Die IoT-Plattformen sollen für Anlagen- und Maschinenbauer sowie Betreiber den Weg ins IoT- und Industrie-4.0-Zeitalter ebnen und umfangreiche Datenanalysen ermöglichen. So sollen etwa ganz neue Geschäftsmodelle entstehen. Die Lösungen dazu werden immer ausgereifter, wie Klaus Helmrich auf der SPS IPC Drives im letzte Jahr bezüglich der eigenen Lösung Mindsphere klagemacht hat: „Mit dem Digital-Enterprise-Portfolio sind die technischen Voraussetzungen für Industrie 4.0 geschaffen.“ 

Doch welche Funktionen erfüllt die Mindsphere-Plattform nun konkret? „Sie ermöglicht als Platform as a Service den Aufbau eines großen Ecoystems, indem Anwender leistungsstarke Industrie-Applikationen und digitale Services als Grundlage für neue Geschäftsmodelle anbieten können – etwa im Bereich vorausschauende Wartung, Energiedaten-Management oder Ressourcen-Optimierung“, erläutert Florian Beil, Head of Sales Mindsphere. „Dazu erfasst und speichert sie Daten, die von Assets wie Maschinen oder Anlagen erzeugt werden. Zusätzlich stellt Mindsphere eine Schnittstelle zur Verfügung, mit der Apps von jedem selbst entwickelt und bereitgestellt werden können. Der Mehrwert liegt darin, dass die jeweilige App auf das Betriebssystem zugreift und die spezifische Verarbeitung von Daten ermöglicht. So können sowohl die Produktion als auch das Produkt in ihrer Entwicklungsphase optimiert werden. 

Die Daten gehören den Kunden

Dabei ist Siemens wichtig: „Die Daten auf dieser Plattform gehören ganz unseren Kunden“, wie Beil betont. Vorteile gegenüber anderen Plattform-Anbietern sieht das Unternehmen in seiner breit installierten Basis von Geräten – wozu alleine schon 30 Mio. Simatic-Steuerungen gehören. Doch auch andere Systeme lassen sich einbinden: „Wir bieten zum herstellerunabhängigen Anschluss von Maschinen und Anlagen schon jetzt verschiedene Gateways und Konnektivitätselemente wie Mindconnect Nano beziehungsweise die Gateways IoT2040 und IoT2020. Dadurch besteht auch die Möglichkeit, Produkte, die nicht von Siemens stammen, anzuschließen, da die Kommunikation über den offenen OPC- UA-Standard erfolgt.“ Außerdem bietet Siemens integrierte Konnektivität – etwa bei der Simatic S7-1500 über das TIA Portal sowie in der Sinumerik 840 dsl.

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Eine wichtige Frage für potenzielle Anwender: Wie viel kostet mich das Ganze? Hierzu nennt Beil keine konkrete Zahlen, beschwichtigt aber: „Es gibt keine hohen Projektkosten, die eine Einstiegshürde darstellen könnten. Gestartet wird im einfachsten Fall mit dem Anschluss von einer Maschine, mit vergleichsweise geringen Kosten. Wachstumspotenzial ergibt sich mit der Zahl der angeschlossenen Maschinen und der Komplexität der Anwendung. Generell richten sich die Kosten nach Verbrauch von Speicherkapazität und Rechenleistung sowie angeschlossenen Geräten.“

Um Mindsphere weiter voranzutreiben hat Siemens im Januar gemeinsam mit 18 Partnerunternehmen die Nutzerorganisation ‚Mindsphere World‘ ins Leben gerufen. Die Gründung darf als Kampfansage an andere Plattform-Konzepte gesehen werden, denn Klaus Helmrich betont bei der Vorstellung: „Das Rennen um industrielle Cloudlösungen geht gerade erst los – und durch die Zusammenarbeit in der ‚Mindsphere World‘ werden wir jetzt ganz vorne mit dabei sein.“ Der Verein will seine Mitglieder sowohl beim Entwickeln und Optimieren von IoT-Lösungen als auch beim Erschließen neuer Märkte unterstützen. Zu den Mitgliedern gehören auch Unternehmen, die bei anderen Plattformen mitmischen. Etwa der Anbieter von Bestücklösungen ASM Assembly Systems, dessen Mutterkonzern ASM PT ein Gründungsmitglied der Adamos-Initiative ist. 

Maschinenbauer im Fokus

Bei Adamos handelt es sich um ein Joint Venture, für das sich DMG Mori, Dürr, Zeiss sowie ASM PT die IIoT- und Software-Kompetenz der Software AG ins Boot geholt haben. Das Motto: ‚Vom Maschinenbau, für den Maschinenbau.‘ Im März gab die Adamos-Initiative zwei weitere Gesellschafter bekannt: Engel Austria und die Karl-Mayer-Gruppe. „Durch den Beitritt dieser zwei Maschinenbauer unternehmen wir weitere Schritte, um Adamos als Industriestandard zu etablieren. Gemeinsam verfügen wir über eine installierte Basis von mehreren 100.000 Maschinen und Anlagen“, erläutert Ralf W. Dieter, Vorstandsvorsitzender der Dürr AG. 

Die Adamos-Struktur: Über digitale Marktplätze können Maschinenbauer ihren Kunden Apps anbieten. Zudem sollen neue Partner dafür sorgen, dass die Plattform stetig wächst.

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Mit seiner gleichnamigen, seit 1. Oktober 2017 verfügbaren IIoT-Plattform bietet Adamos Anwendern die Möglichkeit, eigene Marktplätze zu entwickeln: „Jeder Adamos-Partner hat seinen eigenen Marktplatz mit seinen Apps, die unabhängig von den anderen Partnern entwickelt und vermarktet werden. Die Applikationen der einzelnen Software-Unternehmen der Partner – etwa Istos von DMG MORI oder Itac von Dürr – sind domainspezifisch, gehören also den einzelnen Maschinenbauern“, erläutert Adamos-Geschäftsführer Dr. Marco Link. 

Auch sollen die Partnern-Unternehmen gegenseitig vom Know-how des anderen profitieren: „Mit unserer App Factory Alliance bieten wir unseren Partnern eine gemeinsame Plattform für den Austausch einzelner Technologien und Codes, sodass nicht jeder Partner das Rad immer wieder neu erfinden muss.“ Dazu gehören etwa Applikationen zu den Themengebieten Planning, Predictive Maintenance, Machine Cockpit/Dashboarding und Maintaining Assistance. Dazu Karl-Heinz Streibich, Vorstandsvorsitzender der Software AG: „Die digitale Plattform hat 80 % der Funktionen, die jede App braucht – beispielsweise die Integration des Prozessmanagements oder Echtzeit-Analysen.“ Der Rest, etwa die individuelle Benutzerschnittstelle, die Logik oder die Bestandteile, die man für eine spezielle Analytic-Anwendung braucht, wird bei der App-Entwicklung realisiert. „Das macht die Apps so schnell und agil, dass man sie innerhalb von Tagen beziehungsweise wenigen Wochen produzieren kann“, so Streibich.

Zudem sei es wichtig, auch kleinen und mittleren Unternehmen den Zugang zur Digitalisierung zu ermöglichen, was mit einer attraktiven Preisgestaltung realisiert werden soll: Der Zugang kostet eine Grundgebühr von 300.000 Euro und anschließend eine monatliche Nutzungsgebühr zwischen 10 und 100 Euro pro angeschlossener Maschine, je nach Datenmenge. Die Plattform steht als Edge-, Cloud- oder On-Premise-Implementierung zur Verfügung.

Für GE, für alle

Auch General Electric (GE) bietet mit Predix eine IoT-Plattform. Laut Stefan Arendt, Geschäftsführer von Videc, einem Distributor und Systemintegrator der Predix-Plattform, hebt sie sich schon von der Entstehung her von Marktbegleitern ab: „Aus dem eigenen Bedarf innerhalb vom GE-Konzern wurde eine Plattform für Automatisierer erarbeitet, die nun schon über Jahre weltweit in den GE-eigenen Produktionsstätten zum Einsatz kommt.“ 

Parallel dazu hat der Konzern allerdings den offenen Zugang für jedermann verfolgt, „indem Tutorials, Dokumentationen, Beispiel-Applikationen und die verwendeten Kommunikationen allen Interessenten zugänglich gemacht wurden“, wie Arendt betont. Daher ergibt sich ein Vorteil: „Predix hat zum jetzigen Zeitpunkt eindeutig den größten Praxisbezug. Die Erfahrung von tausenden Entwicklern in der Community ist gegenüber den rein aus der Software stammenden Marktbegleitern mit enormem Wissen aus dem Automatisierungsumfeld aufgebaut worden.“ 

Grundsätzlich versteht sich Predix als Werkzeugkasten aus einer Vielzahl von einzelnen Werkzeugen (Services) und Funktionen – von der Prozess- und Maschinendatenerfassung über Assetmanagement (digitalen Zwilling) bis hin zur tiefgreifenden Analytics – die sich individuell zusammenstellen lassen. Bei der Implementierung sollten die „Schritte unbedingt klein, kontinuierlich und aufeinander aufbauend sein“, empfiehlt Arendt. So sei die Phase bis zur ersten nutzbringenden App sehr kurz und außerdem lassen sich die Kosten kontinuierlich bewerten. 

Für die Anbindung an Predix sind die Schnittstellen zu den verschiedenen Services dokumentiert und auch in den Tutorials mit Beispielen einsehbar. „Sprechen wir nun von einem Gerät, das Daten liefert, so stellt Predix einen vorgefertigte Applikationsrahmen namens ‚Predix Maschine‘ bereit. Basierend auf der Dockertechnologie und in JAVA umgesetzt, kann diese nach dokumentierter Anleitung auf einem handelsüblichen PC, etwa auf einem Linux-basierten System oder dem Raspbery Pi implementiert werden. In der Vorlage ist die Kommunikation über OPC-UA und Modbus TCP gleich enthalten“, beschreibt Arendt die Möglichkeiten für die Implementierung. Mit dem RabbitMQ-Service steht in der Predix-Plattform das Advanced Message Queuing Protocol (AMQP) zur Verfügung, um die Kommunikation zwischen Apps, Komponenten und Geräten zu ermöglichen. Über die Plug-in-Technologie liefert RabbitMQ zusätzlich den Client zum in der IoT-Welt weit verbreiteten MQTT-Protokoll. Jedoch stehe es jedem Anwender frei, auch eigene Kommunikationstechnologien zu implementieren,  was die Offenheit von Predix unterstreicht, betont Arendt. Derzeit arbeiten ihm zufolge mehrere hundert Firmen weltweit aktiv an der Predix-Cloud – etwa an der Entwicklung von neuen Apps, neuen Analytik-Services und an der Verwendung von Lösungen.

Affin zu CAD-Daten

Auf der SPS IPC Drives 2018 zeigte PTC einen Showcase, bei dem der Anwender den Motor steuern und sich Echtzeit-Maschinen- und Sensordaten auf einem Tablet anzeigen lassen konnten.

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„Besonders durch seine Affinität zu CAD-Daten zeichnet sich die Thingworx-Cloud von PTC aus“, erläutert Rayed Hawa, IoT Technical Sales Director von PTC für den EMEA-Raum. „Unsere Plattform beinhaltet eine Reihe von Visualisierungsfunktionen, die entsprechend für die Anwendungen verwendet werden können. So ist es etwa möglich, in nur wenigen Minuten Augmented-Reality-Anwendungen zu kreieren. In diese AR-Anwendungen lassen sich – ebenfalls mit einfachen Klicks – die gewünschten Parameter aus Thingworx einbauen, zum Beispiel Geräteleistung, Batterieladestatus oder Gerätetemperatur.“ Hierfür bietet die Plattform „IoT-Konnektivität zur Verbindung der Plattform mit den Dingen als Datenquellen. Für jedes dieser Dinge – seien es Maschinen, Geräte oder ganze Anlagen – lässt sich daraufhin ein digitaler Zwilling erschaffen, der in Echtzeit mit den jeweils aktuellen Parametern wie Leistungs- oder Zustandsdaten gefüttert wird. Des Weiteren sind Funktionen für maschinelles Lernen und für Datenanalysen verfügbar.“

Besonderen wichtig sei dabei die einfache und schnelle Entwicklung von Anwendungen, die Unternehmen via Drag&Drop-Funktion selbst erstellen können. Hierzu werden einfach alle für die jeweilige Anwendung notwendigen Parameter über die Gerätesensoren oder externe Quellen in der Anwendung hinterlegt. Auch die Gerätesteuerung lässt sich über unsere zentrale Plattform verwalten.

Einen Vorteil gegenüber anderen Plattformen sieht Hawa durch die Open-Platform-Strategie. Konkret bedeutet das: „Wir bieten Konnektivität und Integration mit Plattformen wie GE Predix, Microsoft Azure, Amazons Web Services, SAP Hana und vielen weiteren. Mittels Kepware und den darin enthaltenen Industrial-Connectivity-Funktionen ist außerdem die IoT-Anbindung bereits bestehender Maschinen, Geräte oder Anlagen möglich“, so Hawa. 

Die Plattformen vereinen

Die Deutsche Telekom hat auf der SPS IPC Drives 2018 zusammen mit Eaton das Produkt ‚Predictive Maintenance‘ gelauncht, bei dem Eaton die Prozesssteuerungen und die Telekom die IoT-Plattform sowie die Konnektivität bereitstellen.

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Auch die Telekom verfolgt einen ähnlichen Ansatz: Anwender haben die Möglichkeit, über die Multi-IoT-Plattform ‚Cloud der Dinge‘ verschiedene IoT-Plattformen namhafter Anbieter, wie zum Beispiel Microsoft Azure oder Plattformen von Cisco oder Huawei, zusammenzuführen, um IoT-Lösungen übergreifend und Endgeräte-unabhängig zu nutzen. Die Plattform übernimmt die Rolle eines Übersetzers und Verteilers, indem sie Daten beliebiger Hardware wie Sensoren oder Maschinen sammelt und über Gateways in die präferierte Plattform bringt und verarbeitet. 

Weiter bedient die Plattform das Feld des Devicemanagements – also das Einsehen, Konfigurieren oder etwa Löschen von Geräten. Dazu kommt das Monitoring via Cockpit mit Dashboards und Widgets, über Alarme und Ereignisse sowie mit Berichten. Mit Administrations-Funktionalitäten ermöglicht die Plattform Echzeit- und Alarmregeln sowie Benutzer- und Rollenverwaltung. Schnell und ohne Programmierung lassen sich Geräte via Cloud-Fieldbus mit Modbus TCP konfigurieren.
Das Preismodell ist nach dem Prinzip ‚Pay as you grow‘ gestaltet – also abhängig von der Anzahl der angeschlossenen Geräte. Werden bei der Cloud der Dinge zum Beispiel weniger als 100 Maschinen angeschlossen, liegt der Preis bei 3,12 Euro pro Monat, die einmalige Einrichtungsgebühr beträgt ungefähr 3400 Euro. Ein ‚Cloud-der-Dinge-Testzugang‘ kann kostenlos zur Verfügung gestellt werden. 

Bei der Anbindung reduziert die ‚Cloud Fieldbus‘-Funktion den Aufwand für die Anbindung von Maschinen und Anlagen. War hier bislang aufwendige Programmierarbeit nötig, greifen jetzt Unternehmen laut Telekom nach wenigen Minuten über die Plattform auf ihre Maschinen und Anlagen sowie die erfassten Daten zu. Über einen Remote-VNC-Zugang können IoT-Devices und Maschinen ebenso aus der Ferne via Tastatur und Maus konfiguriert werden. Die Benutzerschnittstelle des Device wird dazu auf dem Bildschirm des Anwenders so angezeigt, als säße er direkt vor dem Device. Die Funktion kann direkt aus dem Cloud-der-Dinge-Portal aufgerufen werden, es muss keine zusätzliche Client-Software installiert werden.

Wie entwickelt sich der Markt?

Eine spannende Frage für die Zukunft wird sein, wie sich der Markt der IoT-Plattformen weiter entwickelt. Dazu gab Jan Mrosik, CEO der Siemens-Division Digital Factory im Januar eine Einschätzung ab: „Am Ende setzt sich nicht nur eine einzige Plattform durch. Ein bis zwei Handvoll werden sich letztlich in diesem Markt etablieren.“