Kontron hat, was die Anpassung an Technologietrends betrifft eine lange Historie: 1959 von dem Schweizer Start-up-Finanzierer und Kapitalgeber für Hochtechnologie Branco Weiss gegründet, hat das Unternehmen in seiner 60-jährigen Geschichte eine Vielzahl von Produkten für die Industrie entwickelt. Dazu gehörten neben Medizingeräten und Labormesstechnik schon seit den 1980er-Jahren Micro- und Minicomputer zur Steuerung von industriellen Maschinen und Geräten sowie die dazugehörige Middle- und Software.

Unter dem Eigentümer BMW lag der Schwerpunkt in den 1990er-Jahren auf der Entwicklung von Steuerungs-Hardware und -Software für die aufkommende x86-Prozessortechnologie. Nach der Ausgliederung von BMW und für den Börsengang im Jahr 2000 wurde bei Kontron das Schlagwort ‚Em-bedded Computing‘ geprägt, das zu einem Begriff für die ganze Branche geworden ist. Embedded Technologien gehören bis heute zum Kerngeschäft des Unternehmens.

Am Puls der Zeit

Die wechselvolle Geschichte des Unternehmens spiegelt die Entwicklung der Computerbranche, insbesondere der Fertigung in Deutschland wider: Bis in die 1990er-Jahre lohnte sich für die benötigten Stückzahlen an industriellen Computern und professioneller Elektronikausstattung für die Industrie eine ausschließliche Fertigung in Deutschland. Versuche, die Massenproduktion elektronischer Geräte in Deutschland anzusiedeln, scheiterten aber bekannter-maßen. Zudem etablierten sich mit der wachsenden Nachfrage nach elektronischen Endgeräten, wie PCs, Notebooks, Smartphones, Tablets und andere Geräte, in Asien die Auftragsfertiger, die hohe Stückzahlen gleicher Produkte – meist im Consumer-Bereich – sehr günstig anbieten können.

Unter den strengen Vorgaben westlicher Markenunternehmen wie Apple, entstanden hochwertige Elektronikzulieferer wie die taiwanesische Foxconn. Heute ist Foxconn über seine Tochter Ennoconn Ankeraktionär bei der S&T AG, dem Mutter-konzern von Kontron. Und dies aus guten Gründen: Im Gegensatz zum schrumpfenden traditionellen PC-Markt wächst der Markt für Embedded Computer im Jahr durchschnittlich um knapp 10 % und der IoT-Markt bringt zusätzliche zweistellige Wachstumschancen.

Zudem sind Unternehmen wie Foxconn selbst an Lösungen für die eigene Industrie-4.0-Fertigung interessiert, wie sie die S&T Gruppe entwickelt und vertreibt. 
Für die S&T Gruppe bringt die Betei-ligung durch Ennoconn durchaus auch Vorteile: Zum einen profitiert die Gruppe von dem Elektronikfertigungs-Know-how; zum anderen öffnet ein Partner dieser Größe den Zugang zu den wachsenden asiatischen Märkten. 

Und dennoch fertigt Kontron auch noch in Deutschland vor allem Standard- und kundenspezifisch modifizierte Produkte mit hoher Variantenvielfalt und in kleinen und mittleren Stückzahlen. Deren Fertigung würde sich in einer vollautomatischen Produktion nicht lohnen, da sie diffizile manuelle Tätigkeiten und kurzfristige Flexibilität bei Änderung der Kundenwünsche einschließen. Als Original Design Manufacturer (ODM) entwickelt Kontron Produkte exakt nach Spezifikationen des Kunden und dessen Designvorgaben. 
 

Die digitale Transformation

Was in den 90er-Jahren mit dem Internet begann, hat im Rahmen der Digitalen Transformation auch bei etablierten Maschinenbauern und Fertigungsunternehmen Einzug gehalten. In vielen pro-duzierenden Unternehmen werden inzwischen IT-gestützte Prozesse in die Cloud verlagert.

Mittels der konsequenten Ausrichtung auf die Bereiche IoT und Industrie 4.0 will die Kontron-Mutter S&T ihren Umsatz in den fünf Jahren von 2018 bis 2023 auf 2 Mrd. Euro verdoppeln.

© Kontron

Auch die Ebene der Betriebstechnik wandelt sich schneller durch Internet-Standards und IT-Technologien, die bis zu den Maschinenparks in der Fabrik durchdringen. Die bisher getrennten Welten der Informationstechnik (IT) und der Betriebstechnik (Operational Technology ,OT) müssen zusammengebracht werden.

Durch die Verschmelzung mit der S&T Gruppe im Jahr 2017 sieht sich Kontron für diese Aufgabe gut aufgestellt: Selbst bietet man Industrial-IoT-Hardware an und aus dem Verbund der S&T Gruppe kommt das IoT Software Framework SUSiEtec, das die einzelnen Ebenen verbindet, und von der Softwareberatung und -entwicklung bis zum Cloud-Hosting alles bietet. Auf einmal befindet sich der einstige Hardware-Entwickler in der Welt des autonomen Fahrens, der Künstlichen Intelligenz, des Machine Learning und Cloud-basierter Anwendungen. Der ehemals als ‚langweilig‘ abgestempelte Embedded Computer wird zu einem entscheidenden Puzzlestein der Digitalen Transformation.
 

Computernetze und Maschinenpark verschmelzen

Dieser Ansatz macht sich heute bezahlt: Denn genauso wie Standard-Büro-Notebooks oder Gaming-PCs zu Hause, lassen sich alle Maschinen, die über Embedded Computer gesteuert werden, mit dem Internet verbinden. Jede Maschine wird damit zu einem IoT-Gerät. Um nun den Graben zwischen IT und OT zu überwinden braucht es entsprechende IT-Infrastrukturen und Industriestandards, die eine sichere Kommunikation zwischen der Welt der Maschinen und der Welt der Computer in Echtzeit ermöglichen. Beides hat in den letzten Jahren einen Schub bekommen. Das Konzept heißt Edge Computing in Kom-bination mit den Standards Open Platform Communication Unified Architecture (OPC UA) und Time Sensitive Networking (TSN).

Edge Computing und OPC UA over TSN haben die Kraft, Jahrzehnte gültige Konzepte der Maschinensteuerung und Anlagenvernetzung aufzubrechen. OPC UA sorgt dafür, dass Maschinen, Steuer-geräte und Software aus dem OT-Bereich direkt mit der IT kommunizieren können. Mittlerweile zweifelt keiner in der Branche mehr daran, dass sich der Standard durchsetzen wird. Denn im Herbst 2018 haben 21 der weltweit führenden Industrieau-tomatisierungsunternehmen angekündigt, den Standard zu unterstützen. Gleichzeitig bekommt das aus der IT-Vernetzung bekannte Standard-Ethernet mit der neuen TSN-Spezifikation Eigenschaften, die für die deterministische und sichere Kommunikation und Steuerung von vernetzten Maschinen notwendig sind, wie Hochverfügbarkeit und Datenübertragung in Echtzeit. Die Verbindung der Maschinen- und der IT-Ebene über ein homogenes Netzwerk wird damit zunächst bis zur Controller-Ebene und später auch bis in die Feld-ebene ermöglicht. Dadurch entfallen langfristig komplexe Gateways und heterogene Netze mit vielen herstellerspezifischen Schnittstellen.

Vom Edge bis zur Cloud

Leistungsfähige Embedded Computer, die sich nahtlos in ein Netzwerk integrieren lassen, und die über ausreichend Speicher verfügen, können an den Maschinen vielfältige Aufgaben übernehmen, die über die Maschinensteuerung weit hinausgehen. Zum Beispiel können sie Daten vorverarbeiten, filtern und gegebenenfalls durch Machine Learning und Künstliche Intelligenz bereits an der Maschine analysieren, um schnelle Entscheidungen vor Ort zu treffen. Die kontinuierliche Steigerung von Prozessor-geschwindigkeit und Speicherkapazität wird dafür sorgen, dass am ‚Intelligent Edge‘ immer ausreichend Rechenpower in Embedded Computern zur Verfügung steht.

So werden Embedded-Computer zum Gateway in die Cloud, sodass das in der Industrie bisher wenig populäre Konzept des Cloud Computing zum Zuge kommt. Dann ist gewährleistet, dass nur ausgewählte Daten in die Cloud gelangen, sodass potenzielle Sicherheitsrisiken ausgeschlossen werden können. Auch Latenzen – Verzögerungen durch Laufzeiten – die bei der Verbindung mit einer Cloud entstehen, kann dann mit entsprechenden Konzepten begegnet werden. Hohe Erwartungen schafft hier der kommende Mobilfunkstandard 5G, der bei der schnellen, flexiblen und vor allem standortunabhängigen Vernetzung ein erheblicher Treiber sein wird.
So nutzt Kontron etwa die IoT Edge Services der Microsoft Azure Cloud, um ganz neue Konzepte der Maschinensteuerung auszuschöpfen. Damit lassen sich in der Cloud ungeheure Datenmengen, die beim Betrieb von Maschinen anfallen, speichern, etwa zur historischen Analyse von Ausfallzeiten, für KI-Anwendungen oder andere Aufgaben. Gleichzeitig können Maschinen digitale Zwillinge, also virtuelle Kopien, erhalten, die den Maschinenbetrieb auf Grundlage der echten Daten in der Cloud simulieren. Ein Austausch von Daten zur Maschinensteuerung und realitätsgetreuen Anpassung des Digital Twins kann dann erfolgen, wenn eine stabile und schnelle Verbindung zwischen Cloud und Edge Computer aufgebaut wird. Neue IT-Konzepte, wie die Container-Technologie, sorgen dafür, dass ganze Anwendungen gekapselt und komprimiert übertragen werden können. So profitiert auch die OT-Ebene konkret von Cloud-Anwendungen und sicherheitskritische Daten müssen das Firmengelände nicht verlassen, wenn sie am Edge Computer verbleiben oder nur in eine Private oder Embedded Cloud im Unternehmen übertragen werden.

Mit Edge Computing und Standards wie OPC UA over TSN beginnt eine neue Zeitrechnung in der Industrie. Dadurch wird nicht nur die Effizienz des Maschineneinsatzes steigen, auch die schnelle Anpassung an Marktveränderungen und neue datenbasierende Geschäftsmodelle werden möglich. Hier sind Service-Modelle denkbar, bei denen vom Anwender nur die Maschinennutzung bezahlt wird (pay-per-use) und die Maschine im Eigentum des Herstellers bleibt. Oder die Unterstützung für indivi-duelle Kleinserien bis hin zur Losgröße 1, die der Personalisierung von Produkten entgegenkommt. Insgesamt bietet die Di-gitale Transformation enormes Wachstums-potenzial für viele Branchen.

Autor: Norbert Hauser ist Vice President Marketing bei Kontron.

Der Wandel zum IoT-Lösungsanbieter

Kontron hat sich von einem klassischen Embedded-Computer-Hersteller zu einem IoT-Lösungsanbieter gewandelt. Das Produktspektrum hat massiv an Breite gewonnen.