Die effiziente Vernetzung von Komponenten, Anlagen und Assistenzsystemen in der Smart Factory bedarf eines intelligenten Netzwerkmanagements.

Die effiziente Vernetzung von Komponenten, Anlagen und Assistenzsystemen in der Smart Factory bedarf eines intelligenten Netzwerkmanagements. DFKI

Neben dem Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) als Gesamtkoordinator gehören dazu die Unternehmen Robert Bosch, Festo, das Institut für industrielle Informationstechnik (inIT) der Hochschule Ostwestfalen-Lippe, das HMS Technology Center Ravensburg, Bosch Rexroth rt-solutions.de, Siemens AG, die TU Dresden und die Universität Passau dem Konsortium an.

Um die Vision von Industrie 4.0 umsetzen zu können, müssen die Fertigung und die Automatisierung zügig weiter digitalisiert werden. Hierfür wird unter anderem eine sichere und effiziente, sich den Anforderungen der jeweiligen Anwendungen automatisch anpassende Kommunikations-Infrastruktur benötigt. Diese muss geeignet sein, die Produktionsmaschinen, Produkte und innovative Datendienste effizient miteinander zu vernetzen und die Einführung neuer industrieller Anwendungen sicher und einfach unterstützen. Hierbei stellen unter anderem die zunehmende Verbreitung von Funktechnologien sowie die stetig voranschreitende Konvergenz von Informationstechnologie (IT) und Operational Technology (OT) besondere Herausforderungen dar.

Zukunftssichere Netzwerksteuerung entwickeln

Ziel des Projekts FIND ist die Entwicklung einer Gesamtarchitektur für das zukünftige Industrielle Internet und insbesondere einer Netzwerksteuerung, die weitgehend automatisch die Anforderungen der industriellen Anwendungen auf die unterschiedlichen Ressourcen und Möglichkeiten der Vernetzung abbilden und überwachen kann. Manuelle Eingriffe bei der Konfiguration eines Netzwerkes sowie im laufenden Betrieb sollen damit auf ein Minimum reduziert werden. Zudem wird es möglich sein, automatisiert auch über verschiedene Vernetzungstechnologien hinweg definierte Dienstgüten auf einer Ende-zu-Ende-Basis zur Verfügung zu stellen. Auf diese Weise lassen sich zum Beispiel komplexe, verteilte Steuerungsarchitekturen sehr flexibel und effizient realisieren, wobei die zugrundeliegende Komplexität vom Anwendungsentwickler und Fabrikbetreiber weitestgehend abstrahiert wird. Ausfälle einzelner Ressourcen, beispielsweise einer Steuerungs-Hardware, können automatisch kompensiert werden um unnötige Stillstandzeiten von Anlagen oder Maschinen zu reduzieren und somit die Effektivität der Sensitive Networking (TSN) oder 5G, sollen auch die zahlreichen schon vorhandenen industriellen Kommunikationstechnologien und -geräte einfach eingebunden werden können, um eine nahtlose Migration zu ermöglichen.

Koordiniert wird das Konsortium von Professor Hans D. Schotten, wissenschaftlicher Direktor am DFKI und Leiter des Forschungsbereiches Intelligente Netze: „Wir möchten, durch Kombination und Integration bestehender Netzwerktechnologien eine neuartige und zukunftssichere Netzwerksteuerung entwickeln, die zugleich flexibel, sicher und effizient in der Anwendung ist.“.

Der zunehmende Vernetzungsgrad wird generell auch die Anforderungen von Vernetzungslösungen an die Angriffssicherheit der entwickelten Systeme deutlich erhöhen. Entsprechend wird FIND diesem Thema besondere Aufmerksamkeit widmen und schon in der Entwurfsphase spezielle Sicherheitskonzepte entwickeln und integrieren. Eine weitere zentrale Anforderung wird die Nutzerfreundlichkeit sein. Neue industrielle Vernetzungstechnologien werden nur dann verbreitet Akzeptanz finden, wenn sie auch ohne spezialisierte Netzwerkexperten eingesetzt werden können. Eine automatische Konfiguration, Optimierung und Überwachung der Konnektivität wird daher Teil der FIND-Lösung sein. FIND wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit rund 4,3 Millionen Euro über eine Laufzeit von drei Jahren gefördert.