Architektur der Fernwartungslösung

Architektur der Fernwartungslösung Endian

In der Vergangenheit fuhr bei der Roth-Gruppe für Wartungszwecke sowie im Falle einer Störung ein Techniker zum Kunden, um den Fehler zu beheben. Dies war zeit- und kostenintensiv.

Mit dem Ziel, den Service weiter zu verbessern, suchte die Gruppe nach einer Lösung, über die sich Daten aus Maschinen an unterschiedlichen Standorten in einer zentralen Datenbank analysieren lassen und damit vorausschauende Wartung, also Predictive Maintenance, ermöglichen. Zum Portfolio der 1984 gegründeten Gruppe gehören individuelle Automatisierungen für ihre Kunden – von Software-Engineering (Roboter, SPS, NC), Hardware-Projektierung, Schaltschrankbau, PC based Automation bis zum herstellerunabhängigen Systemintegrator für Sondermaschinen.

Die Fernwartungslösung sollte vor allem zwei Anforderungen erfüllen: Jeder Zugriff auf die Fernwartung muss geloggt werden, sodass jede Fernwartung für den Kunden absolut transparent ist. Außerdem gilt es, die Verbindungen sowie auch die Maschinen vor Angriffen von außen zu schützen.

Flexibles IoT-Management

Deshalb entschied sich die Roth-Gruppe für eine Cloud-Lösung von Amazon Web Services in Verbindung mit der IoT-Plattform Endian Connect von Endian, einem Security-Hersteller für Industrie 4.0. Dessen Plattform ermöglicht einen sicheren und skalierbaren Zugriff auf viele Endpunkte mit einer ebenso großen Anzahl von gleichzeitigen Verbindungen. Die Lösung basiert auf einem UTM-Gerät (Unified Threat Management), oft auch als Next-Generation-Firewall bezeichnet. Diese vereint mehrere Sicherheitsfunktionen, wie Anti-Virus, Firewall, IPS (Intrusion Prevention) und weitere Elemente, um komplexe Bedrohungen abzuwehren. Endian speichert die historischen Log-Dateien und liefert eine lückenlose Überwachung aller Zugriffe. Ein SSL-basierter VPN-Tunnel sichert jede Verbindung ab.

Zentrales Element der IoT-Plattform ist das Switchboard. Mit diesem IoT-Management-Tool lassen sich Anwender, Maschinen und detaillierte Berechtigungen verwalten, wobei die Mandantenfähigkeit ein wichtiges Feature darstellt: Einzelne Nutzer oder Nutzergruppen bekommen nur Zugriff auf genau die Anwendungen, die für sie relevant sind. Bei der Firma Roth beispielsweise, erhält internes Support-Personal nur Berechtigungen für die freigegebenen Maschinen und Anlagen beim Kunden. Falls gewünscht, bekommt auch der Kunde selbst einen Zugriff. Auf diese Weise ist für ihn jederzeit einsehbar, wer wann auf was zugegriffen hat und wer auch in Zukunft zugreifen kann.

Plug & Connect vereinfacht Implementierung

: Die Industrial Gateways Endian 4i Edge ermöglichen eine einfache und schnelle Anbindung von dezentralen Geräten an das zentrale Management-Tool. Endian

Die Industrial Gateways Endian 4i Edge ermöglichen eine einfache und schnelle Anbindung von dezentralen Geräten an das zentrale Management-Tool. Endian

Für die Anbindung der Anlagen an das Switchboard kommen die Industrial Gateways Endian 4i Edge 112 und 313 zum Einsatz. Besonders die einfache Implementierung der Gateways hat die Roth-Gruppe überzeugt, denn die Plug & Connect-Funktion ermöglicht eine einfache und schnelle Anbindung von dezentralen Geräten an das zentrale Management-Tool. Dazu verbinden Anwender das Gateway mit dem Switchboard und geben dort einen Aktivierungs-Code ein. Die VPN-Verschlüsselungsdaten tauschen sich anschließend sicher aus und die Maschine ist an das zentrale Management-Tool angeschlossen. Anschließend läuft die Konfiguration automatisch ab. Damit fällt eine kostenintensive Entsendung von IT-Spezialisten für die Anbindung dezentraler Geräte weg, denn auch Mitarbeiter ohne spezielle IT-Kenntnisse können Maschinen mittels dieses Tools anbinden.

Die Gateways lassen dabei mehr als nur einen einfachen Remote-Zugriff auf die SPS-, CNC-, und robotergestützten Maschinen und Anlagen zu: Die Verbindung funktioniert in beide Richtungen, etwa für das Auslesen der Maschinendaten – Stichwort Big Data.

Big Data für neue Wertschöpfungsmodelle

Dashboard der Fernwartung

Dashboard der Fernwartung Roth

Je nach Anwendung erfasst die Roth-Gruppe beispielsweise Betriebsstunden, Fehlerzustände, Drehzahlen, Qualitätsdaten und andere Werte aus den von ihnen programmierten Anlagen. Diese Daten dienen der Berechnung der Kennzahl OEE (Overall Equipment Effectiveness), liefern Erkenntnisse über das Nutzungsverhalten und bilden die Basis für Predictive Maintenance. Durch den sicheren und skalierbaren Zugriff über das Switchboard kann mehreren Interessensgruppen der Zugang zu den Daten gewährt werden.

Mittels der gesammelten Big Data erhöht die Roth-Gruppe mittlerweile die Anlagenverfügbarkeit ihrer Kunden. Die Vorteile der Fernwartung hat die Gruppe bereits früh erkannt und nutzt diese Möglichkeit, um ihre Reaktionszeiten und die Wartungskosten der Kunden zu reduzieren. „Mit den Lösungen von Endian und Amazon Web Services konnten wir unsere Effizienz im Support und die Kundenzufriedenheit steigern“, bestätigt Armin Roth, Geschäftsführer von Roth Sondermaschinen sowie Roth Steuerungstechnik.

Skalierbare Cloud

Mithilfe der Produkte von Amazon Web Services ließ sich die Fernwartungslösung schnell als skalierbare Plattform umsetzen.

Amazon Simple Storage Service (Amazon S3) und Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2) konsolidieren Maschinendaten aus unterschiedlichen Standorten an zentraler Stelle. Dies sichert die Daten und macht sie jederzeit verfügbar. Zudem lässt sich durch die standortübergreifenden Analyse- und Auswertungseffekte präziser vorhersagen unter welchen Bedingungen eine Anlage bestmöglich läuft. Das eröffnet die Möglichkeit, Produktionsprozesse zu optimieren und Stillstandzeiten zu minimieren.

„Mit Amazon Web Services können wir in wenigen Minuten eine dedizierte Infrastruktur für unsere Kunden schaffen“, erklärt Raphael Vallazza, CEO von Endian. „Die Lösung ist stabil, redundant, skalierbar und sicher.“ Der Kunde kann entscheiden, in welchem Land sich das Rechenzentrum befinden muss. Neben Infrastructure as a Service (IAAS) bietet Amazon Web Services auch Platform as a Service (PAAS).

„Predictive Maintenance kommt bis heute oft nur bei großen und international aufgestellten Unternehmen zum Einsatz“, sagt Armin Roth. „Über unsere Lösungen mit unseren Partnern können auch mittelständische Unternehmen ihre Serviceleistungen mithilfe von Predictive Maintenance ausbauen.“

Die Unternehmen

Endian

Endian ist ein Security-Hersteller auf dem Gebiet Industrie 4.0. Das Unternehmen mit Sitz in Eppan, Südtirol, wurde 2003 von CEO Raphael Vallazza und einem Team erfahrener Netzwerkspezialisten und Sicherheitsexperten gegründet. Die Produktpalette reicht von Sicherheitslösungen für SMBs, über Hotspot Management bis hin zu Lösungen für industrielle Produktionsanlagen. Neben den Enterprise-Produkten bietet Endian eine frei nutzbare Community Edition an, die mit mittlerweile 1,7 Millionen Downloads zu den populärsten Open Source UTMs gehört. www.endian.com

Roth-Gruppe

Seit der Gründung im Jahr 1984 entwickelt die Roth-Gruppe individuelle Automatisierungslösungen für ihre Kunden aus unterschiedlichen Branchen. Mit den Firmen Roth Steuerungstechnik GmbH, Roth & Schoder GmbH und Roth Sondermaschinen GmbH deckt die Unternehmensgruppe den ganzen Workflow der Automatisierung ab – von Software-Engineering (Roboter, SPS, NC), Hardware-Projektierung, Schaltschrankbau, PC based Automation bis zum herstellerunabhängigen Systemintegrator für Sondermaschinen. Die Erfahrung wird sowohl in Neuanlagen, im Retrofit als auch im Service in Kundenprojekten eingebracht. www.roth-gruppe.de

Amazon Web Services

Amazon Web Services (AWS) ist eine sichere Plattform für Cloud-Services wie Rechenleistung, Speicheroptionen, Netzwerk und Datenbanken, die als Dienst bereitgestellt werden. Die inzwischen über 100 verschiedenen Services, die klassische IT-Anwendungen, wie Speicher, Netzwerk oder Rechenkapazitäten, aber auch Dienste in den Bereichen Internet of Things (IoT) oder Artificial Intelligence (AI) umfassen, lassen sich den Bedürfnissen des Kunden entsprechend  nutzen. Insgesamt bedient AWS Millionen von aktiven Kunden weltweit, mehrere Zehntausende davon in Deutschland. www.aws.amazon.com