dem weltweit wichtigsten IIoT Event vorzustellen.

Die Anwendung, die eine historische Schreibmaschine über einen Sensor mit der MICA und damit mit der IoT-Welt verbindet, war eines der Eye-Catcher auf dem HARTING Stand auf dem IoT World Congress in Barcelona vom 3. – 5. Oktober 2017. „Die Schreibmaschine ist ein schönes Beispiel dafür, dass jede Maschine auf dem Planeten mit MICA mit dem IoT verbunden werden kann“, so Dr. Jan Regtmeier, Director Product Management bei der HARTING IT Software Development. Neben der Vorstellung dieser und weiterer Anwendungen – wie der Verbindung verschiedener SPS mit der MICA  – hatte Regtmeier die Ehre als einer der Speaker auf dem Kongress die Vorteile des Digitalen Retrofits mit MICA zu präsentieren.

Der IoT Solutions World Congress ist mit 13.000 Besuchern aus 114 Ländern eines der wichtigsten IoT Events. Wachstumsraten der Besucherzahlen von jährlich 30% zeigen die dynamische Entwicklung und steigende Bedeutung des Kongresses und der IoT Branche insgesamt.

19 Okt 2017

Infotecs zeigte Verschlüsselung für E-Auto-Lade-Infrastrukturen auf der it-sa

Der internationale Cyber Security und Threat Intelligence Anbieter Infotecs präsentierte auf der führenden IT-Sicherheitsmesse it-sa in Nürnberg verschiedene innovative Security-Lösungen, darunter die verschlüsselte Datenübertragung für von Drohnen aufgenommene IP-Videos sowie die Absicherung des Daten-Traffics von E-Mobility-Ladesäulen.

Auch in diesem Jahr brach die it-sa – Die IT-Security Messe und Kongress – wieder alle Rekorde und zeigt damit, welche essentielle Bedeutung der Schutz vor internen und externen Cyber-Angriffen für Unternehmen weltweit hat. Die it-sa hat sich als führende IT-Sicherheitsmesse in Europa etabliert und gilt auch weltweit als eine der wichtigsten Security-Fachmessen. Vom 10. bis 12. Oktober 2017 besuchten über 12.780 Fachexperten und Interessierte (2016: 10.181 Besucher) die Messestände der 630 internationalen Aussteller (2016: 489).

Live-Videodatenübertragung über LTE 4G verschlüsseln

Infotecs zeigte in Halle 9 am Messestand 210 die neuesten Lösungen der ViPNet Security und Threat Intelligence Platform. Als Eyecatcher platzierten die Security-Experten zwei innovative Showcases für die Verschlüsselung von sensiblen Daten. Vor allem die Live-Drohnen-Videoverschlüsselung, die zusammen mit dem Drohnenhersteller www.lech-tec.de GbR entwickelt wurde, zog die Blicke der Fachbesucher auf sich. Infotecs kann die Live-Videodatenübertragung über LTE 4G zwischen einer Drohne und einer Bodenstation verschlüsseln. Dabei erfolgt die Videoverschlüsselung Ende-zu-Ende über das AES-256-Verschlüsselungsverfahren. Ein unberechtigtes Abgreifen der Videobilder und Publizieren über die sozialen Medien wird dadurch verhindert. Die ViPNet IT-Sicherheitslösungen gelten als hochsicher (Military Grade), weil die Technologie ein symmetrisches Schlüsselmanagement verwendet. Man-in-the-Middle-Angriffe sind dadurch ausgeschlossen.

Security-Gateway für E-Auto-Ladesäulen

Als weiteren Showcase präsentierte das Team von Infotecs eine integrierte Security-Lösung aus dem Bereich E-Mobility. Dabei führten die IT-Sicherheitsspezialisten vor, wie die Ladeinfrastruktur eines E-Chargers gegen Cyber-Attacken abgesichert werden kann. Infotecs arbeitet dabei mit den Unternehmen Parkstrom GmbH, Anbieter von E-Auto-Ladeinfrastrukturen, und dem Technologieunternehmen HARTING Deutschland GmbH & Co. KG zusammen. Basierend auf der MICA-Plattform von Harting bietet Infotecs ein in die Ladesäulen integriertes Security-Gateway, welches die Authentisierungsprozesse und die Datenübertragung auf der gesamten Strecke bis zum Backend-System absichert und somit das unbefugte Auslesen bzw. die Manipulation der Daten verhindert.

„Unsere Lösung für die Abwehr von Cyber-Angriffen auf kritische Infrastrukturen sowie die verschlüsselte Videoübertragung von Drohnen, welche vor allem für Spezialeinsatzkräfte bedeutsam ist, stießen auf großes Interesse bei den Messebesuchern“, erklärt Josef Waclaw, CEO der Infotecs GmbH. „Mit unserer Military Grade Software Defined VPN-Verschlüsselungstechnologie, die auf symmetrischen Schlüsseln basiert, haben wir entscheidende Vorteile gegenüber unseren Mitbewerbern.“

16 Okt 2017

On-Demand-Webinar: ASSET TRACKING

On-Demand-Webinar zum Thema Asset Tracking IoT für alles

Auf dem MICA.network EXPERT DAY am 21.09.2017 in Minden präsentierten Experten aus dem MICA.network geeignete Technologien, Lösungen und Anwendungsbeispiele rund um das Themengebiet Asset Tracking: Die digitale Integration von allen möglichen Gegenständen – was übrigens auch Personen in Industriebetrieben oder Krankenhäusern sein können. Die über 50 Teilnehmer lernten die Anwendungsmöglichkeiten der MICA mit verfügbaren Technologien wie NB-IoT, Beacons, LoRa und RFID und die damit verbundene Integration in IT-Systeme zu verstehen.

Bei einer anschließenden Werksführung konnten sich die Teilnehmer zudem davon überzeugen, wie HARTING RFID für eigene Prozesse im Bereich eKanban und Werkzeugerkennung nutzt. Das überaus positive Feedback bei allen Gästen und Referenten ermutigt uns, das Konzept dieser Experten-Tage rund um MICA-Anwendungen weiter ausbauen.

Die spannenden und professionellen Vorträge wurden zudem per Video aufgezeichnet und sind hier als kostenfreies On-Demand-Webinar verfügbar.

01 Sep 2017

Neue MICA Varianten: Mehr Power, Mobilfunk und Video-Schnittstelle

MICA Wireless

Die HARTING MICA® Produktfamilie ist um neue Modelle gewachsen, die aus der Anwendungspraxis und auf Anregungen aus dem Kundenkreis entwickelt wurden. Neben den bestehenden MICA Varianten Basic, USB, Industrial Ethernet (EtherCAT, Profinet, Ethernet/IP) und RFID stehen weitere Varianten in den Startlöchern.

Mit einem dual-core ARM9 Prozessor, vier GB RAM, und 16GB eMMC, bietet die MICA 2 die 3-5fache Rechenleistung der MICA Basic. Sie ist geeignet für anspruchsvolle Aufgaben der Datenerfassung, Speicherung, und Vorverarbeitung.

Die MICA Wireless kombiniert die Rechenleistung der MICA 2 mit integrierter drahtloser Kommunikation einschließlich 2G/3G/4G, WLAN 802.11a/b/g/n, Bluetooth 4.0 und Glonass (Pendant zu GPS). Die integrierte eSIM von Emnify erlaubt den Betrieb und Providerwahl in über 120 Ländern. Durch die Integration der Wireless Funktionalität auf der Versorgungsplatine kann diese auch mit Funktionsplatinen, z.B. Industrial Ethernet-Schnittstellen kombiniert werden.

Diese MICA Terminal bietet mit USB und mini DVI Anschlüssen eine robuste Lösung für Kioske, Touch Panels oder die Nachrüstung von HCI an Maschinen. Die integrierte Software erlaubt sowohl das Erstellen von browserbasierten Lösungen, als auch die Entwicklung von Lösungen mit QT.

Für OEMs und Kunden, die eigene Lösungen erstellen wollen, bietet HARTING nun auch MICA® Bausätze an, die mit eigenen Funktionsplatinen ausgerüstet und montiert werden können. 3D und Layout Daten zur Entwicklung stehen kostenlos auf www.harting-mica.com/dokumentation zur Verfügung.

01 Sep 2017

Industrial Internet of Things versus M2M – Was sind die Unterschiede?

Automatischer Informationsaustausch zwischen Maschinen, Anlagen und anderen Entitäten, ungeplante Ausfallzeiten reduzieren, Verbesserung des Servicemanagements. Alles Disziplinen, die sowohl M2M als auch IoT für sich beanspruchen. Wo liegen die Unterschiede?

Machine-to-Machine: Proprietäre Punkt-zu-Punkt Kommunikation

Die klassische Machine-to-Machine Kommunikation, kurz M2M, ist bei Industrie-Anwendungen fest etabliert. M2M-Anwendungen bestehen in der Regel aus Micro-Controllern eingebettet in einer Maschine, die über Mobilfunk- oder kabelgebundene Netzwerke direkt mit anderen Geräten oder einer Leitstelle kommunizieren. Sender/Empfänger müssen hierzu in der gleichen—oft proprietären oder herstellerspezifischen–Protokollsprache kommunizieren. Durch M2M Kommunikation werden unter anderem Prozess-Automatisierung oder Remote-Anwendungen, also der Fernzugriff auf Maschinen, ermöglicht.

Industrial Internet of Things: Internet-basierte Vernetzung unterschiedlichster Geräte

In einem Industrial Internet of Things (IIoT) werden prinzipiell die gleichen Geräte/Anlagen/Maschinen vernetzt. Darüber hinaus werden aber auch einfache Sensoren sowie preiswerte Geräte oder auch alte Teilnehmer mit eingebunden, die kein eigenes M2M Hardwaremodul besitzen. An dessen Stelle kommen IoT Gateways wie die MICA® von HARTING zum Einsatz, die die Schnittstelle zwischen diversen Endgeräten, Protokollen und dem Internet herstellen. Der Datentransfer bei IoT-Anwendungen ist zudem grundsätzlich Internet- und damit IP-basiert, was bei M2M nicht notwendigerweise der Fall ist. Inhärent ist zudem die Nutzung von Cloud-Computing. Dabei managen IoT-Plattformen wie Cumulocity oder Distrix zentral die Vernetzung zahlreicher und unterschiedlichster Geräte. Die Cloud-basierte Architektur macht IoT im Vergleich zu M2M besser skalierbar. Eine nachträgliche Erweiterung um diverse Teilnehmer als auch weiterführende Anwendungen sind jederzeit möglich. Im Gegensatz dazu versteht sich M2M eher als proprietäre Punkt-zu-Punkt Kommunikation im Rahmen einer spezifischen Anwendung.

Großes Potential für IIoT Anwendungen

Durch die Nutzung von Internet-Technologien und der Big-Data-Fähigkeiten der Cloud wird IIoT ein größeres Potenzial gegenüber M2M zugeschrieben: Neben der großen Vielfalt und Flexibilität seitens der Endgeräte können insbesondere durch das Cloud-Computing die geernteten Daten viel besser für Unternehmenszwecke nutzbar gemacht werden. Big Data Analyse und universelle Visualisierungsfunktionen ermöglichen es, Daten und -Analysen überall zur Verfügung zu stellen, auch auf mobilen Geräten. Die Kombination dieser Attribute erhöht die Sichtbarkeit der IoT-Lösungen und schafft Aufmerksamkeit für strategische Entscheidungen. M2M Lösungen werden eher auf operativer Abteilungsebene genutzt.

Die Grenzen zwischen M2M und IoT schwinden

Bereits jetzt ist ein Zusammenwachsen beider Disziplinen zu erkennen. Die Begriffe M2M und IoT sind vielerorts ein Synonym geworden. Eine klare Differenzierung hält nicht immer stand. Vor allem M2M Anbieter mit traditionell starken Kompetenzen im Bereich Embedded-Hardware und mobiler Telekommunikation fangen an, Cloud Funktion ihrem Leistungsportfolio hinzuzufügen. Die Entwicklung in Richtung IP-basierter Kommunikation eröffnet M2M zudem neue Dimensionen, da sich so viele Teilnehmer deutlich einfacher verwalten lassen. Mit einem MICA® IoT Gateway beispielsweise können mehrere lokale Endgeräte über je einen eigenen Software-Container und damit mit einer eigenen IP-Adresse gemanagt werden. Diese smarte Art der Virtualisierung auf Feldebene ist mit klassischen M2M Embedded Devices nicht möglich. Ebenso lässt sich die Kommunikation spezifischer Feldbus-Protokolle mit standardisierten – IoT interpretierbaren – Protokollen wie OPC UA  mittels Software-Container mit geringem Aufwand realisieren. MICA® unterstützt damit sowohl proprietäre Punkt-zu-Punkt Kommunikation als auch den offenen, standardisierten Ansatz einer IoT Plattform.

M2M Erweiterungen als IoT abbilden

Es gibt auch Situationen, in denen der parallele Betrieb von M2M Anwendungen und IoT Anwendungen Sinn macht. Zum Beispiel, wenn bei einer bestehenden M2M Lösung nachträglich neue Daten gesammelt oder Anwendungen ergänzt werden sollen. Das Produktivnetz wollen viele Anwender, wenn es einmal steht, nicht mehr anfassen (Never Touch a Running System). Auch sind zusätzliche Sensoren oftmals nicht hinzuzufügen, ohne weitere M2M Module oder SPSen einzubauen. Da macht es mehr Sinn, mit einem IoT Gateway wie MICA® die neue Anwendung ganz gemütlich über ein zweites Netzwerk abzuwickeln.

01 Jun 2017

MICA und IBM Watson IoT: Energieverbrauch unter Kontrolle

HARTING bietet mit der MICA® eine Lösung an, um Daten im direkten Umfeld von Maschinen und Anlagen zwischenzuspeichern, auszuwerten und zu verarbeiten. Aber auch der Transfer großer, über längere Zeiträume gesammelter Datenmengen in die Cloud ist damit möglich. Seit einigen Monaten arbeitet die HARTING Technologiegruppe eng mit IBM zusammen. Im Rahmen der Zusammenarbeit entstand beispielsweise ein Projekt zur Erfassung des Energieverbrauchs von Spritzgussmaschinen. Die Daten werden in der IBM Bluemix Innovationsplattform erfasst und mit der IBM Watson Technologie zu wertvollen Informationen zu verwandelt.

„Die Zusammenarbeit mit IBM hat den Vorteil, dass die Daten sofort in der Cloud zuverlässig und rasch verarbeitet werden können. Zudem ist die Cloud-Lösung kostengünstig, da keine Investitionskosten für eine umfangreiche Server-Infrastruktur anfallen“, erklärt Dr. Jan Regtmeier, Director Product Management, HARTING IT Software Development. So hat HARTING den Energieverbrauch der Maschinen jederzeit unter Kontrolle.

Anwendung als Showcase im IBM Watson IoT Center

Die Spritzgussmaschinen verschiedenen Fabrikats und Alters in einem HARTING Werk sind mit der MICA® an IBM Watson IoT Platform angeschlossen. „Dank der modularen und offenen MICA® Architektur ist es einfach, Maschinen an leistungsfähige Cloud-Lösungen anzubinden“, erläutert Dr. Jan Regtmeier. Seit Beginn der Zusammenarbeit mit IBM wurden mehrere Hundert Gigabyte an Daten zur Analyse erfasst und visualisiert. Seit Mitte Februar 2017 ist die Anwendung auch als Showcase im IBM Watson IoT Center in München zu besichtigen.  

Energiemanagement mit MICA® auch in rauen Umgebungen

Die MICA® ist aber nicht nur zur Erfassung des Energieverbrauchs für Bestandsmaschinen in der Produktion geeignet, sondern auch für das Energiemanagement in rauen Umgebungen. Das Unternehmen EPS ENERGY mit Sitz in Pforzheim bietet mit „better solutions by enerchart“ eine Lösung mit allen modernen Features, wie beispielsweise Dashboards oder Heat-Maps, um die vom Gesetzgeber vorgegebenen Rahmenbedingungen (Energie-Management nach EN 50001) zu erfüllen. EPS ENERGY hat sich daher als Anbieter ganzheitlicher Systemlösungen im Bereich Energiemanagement speziell nach EN 50001 im Markt positioniert. „Für raue Industrieumgebungen ist die MICA®Energy ideal geeignet. Bei unserer Lösung fungiert sie als Datenkonzentrator. Sie unterstützt Stromzähler und Drucksensoren bei der Erfassung aller relevanter Daten“, sagt Holger Heidenblut, Leiter Produkt- und Projektmanagement bei EPS ENERGY.

29 Mai 2017

Digital Retrofit: Wie alte Maschinen in die IT-Welt kommen

Retrofitting ist in der Industrie seit jeher ein probates Mittel, um die Nutzungsdauer von Bestandsanlagen zu verlängern. Bisher wurde Retrofit oder Aktionierung eher mit mechanischer Ertüchtigung in Verbindung gebracht. Mit Industrie 4.0 jedoch gewinnt die Nachrüstung von Maschinen und Anlagen einen neuen Schwerpunkt auf Digitalisierung.

Moderne Anforderungen mit Industrie 4.0 Bezug stellen Betriebsleiter häufig vor ein Dilemma: OEE Kennzahlenermittlung, Zustandsüberwachung, vorausschauende Wartung oder Fertigungsoptimierung machen nur wirklich unter Einbeziehung des gesamten Maschinenparks Sinn. Gleichzeitig lassen sich auf den ersten Blick nicht alle Maschinen und Anlagen ohne weiteres an IT-Systeme anbinden. Dabei muss es sich nicht nur um autarke Anlagen handeln, die wenig bis gar nicht automatisiert sind. Proprietäre oder veraltete Feldbus-Protokolle können eine weitere Hürde für Digitalisierungsprojekte sein. Wie das schwächste Glied einer (digitalen) Kette können solche Maschinen und Anlagen Wünsche nach einer annähernd „smarten Factory“ schon im Ansatz zunichte machen.

Ersatzbeschaffung oder Retrofit?

Nahe liegend wäre eine Ersatzbeschaffung. Selbst wenn das betroffene Anlagevermögen im betriebswirtschaftlichen Sinne bereits abgeschrieben ist, spielen bei der Entscheidung für eine Ersatzbeschaffung natürlich viele Faktoren eine Rolle, wie

  • Allgemeinzustand der Anlage,
  • voraussichtliche/gewünschte Restnutzungsdauer,
  • Systemrelevanz,
  • Anteil am Wertschöpfungsprozess sowie
  • Produktionskapazität und –Qualität.

Wie so oft sind Investitionskosten einer der entscheidenden Faktoren für oder wider eine Ersatzbeschaffung. Was bei einzelnen Maschinen noch vertretbar wäre, macht bei der Hälfte des Gesamt-Anlagenbestand keinen Sinn.

Ist nur ein Industrie 4.0 Konzept der Hintergrund, ist ein Digital-Retrofit in jedem Fall kostengünstiger und mit weniger Risiko verbunden.

Digital-Retrofitting geht immer

Die wichtigste Erkenntnis zuerst: Ein digitaler Retrofit ist immer möglich, ob es sich nun um eine 100 Jahre alte Dampfmaschine oder eine zehn Jahre alte Fräsmaschine handelt. Der Aufwand und die Herangehensweise sind natürlich unterschiedlich, z.B. inwieweit neue Sensorik an die Maschine installiert werden muss oder ob bestehende Datenquellen genutzt werden können. Wichtig ist, dass neue Digital-Technik nichtinvasiv für die bestehende Steuerungstechnik ist. Dadurch bleiben programmierte Abläufe unangetastet und Risiko sowie Aufwand sind deutlich geringer. „Never change a running system“ ist ein gängiges Credo auch bei SPS-Programmierern, die nicht selten Herzrasen bekommen, werden „Cloud“ und „SPS“ in einem Satz genannt.

Die Vorteile von OPC UA als Austauschformat

Die Steuerung wird also nicht mit neuen Funktionen umgeschrieben, sondern wird als Datenquelle „angezapft“. Über Schnittstellen können die Daten mit ergänzender Hardware, die idealerweise verschiedenste Protokolle interpretieren können, abgegriffen werden. Denn selbst innerhalb eines Betriebes sind verschiedene Automatisierungs-Protokolle keine Seltenheit. Protokoll-Gateways wie die MICA von HARTING bieten hierfür geeignete Konnektivität und können gesammelte Daten nahezu jeglicher Herkunft in intermediäre Formate wie JSON oder OPC UA übersetzen. Insbesondere das offene Austauschformat OPC UA bietet viele Vorteile; das M2M-Kommunikationsprotokoll hat sich mittlerweile als Standard etabliert und erfährt breite Unterstützung durch Branchenverbände wie dem VDMA und Cloud-Diensten wie Microsoft Azure.

Condition Monitoring von der Dampfmaschine bis zum 3D Drucker

Von Industrie 1.0 zu Industrie 4.0 mit MICA als IoT Gateway
Der Zustand einer Dampfmaschine wird mittels Sensoren, MICA und mobilem Dashboard überwacht.

Ist keine Steuerungstechnik verfügbar, können Messwerte mittels neu installierter Sensoren Auskunft über den Zustand der Maschine geben. Bei dem Beispiel der Dampfmaschine könnten das z.B. Kesseldruck und Temperatur sein. Mutmaßlich gibt es diese Messwerte schon so lange wie es Dampfmaschinen gibt, anhand Thermometer und Manometer. Und auch eine Zustandsüberwachung gab es seit den ersten Tagen: Wenn die ersten Nieten aus dem Kessel fliegen, ist der Druck zu hoch, wusste der erfahrende Maschinenführer.

Und genau hier liegt der Vorteil des digitalen Retrofits: Die Performance des gesamten Maschinenparks, unabhängig von Alter, Herkunft und Protokollsprache, wenn überhaupt vorhanden, lässt sich einheitlich visualisieren, analysieren und bewerten. Das heißt, Betriebsleiter können praktisch von überall alle Maschinen und Anlagen in einer Produktionseinheit mit ein und denselben Dashboards und Kennzahlen überwachen und analysieren. Eine eindrucksvoller Show Case gelang Timo Seggelmann von SALT AND PEPPER Software auf der Hannover Messe 2017. Das unter anderem auf digitalen Retrofit spezialisierte Unternehmen präsentierte, wie ein 3D-Drucker und eben jene Dampfmaschine im gleichen Dashboard überwacht werden können. In beiden Fällen diente MICA als lokaler Datensammler und Gateway zum zentralen IT-System.