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Raus aus dem Nebel

17. September 2020, 09:01 Uhr   |  Andrea Gillhuber

Raus aus dem Nebel
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Maschinenbetreiber erwarten zunehmend digitale Services von Herstellern – mehr Software, mehr Connectivity, mehr Intelligenz in den Maschinen, um deren Betrieb effizienter zu gestalten. Mit Cloud- und Edge-Computing lassen sich Anlagen um genau diese digitalen Dienste erweitern.

Sowohl beim Edge-Computing – auch Fog-Computing genannt – als auch beim Cloud-Computing geht es darum, ein cyberphysisches System durch die Vernetzung von Mechanik, Maschinensteuerung und Software-systemen zu schaffen, um so Daten beziehungsweise Informationen weiterverwenden zu können. Anwendungsbeispiele sind Condition Monitoring oder neue Pay-per-Use-Modelle. Der Unterschied? Edge Computing findet häufig im eigenen Firmennetzwerk statt. Daten werden hier voraggregiert, um die Datenmenge für die Cloud-Kommunikation zu reduzieren oder aber, um Algorithmen, Datenauswertung und Analysen lokal ablaufen zu lassen. Cloud Computing bietet zusätzlich den weltweiten Zugriff auf die Daten und Analysen und ermöglicht erweiterte Funktionen, zum Beispiel den globalen Vergleich der Produktivität von Anlagen. Beide Verfahren können isoliert angewendet werden, smarte Lösungen nutzen in der Regel beide Verfahren im Zusammenspiel. 

Welche Option die richtige ist, hängt von vielen Faktoren ab. Nicht zuletzt davon, inwieweit der Maschinenbetreiber überhaupt bereit ist, seine Daten einer Cloud anzuvertrauen. Vor den ersten Schritten der Umsetzung sollte sich der Maschinenbauer daher einige Fragen stellen: Welche Dienste möchte ich anbieten? Schnelle Hilfe bei Problemen durch einfachen Fernzugriff? Oder Condition Monitoring und Predictive Maintenance für bedarfsgerechte Wartung und gesichertes Ersatzteilgeschäft? Mit einer KI-unterstützten Cloud-Lösung? Oder doch lieber eine lokale Lösung? Und wie sieht es mit der Sicherheit aus? 

Standards helfen

Sind Antworten auf diese Fragen gefunden, geht es darum, zu klären, welche Zugriffsmöglichkeiten bestehen und welche Daten in welcher Qualität und Häufigkeit nötig sind, um daraus die wertvollen Informationen für die digitalen Services zu generieren. Daneben ist bei der konkreten Umsetzung einiges zu beachten.
Eine zukunftsfähige Lösung sollte zu einen ‚mitwachsen‘ können, also offen für Erweiterungen sein, die die stetig steigenden Anforderungen des Marktes erfüllen. Das gelingt in der Regel nur durch den Einsatz offener Standards.

OPC UA ist bereits als Kommunikationsstandard bei Steuerungen etabliert, da fast alle gängigen Steuerungssysteme die plattformunabhängige, service-orientierte Architektur unterstützen und OPC-UA-standardisierte Datenmodelle für den Maschinenbau ermöglichen. Befinden sich die Daten dagegen auf einem Edge-Computer und sollen von dort weiterverteilt werden, stößt man häufiger auf MQTT (Message Queuing Telemetry Transport). Eine schlanke Lösung mit wenig Overhead, die die zu transferierende Datenmenge nicht unnötig vergrößert. Die Erweiterung zu einer Cloud-Lösung ist leicht, da auch MQTT-Anbindungen inzwischen bei fast allen Cloud-Anbietern, zu denen auch Lenze gehört, ein Standard ist. 
Zum anderen geht es um das Verteilen der Software, denn egal ob sie sich auf dem Edge-Computer oder in der Cloud befindet – sie sollte ohne Mehraufwand adaptiert werden können. Hier hat sich die Containerisierung mittels Docker vielfach bewährt. In diesem Container läuft die Software mit all den benötigten Abhängigkeiten, Bibliotheken et cetera, zudem dockt er schlank auf dem Betriebssystem an und wird von den gängigen Betriebssystemen unterstützt. Docker-Container können leicht aktualisiert werden und bieten Möglichkeiten für hohe Sicherheit.

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1. Raus aus dem Nebel
2. Mehr Flexibilität

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