(Bild: HEITEC AG)
Industrieunternehmen stellt dies jedoch trotz wachsender technischer Möglichkeiten noch immer vor Herausforderungen. Vorhandene Anlagen bestehen häufig aus sehr unterschiedlichen Gerätetypen mit diversen, teilweise proprietären Schnittstellen. Deren Anbindung an die Sensorik ist nur der erste Schritt, die Anbindung bestehender Management-Systeme sowie die Erreichbarkeit und nutzbringende Weiterverarbeitung der gesammelten Informationen müssen jedoch ebenfalls gemanagt werden. Letztlich geht es darum, die gewonnenen Daten der Sensorik zu verarbeiten, mit der Cloud zu vernetzen und benutzerfreundlich verfügbar zu machen, d.h. die verschiedenen Elemente von OT und IT erfolgreich zu einem organischen und funktionierenden Ganzen zu vereinen.
All das ist bei wachsender Komplexität von Fertigung, Produkt, Anwendungen und Betriebsprozessen und bei steigendem Wettbewerbsdruck sowie höherer Volatilität nicht einfach zu bewerkstelligen. Andererseits lässt dieses Szenario digitalisierte Abläufe noch notwendiger erscheinen. Das Ziel ist die intelligente Fabrik, die all diesen Herausforderungen erfolgreich begegnet, produktiver arbeitet und mit den Aufgaben mitwächst. Vorhandene Daten müssen an den unterschiedlichsten Stellen erfasst, vereinheitlicht, zusammengeführt, gespeichert und für verschiedenste Unternehmensbereiche zugänglich gemacht werden.
Um Edge-to-Cloud-Interoperabilität zu erreichen, ist auf der einen Seite Rechenleistung für die Datensammlung und Echtzeitverarbeitung am Edge notwendig, auf der anderen Seite verlässliche Konnektivität für den Datentransfer in die Cloud. Latenzzeiten und hohe Kosten müssen – unter Beachtung hoher Sicherheitslevel – vermieden werden.
Für diese unterschiedlichen Aufgaben hat HEITEC im Kundenauftrag ein multifunktionelles Gateway entwickelt, das als Interface in rauen Industrie-Umgebungen eingesetzt werden kann. Ein SoC als zentrale Recheneinheit ermöglicht funktionelle Vielseitigkeit als Steuerung, Kontrollsystem und IIoT-Device. Die Vorteile dieser Architektur liegen in der hohen Integrationsdichte und umfangreichen Funktionalität in einem kleinen Formfaktor bei geringem Energieverbrauch. Prozesse im Shopfloor werden in Echtzeit gepuffert und gesteuert. Das System unterstützt eine Vielzahl von unterschiedlichen Kommunikationsschnittstellen und -Protokollen sowie Feldbussen, erlaubt die Anbindung an bestehende MES und die Verbindung zu verschiedensten Cloud-Applikationen. Es ermöglicht die Vernetzung aller erforderlicher Geräte inklusive der Peripherie in universellen Einsatzfeldern. Daten sind über Internetzugang verfügbar und werden per Display angezeigt. Das System ist über die Cloud skalierbar, wobei die Grundelektronik nicht verändert wird. Sollten die Leistungsanforderungen steigen, können die vier verbauten analogen Interface-Module gegen andere Boards getauscht werden.
Dank seines modularen, auf Standards basierenden Konzepts und der skalierbaren Elektronik passt sich das System unaufwändig an unterschiedliche Anforderungen, Geräte und Applikationen an. Die Hardware- und Software-Architektur, die für eine moderne Fabrik nötig ist, wurde so in einer kostengünstigen All-in-one-Komplettlösung implementiert, die gleichzeitig Steuereinheit, Gateway und sogar Ausgabeeinheit sein kann. Die Anbindung an die Cloud ermöglicht die Visualisierung und Speicherung der benötigten Informationen. Das System liefert dazu die erforderliche Rechenleistung und Netzstabilität in einem kompakten Format. Wichtig für den Anlagenbetreiber: Eine kleinteilige, komplizierte Installation oder ein radikaler Systemwechsel sind nicht erforderlich. Statt parzellierte Einheiten zu administrieren, kann er Daten nun zentral managen und weiterverwenden.
Mit der Bildung eines soliden Datenfundaments können die Mitarbeiter die gewonnenen Erkenntnisse für mehr Effektivität und bessere Zusammenarbeit nutzen. Die Vernetzung der Mitarbeiter im Feld und denen an anderen Standorten wird erleichtert. Analysen, Diagnosen, vorausschauende Wartung, Planung, Service und Fern-Updates der Software werden vereinfacht bzw. überhaupt erst ermöglicht. Probleme können vermieden werden, bevor sie auftreten und die Betriebszeit sowie der Output der Anlagen maximiert. Neben neuen Wegen für die Produktionssteuerung, die Ressourcenplanung sowie die Instandhaltung erhält der Betreiber dank der Modularität die Sicherheit, mit der getätigten Investition auch künftige Herausforderungen erfolgreich zu bewältigen.
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