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(Bild: HMS)

Auf die Schnelle

Das Wesentliche in 20 Sek.

  • Cloud-Middleware sorgt für Flexibilität
  • über 50 Gateway-Varianten sorgen für Connectivity zur Feldebene
  • Kernelemente sind ein Hub mit Broker und Edge-Gateways mit Sequencer
  • KI gehört auf Edge-Ebene
  • Geräteadministration gehört zu einer Cloud-Strategie

Potenzielle Anwender stellen immer seltener die Frage nach dem Sinn von IIoT und Cloud-Lösungen. Sie sind beim ‚Wie‘ angelangt: Wie bringt man sensible Daten sicher in die Cloud? Was muss man beachten, welche Stolperfallen gibt es? Ob Fertigungsunternehmen, Maschinen-, Gerätebauer oder Systemintegratoren, alle stehen daher vor der Herausforderung, eine Cloudanbindung in Anlagen oder Geräten zu integrieren, oder zumindest als Option vorzusehen. In der Regel liegt die Kernkompetenz aber in ganz anderen Bereichen als in der Datenkommunikation. Lösungen ‘out of the box‘ sind daher gefragt, die Arbeit abnehmen und eine sichere Datenkommunikation gewährleisten. Die Kommunikationsexperten von HMS haben dafür verschiedene Lösungen entwickelt, die sich per Konfiguration an die individuellen Bedürfnisse anpassen lassen. In Sachen Cloud gibt es in vielen Unternehmen häufig schon eine grundsätzliche Entscheidung, welchen Anbieter ein Unternehmen generell nutzt. Diese Vorgabe kommt meist aus der IT heraus und gilt dann auch für die Fertigungsebene.

Manche Unternehmen entscheiden sich wiederum ganz bewusst dafür, Daten nicht in einer externen Cloud abzulegen, sondern setzen auf eine On-Premises-Lösung (On Premises: in den eigenen Räumlichkeiten, lokal) Der häufigste Grund: Sie wollen ihre kritischen Daten nicht außer Haus geben und in die Hände Dritter legen.

Egal wie die Lösung im jeweiligen Fall aussieht; Daten müssen von den Punkten, wo sie entstehen, gesammelt und sicher in die Cloud gebracht werden. Dafür braucht es nicht nur ein Edge-Gateway, das die Brücke schlägt zwischen indus­triellem Netzwerk und der Cloud. Dieses Gateway – wie auch immer gestaltet – muss auch über jede Menge Intelligenz verfügen, um die sichere Datenübertragung zu gewährleisten. HMS hat für diese unterschiedlichen  Ansätze jeweils eine passende Lösung entwickelt, die sich an die individuellen Bedürfnisse anpassen und integrieren lässt, sei es im selbst entwickelten Gerät, in der ausgelieferten Maschine oder in einer Fertigungslinie.

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Die IIoT-Anbindung von Steuerungen und kompletten Maschinen an die Siemens-Cloud MindSphere inklusive Fernzugriff ermöglicht die Flexy-Familie. HMS

Cloud im eigenen Haus zum Start

Gerade wer in die Thematik einsteigt, entscheidet sich anfangs oft bewusst für die Cloud im eigenen Haus. Solche On-Premises-Konzepte unterstützt die Anybus Edge-Lösung. Sie besteht aus den drei Komponenten Anybus Edge Gateway inklusive Sequencer und HMS Hub bestehend aus Edge-Broker und Edge-Portal.

Das Edge-Gateway ist die vor Ort installierte Hardware, die auf Fabrikebene eine Verbindung zu den industriellen Netzwerken herstellt. Zudem werden im Gateway aber auch die Daten aus der Fabrik vorverarbeitet, analysiert, zusammengefasst und für eine sichere Übermittlung an die Cloud vorbereitet. Das Gateway stellt selbständig eine sichere Verbindung zum Edge-Broker her, um die zuvor definierten Daten zu übertragen. Um das Datenvolumen gering zu halten, erfolgt die Datenübertragung ereignisgesteuert über Ethernet, WLAN oder Mobilfunk.

Das Gateway steht in über 50 verschiedenen Varianten zur Verfügung und deckt somit jegliche Anwendungsfälle ab.Herz des Systems ist der HMS Hub mit dem Edge-Broker, der zwischen Fabrik und Cloud die sichere Datenübermittlung herstellt. Dazu wird die Datenkommunikation komplett mit dem auch bei Banken üblichen TLS 1.2 Standard Ende-zu-Ende verschlüsselt. Das sorgt für Datenintegrität und Vertraulichkeit. Das eingesetzte und speziell auf die IIoT-Anforderungen entwickelte Protokoll arbeitet bidirektional und ereignisgesteuert. Es ist auch bei einer großen Anzahl von verbundenen Geräten performant. Wer nicht zu einer fertigen Lösung greift, muss sich ‒ gerade im Bereich der sicheren Datenverbindung ‒ viel Wissen aneignen und dann stets auf dem neuesten Stand der Technik bleiben, um eine sichere Kommunikation realisieren zu können.

Die Digital-Strategie

Redaktion IEE

Redaktion IEE

Im Interview erklärt HMS-Geschäftsführer Thilo Döring die Idee hinter dem HMS Hub, was hinter den jüngsten Zukäufen steckt und wie die Lizenzmodelle aussehen.

Ein weiterer Bestandteil des HMS Hub ist das Edge-Portal, das im engeren Sinne die Cloud darstellt. Hier laufen alle Daten des Systems zusammen und werden übersichtlich dargestellt. Dashboards beispielsweise geben einen Überblick über die Live-Prozessdaten einer Anlage oder Maschine. Trendgrafen zeigen kontinuierliche Änderungen in Anlagen- oder Maschinenteilen oder können Aufschluss über Verschleiß einzelner Komponenten geben. Alarmmanagement per E-Mail oder SMS ist ebenso möglich. Aber auch eigene Applikationen können erstellt werden. Der Anschluss an Third-Party-Clouds wie Microsoft Azure oder Siemens MindSphere oder Datenbanken, beispielsweise für die Abrechnung, ist ebenfalls realisierbar. Und der Clou: Möchte der Anwender aufgrund steigender Anforderungen irgendwann von der lokalen Cloud auf die ‚echte‘ Cloud-Lösung in einem externen Rechenzentrum umsteigen, ist dies einfach möglich. Die Vielen wichtige Skalierbarkeit ist somit gegeben.

Auch Gerätehersteller müssen heute eine Cloud-Anbindung bereits ins Gerät integrieren. Zu ihrer Kernkompetenz gehört aber die Geräte-Entwicklung und nicht die sichere Datenkommunikation zur Cloud. IPC@CHIP nimmt wesentliche Entwicklungsarbeit hierfür ab. Das embedded System ist auch Kern des Anybus Edge-Gateways und funktioniert daher prinzipiell wie bereits beschrieben. Der Gerätehersteller muss den kompakten Chip lediglich in sein Hardwaredesign einplanen. Dann brauchen nur noch die Verbindungen zur Cloud und die zu übertragenden Daten konfiguriert zu werden. Anschließend übernimmt der Chip den Verbindungsaufbau und die sichere Übertragung.

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Hub, Hub Portal, Edge-Gateway plus Sequenzer bilden eine IIoT-Middleware, mit der Unternehmen alle Varianten einer Digitalisierungsstrategie realisieren können. HMS

Fernzugriff und Anbindung aller Steuerungen an MindSphere

In vielen industriellen Anwendungen ist die MindSphere von Siemens als Cloud-Lösung im Einsatz. Auch hier stellt sich Anwendern die Frage, wie Daten aus ihrer heterogenen Fabrik mit unterschiedlichsten Steuerungstypen sicher und einfach in die Cloud gelangen. Das Ewon IIoT-Gateway Flexy 205 kann diese Aufgabe übernehmen. Per Konfiguration werden die Zugangsdaten für den Login zum MindSphere-Server hinterlegt und welche Daten in die Cloud übertragen werden sollen. Alles Weitere – also die sichere Datenverbindung und -übertragung – übernimmt wiederum das IIoT-Gateway. Mit bis zu 1 500 Tags eignet sich diese Lösung auch für komplexe Anwendungen oder die Anbindung älterer Anlagen im Rahmen von Modernisierungen (Retrofit).

Auf Seite der Fertigungsebene lässt es sich flexibel an verschiedenste Kommunikationsbusse und Steuerungen unterschiedlichster Hersteller anbinden. Die OPC UA-Zertifizierung stellt die Kompatibilität und ein reibungsloses Zusammenspiel mit anderen Komponenten sicher. Das Charmante an dieser Lösung ist, dass damit alle Tools und Apps der Mind­Sphere mit geringem Aufwand genutzt werden können.Die Flexy-Variante ist immer dann die richtige Wahl, wenn neben der Cloud-Anbindung auch ein direkter Fernzugriff auf Anlagen, Maschinen oder Steuerungen möglich sein soll, zum Beispiel für Inbetriebnahme, Fernwartung oder vorbeugende Instandhaltungsmaßnahmen. Dadurch ergeben sich auch Chancen für neue Geschäftsmodelle.

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Die kompakte embedded Lösung IPC@CHIP erleichtert die Integration von Cloud-Kommunikation direkt in Geräte. HMS

Daten sinnvoll nutzen

Ebenfalls allen Lösungen gemeinsam ist, dass Daten gesammelt und zur Auswertung visualisiert werden. Dabei stellt sich immer die Frage: Welche Daten sind relevant, welche nicht? Was gilt es zu vergleichen, wo muss man genau hinschauen? Welche Daten sind nicht weiter beachtenswert? Nicht immer ist das einfach zu entscheiden. Mit dem Solutions-Partner-Programm bietet HMS auch hierbei Unterstützung. Die Partner stellen Softwaretools für die Datenauswertung zur Verfügung, sei es, um die Produktivität einer Anlage zu verbessern, die Qualität der hergestellten Produkte zu optimieren oder neue Möglichkeiten zur (vorbeugenden) Instandhaltung zu realisieren.

Thilo Döring

ist Geschäftsführer von HMS Industrial Networks GmbH in Karlsruhe.

(sk)

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