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Das Thema Cloud setzt sich in der Industrie langsam durch, denn es bringt viele Vorteile. Allerdings stellt es Anlagenbetreiber und Maschinenbauer auch vor neue Probleme und hinterlässt offene Fragen.

(Bild: Moreno Soppelsa / Pixi – Fotolia)

| von Thilo Döring

Bei Cloud-Lösungen im Kontext von Industrie 4.0 geht es nicht nur darum, IT-basierten Systemen Daten aus der Feldebene zur Verfügung zu stellen. Die eigentliche Herausforderung besteht darin, auch deren Bedeutung mitzuliefern oder anders gesagt: Eine Brücke zwischen der Fabrikautomation und den Cloud-Anbietern zu schlagen. In vielen Anwendungsfällen können Maschinenbauer und Anlagenbetreiber durch den Einsatz von Cloud-Lösungen profitieren, wie die folgenden Beispiele zeigen.

Vorausschauende Wartung vereinfachen

Auf die Schnelle

  • Cloud bringt Vorteile, ist aber für viele noch undurchsichtig in der Anwendung.
  • Nutzen bei: Vorausschauender Wartung, Überwachung von Maschinendaten, Logistik bei Nachbestellungen
  • Kommunikation mit der Cloud muss sicher und zuverlässig sein; dafür gibt es entsprechende Sicherheitskonzepte.

Wo Maschinenlieferanten Service-Leistungen für Wartung und Instandhaltung anbieten, also im Bereich der vorausschauenden Wartung, spielen Cloud-Anwendungen ihre Vorteile aus: Schließt ein Betreiber seine Maschine ‚an die Cloud‘ an, kann der Maschinenbauer nicht erst im Problemfall aus der Ferne zu- und eventuell sogar eingreifen, sondern er hat auch Zugriff auf Anlagendaten, die ihm Aufschluss über den Verschleiß und Hinweise für eine vorausschauende Wartung sowie Prozessoptimierungen geben. So lassen sich Wartungszyklen besser planen und Stillstandszeiten verkürzen. Gleichzeitig vereinfacht sich durch den Datenzugang die Kommunikation zwischen Maschinenbauer und Anlagenbetreiber. Und auch der Anlagenbetreiber profitiert von der Möglichkeit, direkt auf die Daten zuzugreifen. So kann er seinen Maschinenpark als Ganzes ‚sehen‘ und optimieren. Gerade große oder verteilte Automatisierungsanlagen profitieren bei der Verwaltung des Maschinenparks von Cloud-Lösungen. Denn Anwender erhalten an zentraler Stelle einen Überblick über die in der Anlage verbauten Komponenten, ebenso wie über ihre Performance oder die Auslastung der Anlage beziehungsweise einzelner Anlagenteile.

Es werden sich nach Einschätzung von HMS im Umfeld von Cloud-Lösungen Geschäftsmodelle etablieren, bei denen der Anlagenbetreiber nur das bezahlt, was er auch tatsächlich verbraucht. Ein typisches Beispiel ist Druckluft: Der Anlagenbetreiber kauft keinen teuren Kompressor mehr, sondern zahlt nach Verbrauch – ähnlich dem Business-Modell bei einem Kopierer, der je gedruckter Seite abgerechnet wird. Über die Cloud lassen sich die Verbrauchsdaten sammeln und an den Zulieferer übermitteln. Dieser stellt dann nur in Rechnung, was der Kunde tatsächlich genutzt hat. Da bei Verbrauchsgütern oftmals auch Nachschub vorhanden sein muss, helfen solche Cloud-Ansätze bei automatisierten Bestellungen und vereinfachen dadurch die Logistik.

Keine Angst vor der Cloud

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Der Remote Management Router eWon Netbiter eignet sich für Anwendungen mit geringer Komplexität. Die zugehörige Cloud, Netbiter Argos, ermöglicht einen sicheren Zugang zu den Daten der Feldebene. HMS

Neben diesen Beispielen gibt es weitere Vorteile durch Cloud-Lösungen in der Praxis. Viele Automatisierer kennen zwar die Vorteile der Technologie; sie stehen aber vor der Hürde der technischen Umsetzung einer solchen Anwendung. Fakt ist: eine Cloud-Anbindung lässt sich nicht eben schnell realisieren. Insbesondere, weil viele der Daten, die übertragen werden sollen, sensibel sind und daher nicht in fremde Hände gelangen dürfen. Studien zeigen, dass Innovationen im Bereich Cloud-Anbindung, IoT und Big Data meist am mangelnden Know-how scheitern.

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Der modular aufgebaute Industrie-Router eWon Flexy lässt sich individuell an die jeweilige Anwendung anpassen HMS

Um Anwendern den Einstieg in die Welt der Cloud möglichst einfach zu gestalten, bieten die Kommunikationsexperten von HMS verschiedene Produkte und Dienstleistungen. Ihr wesentliches Ziel ist es, eine Brücke zwischen der Fabrikautomation und den verschiedenen Cloud-Systemen zu bauen. Doch warum benötigen Unternehmen dazu gleich mehrere Lösungen? Grund dafür ist, dass der Bedarf abhängig davon schwankt, was in der Cloud passieren soll: Will der Kunde nur Daten einsehen und überwachen oder ist ein komplexes Datenmanagement gefordert? Zudem stellt sich die Frage nach der passenden Plattform. In manchen Fällen arbeitet ein Betrieb bereits mit einer Cloud, und plant diese jetzt auch im Automatisierungsbereich zu nutzen. In anderen Fällen wird erstmals nach einem geeigneten Anbieter gesucht. Dies beinflusst die Auswahl des Kommunikationssystems, denn die großen Cloud-Anbieter wie Microsoft, Predix oder ThingWorx nutzen als Kommunikationsschnittstelle oft proprietäre Standards, während andere auf den offenen Standard OPC UA setzen. All das müssen Anwender bei ihrer Kommunikationsstrategie berücksichtigen.

Talk2M erleichtert Kommunikation

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    HMS

    Der Router eWon Flexy ist mit dem Talk2M-Server verbunden.

  • Der Techniker greift mit dem eCatcher-Client per Internet auf sein Talk2M-Konto zu. Dann wählt er den eWON-Router aus, mit dem er sich verbinden möchte.
  • Der Router meldet sich am Portal an, es wird eine verschlüsselte Verbindung aufgebaut und der Techniker kann auf alle Maschinen zugreifen, die mit dem Router verbunden sind.

Router für die Cloud

Mit eWon verfügt das Unternehmen über eine modulare Plattform, die ein breites Spektrum an Cloud-Plattformen und Anwendungsmöglichkeiten abdeckt und mit der sich für den jeweiligen Anwendungsfall die passende Kommunikationslösung finden lässt. Für Anwendungen mit geringer Komplexität eignet sich zum Beispiel der Remote Management Router eWon Netbiter. Die zugehörige unternehmenseigene Cloud Netbiter Argos ermöglicht einen sicheren Zugang in die Feldebene, das Speichern aller Prozess- und Gerätedaten, grafische Visualisierung, Alarmmanagement, Trends, Reports sowie Benutzer- und Projektverwaltung. Dazu lassen sich individuelle Web-Interfaces gestalten.

Für flexible Cloud-Lösungen gibt es den Industrie-Router Flexy. Dieser unterstützt OPC UA beziehungsweise proprietäre Standards zum Anbinden an ThingWorx, Microsoft Azure, Oracle, IBM Watson oder GE Predix. Weitere Cloud-Anbieter, wie Siemens und SAP, sollen sukzessive folgen, um dem Marktbedarf nach weiteren Schnittstellen zu entsprechen.

Wie die Sicherheitsstrategie aussieht und wie sie funktioniert, lesen Sie auf Seite 2.

Zuverlässige und sichere Kommunikation

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Die Defence-in-depth-Strategie umfasst ineinandergreifende Schutzwälle gegen Angreifer. HMS

Die Kommunikation in industriellen Anwendungen stellt im Wesentlichen zwei Anforderungen, und zwar unabhängig davon, ob eine interne oder externe Daten-Cloud zum Einsatz kommt: Sie muss einerseits zuverlässig funktionieren und andererseits vor Manipulation durch Hacker geschützt sein. Um eine Kommunikation ohne Ausfälle zu ermöglichen, gibt es die Infrastrukturplattform Talk2M. Diese Plattform bildet die Kommunikationsbasis und stellt die verschlüsselte Kommunikation sicher. Sie nutzt dazu ein eigenes, weltweites Servernetzwerk, welches auf hochsicheren Rechenzentren läuft. Dies bietet gerade in solchen Ländern Vorteile, in denen eine kontinuierliche Kommunikation nicht selbstverständlich ist. Mit dem eigenen Servernetz sind zudem kurze Reaktionszeiten möglich.

Die Plattform verwaltet und überwacht die Cloud-Verbindungen; Gleichzeitig unterstützt sie auch die sichere Kommunikation. Dazu verfolgt sie unter anderem eine Defence-in-depth-Strategie. Diese ähnelt einem Schutzwall – nur dass es nicht ein einzelner ‚Wall‘ ist, sondern mehrere, die auf unterschiedlichen Ebenen der Kommunikation greifen. Hat ein Angreifer einen dieser ‚Schutzwälle‘ überwunden, folgt der nächste. Zu diesen Schutzmaßnahmen gehören: firmeninterne Sicherheitsrichtlinien, geschützte Netzwerkinfrastruktur, verschlüsselte Datenübertragung, Firewalls, Schutzmaßnahmen in der Kommunikationskomponente selbst sowie ein sicheres Nutzer- und Zugangsmanagement. Dabei nutzt die Kommunikationsplattform eine Zwei-Wege-Authentifizierung. Ziel aller Maßnahmen ist es, die Vertraulichkeit, Integrität und Verfügbarkeit des Kommunikationssystems und somit der Anwendungsdaten sicherzustellen. Die Plattform verwendet dafür mehrere industrielle Standards (zum Beispiel ISO27001 und ISO27001 sowie IEC 62443-2-4), Richtlinien, best-practice-Erfahrungen und bewährte Sicherheitstechnologien. Sie ist zudem mit dem Star (Security Test Audit Report) zertifiziert.

Darüber hinaus prüft das Unternehmen mit der Achilles-Testplattform die Robustheit der Kommunikation. Diese Plattform identifiziert alle ungeschützten Services und beinhaltet Tests für aktuelle und altbekannte Kommunikationsschwachstellen, etwa Denial of Service (DoS)-Testing. Auch neue Angriffsstrategien fließen in die Analyseroutine der Plattform ein.

Während für andere Anbieter von Kommunikationslösungen der Einstieg in das Thema Industrie 4.0 und die damit verbundene Cloud-Kommunikation Neuland ist, profitieren Maschinenbauer und Anlagenbetreiber von der Praxiserfahrung von HMS. Nach derzeitigem Stand sind weltweit über 140 000 Maschinen in circa 150 Ländern an das Talk2M-Portal angebunden. Ob Anwender komplexe oder einfache Kommunikationskonzepte für ein Cloud-System suchen – es lassen sich entsprechend der Anforderungslisten die passenden Lösungen finden.

 SPS IPC Drives 2017: Halle 2, Stand 419

 

Thilo Döring

Geschäftsführer von HMS Industrial Networks

(ml)

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