Das ständige Summen der Aufregung über das Industrial Internet of Things (IIoT) wird jeden Tag lauter und verständlicher. Es ist inzwischen klar, dass wir die Anfangsphase des Hypes längst hinter uns gelassen haben (auch wenn das bei den meisten verbraucherorientierten Internet der Dinge-Anwendungen nicht der Fall ist) und die Chancen für vorausschauende Hersteller real sind. Die ersten Vorteile liegen in zwei Bereichen: Analysen und Konnektivität. Doch Analysen und alle weiteren Vorteile des IIoT beginnen mit der Konnektivität. In diesem Beitrag konzentriere ich mich auf die Konnektivität im Fertigungsbereich, insbesondere darauf, wo wir auf dem Weg zur Konnektivität stehen, und gebe einen kurzen Ausblick darauf, wohin uns diese Reise führen könnte.
Umgang mit den Herausforderungen isolierter Betriebsdaten
Die meisten Daten aus dem Fertigungsbereich wurden traditionell für Steuerungszwecke genutzt. Zwischen 95 und 99 Prozent wurden nie verwendet – sie blieben einfach in Maschinen, Geräten und vermutlich auch in den Köpfen. Ein weiteres traditionelles Hindernis für Fortschritt war die Trennung zwischen Operational Technology (OT) und Information Technology (IT). Die kulturellen Unterschiede waren vermutlich ein größeres Problem als jede technische Trennung. Die Schnittstelle zwischen Manufacturing Execution Systems (MES) und Geschäftssystemen, in der Regel ERP, war und ist ein praktischer Trennungspunkt zwischen IT und OT.
Glücklicherweise ändern sich die Dinge rasant. IIoT hat das Bewusstsein für Anlagendaten und deren Nutzen über den Fertigungsbereich hinaus deutlich geschärft. Hersteller, die ihre Software bereits in der Cloud betreiben, haben einen klaren Vorsprung bei der Verbindung von Fertigungsbereich und Unternehmenssystemen – ein Teil oder die gesamte MES-Funktionalität läuft bereits in derselben Umgebung wie die Geschäftssysteme, was die „Integration“ erleichtert.
Die nächste Phase der Verbesserung wird eine intensivere und bessere Nutzung der Daten aus dem Fertigungsbereich sein. Nur ein bis fünf Prozent der Anlagendaten werden Anwendungen und Menschen zur Verfügung gestellt. Damit die Vorteile des IIoT realisiert werden, muss sich das ändern. Es ist nicht sinnvoll zu erwarten, dass neue Daten über die traditionelle Steuerungshierarchie angebunden werden, da die Verbindung direkter Ein- und Ausgänge (IO) sowohl teuer als auch unflexibel ist. Stattdessen müssen wir sicherstellen, dass Daten effizient angebunden werden und an die benötigten Anwendungen geliefert oder von diesen abgerufen werden können. Mobile Geräte allein lösen dieses Problem nicht, da sie häufig ebenfalls die Steuerungshierarchie durchlaufen müssen, um auf Informationen zuzugreifen. Mit zunehmender Leistungsfähigkeit mobiler Geräte können diese deutlich mehr Daten verarbeiten. Ein Beispiel sind AR-Geräte, die sowohl auf Daten als auch auf Konstruktionsinformationen (wie 3D-Modelle) zugreifen müssen, um Bediener bei komplexen Montageaufgaben zu unterstützen.
Fortschritte mit der Connected Plant
Viele Unternehmen prüfen inzwischen die Möglichkeiten, auf deutlich mehr Anlagendaten zuzugreifen und diese zu nutzen. Ein Wachstumsbereich, den LNS Research im vergangenen Jahr prognostiziert hat, ist das IoT-Gerät: ein einfaches Gerät, das sich mit IO oder bestimmten Datenprotokollen verbinden lässt und diese Daten dann über eine Internetverbindung an die zentrale Informationsplattform in der Cloud überträgt. Diese Geräte können sehr kostengünstig sein (wir haben sogar Geräte auf Basis von Raspberry Pi-Platinen gesehen) und bieten Zugang zu nützlichen Informationen, die sonst in älteren Anlagen gebunden wären. Hersteller von Anlagenausrüstung und insbesondere komplexen Maschinen erkennen zunehmend das Potenzial von Informationen. Sie beginnen, anspruchsvollere, auf Internetprotokoll (IP) basierende Schnittstellen zu entwickeln, die Zugang zu deutlich mehr Informationen bieten.
Es gibt jedoch noch ein Problem bei diesem Modell: Wem gehören die Daten? Die meisten Hersteller möchten die Kontrolle über die von ihren Maschinen generierten Daten behalten, da diese geistiges Eigentum enthalten oder sogar die Sicherheit betreffen können. Es kann jedoch im Interesse eines Herstellers sein, dem Maschinenbauer die Nutzung detaillierter Maschinendaten zu ermöglichen, um die Zuverlässigkeit zu verbessern, die Wartung zu unterstützen und zu besseren zukünftigen Designs beizutragen.
Eine weitere Chance für komplexe Maschinen in einer vernetzten Welt ist die Kommunikation untereinander – bekannt als „Machine-to-Machine-Kommunikation“. Diese Option macht einen Teil der Supervisory Control überflüssig und automatisiert einige Entscheidungen, aber es wird Zeit brauchen, da Standards und Verbindungsfähigkeit offen und sicher definiert werden müssen. Hersteller sollten nicht erwarten, dass eine ausgefeilte Machine-to-Machine-Kommunikation in den nächsten ein bis zwei Jahren zur Norm wird .
Datenerfassung und -nutzung jetzt
Auch wenn die Frage der Datenhoheit bei komplexen Maschinen wichtig ist, ist es bei den meisten neu zugänglichen Anlagendaten am wichtigsten, diese möglichst breit auf einer Geschäftsplattform verfügbar zu machen. So können neue Daten zu neuen Geschäftsprozessen führen, die es Menschen ermöglichen, ihre Arbeit besser zu erledigen. Beispielsweise ermöglichen standortbezogene Geräte einem System, zu erkennen, wo sich Personen befinden, damit sie relevante Informationen auf ihren mobilen Geräten erhalten. Mit diesen Informationen können Manager ihre Aufgaben während des Rundgangs durch die Anlage erledigen und Bediener erhalten standortspezifische Anweisungen.
Das kurzfristige Ziel für Fertigungsunternehmen sollte sein, Wege zu finden, möglichst viele Daten aus ihren Anlagen zu vernetzen und zu sammeln und sie dann über mobile Geräte verfügbar zu machen, um die Qualität der Arbeit der Mitarbeitenden (und damit die Produktqualität) zu verbessern. Je mehr Daten gesammelt werden, desto mehr Wettbewerbsvorteile erzielen die Hersteller, die über eine geeignete cloudbasierte Plattform zur Analyse und Verwaltung dieser Daten verfügen. Sie können dann zu den nächsten Phasen der IIoT-Entwicklung übergehen – Analysen und den Austausch von Informationen mit Ihren Lieferanten und Kunden.
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