TTTech Industrial

Tamara Terbul | Meinrad Happacher,

Reif für den Fernzugriff?

Das IIoT dient häufig als Sammelbegriff für die Veränderungen am Maschinenbaumarkt. Welche Kriterien aber muss eine IIoT-Konnektivität insbesondere hinsichtlich des Fernzugriffs auf Maschinen erfüllen?

© shutterstock/p.phimpha

Es gibt (noch) keine standardisierte Herangehensweise, wenn es um die Vernetzung von Maschinen geht. Unternehmen beginnen ihre Digitalisierungsreise meist mit einem bestimmten Protokoll oder einer bestimmten Anwendung, um Konnektivität zwischen mehreren Maschinen herzustellen. Dafür werden Projekte ins Leben gerufen, Testaufbauten erstellt und Proofs-of-Concept (PoCs) durchgeführt. Diese Herangehensweise scheint oft die einfachste Art, um mit der Digitalisierung der Produktion zu beginnen. Dabei gibt es jedoch oft unerwünschte Nebeneffekte, die mittel- und langfristige Auswirkungen mit sich bringen. 
Gerade die Frage der Datenverwendung steht meist erst dann im Raum, wenn die Maschinen bereits miteinander und mit dem Netzwerk kommunizieren und Maschinendaten gesammelt werden können. Die Datenverwendung ist entkoppelt von der Konnektivität – es geht dabei darum, wer Zugriff auf diese Daten hat, wer sie nutzen kann und wer sie wo speichert, nicht mehr rein um das Vernetzen von Anlagen. Datenverwendung bezieht sich dann auch in den meisten Fällen nicht mehr nur auf einen abgekapselten Anwendungsfall, der vielfach am Start des Digitalisierungsprojektes gestanden ist. 

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Eine offene IIoT-Plattform muss nicht nur sichere Konnektivität zwischen Maschinen und Produktionsstandorten ermöglichen, sondern auch den Fernzugriff und die -verwaltung von Daten, Applikationen und Software ermöglichen.

© TTTech Industrial

Mit Konnektivität eröffnet sich ein riesiges Portfolio an Möglichkeiten – Maschinenbetreiber können damit sowohl ihre eigene Produktion optimieren, aber auch Services außerhalb ihres Unternehmens anbieten oder in Anspruch nehmen. Wenn sie ihre Maschinendaten etwa mit dem Maschinenbauer teilen, kann dieser seine Maschinen ebenfalls optimieren beziehungsweise bessere Servicepakete oder auf den Verschleiß von Maschinenteilen angepasste Ersatzteil-Lieferungen anbieten. Dabei kann es auch sein, dass Maschinenbetreiber und Maschinenbauer unterschiedliche Daten benötigen, beziehungsweise gesammelte Daten für ganz unterschiedliche Zwecke verwenden. Das erhöht die Komplexität und die Anforderungen an die IIoT-Lösungsansätze. 

Fernzugriff – Herausforderung im IIoT

Damit mehrere Unternehmen einen Datenpool gemeinsam nutzen können, braucht es erstens die bereits angesprochene Konnektivität der Maschinen und zweitens muss eine sichere Basis geschaffen werden, über die der Fernzugriff erfolgen kann. Wenn wir beim Beispiel der Maschinenbetreiber und Maschinenhersteller bleiben – diese Unternehmen sind in den wenigsten Fällen in der gleichen Stadt, es kann sogar sein, dass sie in unterschiedlichen Ländern oder auf verschiedenen Kontinenten angesiedelt sind. Daher muss nicht nur der Datentransfer von der Maschine an beispielsweise eine Cloudlösung sichergestellt werden, sondern auch eine transparente Zugriffsverwaltung bereitstehen. Das ist eine Grundvoraussetzung für die Sicherheit von Daten, Prozess-Knowhow und IP. 
Fernzugriff und -wartung im IIoT-Zusammenhang bieten viele Vorteile, vom Status der Maschine hin zur Möglichkeit von vorausschauender Instandhaltung und erhöhter Kosteneffizienz. Support-Techniker können, ohne vor Ort zu sein, mittels PC auf Warnhinweise reagieren und Aktionen setzen, wie etwa Ventile, Schalter und Maschineneinstellungen per Fernzugriff steuern. Die wichtigsten Vorteile von Fernwartung sind:

  • Sofortiger Zugriff, auch ohne Personal vor Ort
  • Leichte Zugänglichkeit
  • Erhöhte Sicherheit
  • Verwaltung mehrerer Geräte von einem Standort aus
  • 24-Stunden Support
  • Geringere Reisekosten für technisches Personal
  • Laufende Weiterentwicklung und Updates einfach möglich

IIoT-Plattformen können Fernzugriff und -wartung unterstützen. Wichtig ist, dass diese Plattformen offen sind, das heißt die Verbindung von Maschinensoftware und -applikationen unterschiedlicher Hersteller ermöglichen. Dazu müssen Virtualisierungsoptionen wie virtuelle Maschinen oder Docker-Container unterstützt werden. Das ist gerade im Industrieumfeld von größter Bedeutung, da dadurch die Integration von Legacy-Applikationen in einer sicheren Umgebung ermöglicht wird. 
Diese finden sich oft in der Produktion, da ein Maschinenpark über Jahrzehnte in Betrieb ist, die Maschinensoftware aber nach einigen Jahren veraltet und dann entweder nicht mehr verfügbar ist, und/oder nicht upgedatet werden kann. Mittels Virtualisierung können Legacy-Applikationen als abgekapselte Applikationen auf IIoT-Plattformen laufen, ohne sich direkt mit dem Internet verbinden zu müssen. Weitere wichtige Komponenten einer IIoT-Plattform sind Sicherheitsfeatures und das Zugriffsmanagement, vor allem, wenn Maschinendaten – etwa zum Zweck der Fernwartung – zwischen mehreren Unternehmen geteilt werden sollen.

Die Anforderungen in der Praxis

Prädestiniertes Beispiel einer Fernwartungs-Applikation: die modernen Hydrogen-basierten Energiespeichersysteme.

© GKN Hydrogen

GKN Hydrogen, ist im Bereich der erneuerbaren Energie tätig. Das Unternehmen setzt eine IIoT-Plattform von TTTech Industrial ein, um Kunden einfacheren Zugriff auf Maschinendaten zu ermöglichen, sowie das Software-Management und den Offline-Betrieb zu unterstützen. GKN Hydrogen liefert Energiespeichersysteme, in denen die produzierte Energie gelagert und jederzeit bei Bedarf wieder als elektrische Energie abgegeben werden kann. 
Energiespeichersysteme werden häufig an abgelegenen Standorten ohne 
Anschluss an das Stromnetz und mit oft schlechter Internetverbindung errichtet und dürfen nur von akkreditierten Technikern gewartet werden. Das stellt hohe Anforderungen an eine IIoT-Lösung.

Tamara Terbul ist Marketing Manager bei TTTech Industrial.

© tttHeidi Pein

GKN Hydrogen verwendet die IIoT-Plattform Nerve als Basis für den Fernzugriff, um rascher auf die Energiespeichersysteme zugreifen und den Personaleinsatz verringern zu können. Die Benutzeroberfläche von Nerve im zentralen Software-Management-System und an den Maschinen wird vom Servicepersonal von GKN Hydrogen genutzt. Die Endkunden interagieren mit Webanwendungen, die GKN Hydrogen bereitstellt. Das Backend dieser Anwendungen läuft als Docker-Container auf der IIoT-Plattform. Darüber hinaus lassen sich die Prozessparameter über das Kundenportal und die Kundenanwendungen ändern. Das Alarmsystem kann das Serviceteam im Falle von Problemen alarmieren. Ein lokaler WiFi-Zugangspunkt für Servicetechniker ermöglicht einen Zugriff auf das System für den Fall, dass keine kabelgebundene Internetverbindung verfügbar ist.
 

Konstantin Klein ist Business Development Manager bei TTTech.

© Konstantin Klein

Hohe Datenraten und der Datenzugriff in Echtzeit stellen sicher, dass sich ein breites Spektrum an Anwendungsfällen abdecken läßt. Die Datenspeicherung ist auch über längere Zeiträume möglich, also auch bei Ausfällen der Internetverbindung. Die Plattform basiert auf einer offenen Architektur, die eine Erweiterung des Systems mit Anwendungen auf Basis von Docker-Containern und virtuellen Maschinen ermöglicht. Vier Nerve-Module mit unterschiedlichem Funktionsumfang können einzeln oder in Kombination für zukünftige Anwendungsfälle lizenziert werden. 
Wichtig sind auch die integrierten Security-Features, die einen sicheren Systembetrieb und die Sicherheit der Produktionsdaten gewährleisten. Dazu gehören regelmäßige Penetrationstests, Softwareprozesse gemäß IEC 62443 und die Absicherung aller Verbindungen über TLS. Die Plattform bietet auch ein rollenbasiertes Zugriffsystem. Die Verwaltung der Benutzer erfolgt über das integrierte Benutzer- und Rechteverwaltungssystem oder mit einem LDAP/aktiven Verzeichnis. So lassen sich Akkreditierungen für das Servicepersonal vergeben und verwalten.

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