"Drei Fragen an..." - im Dezember
Die Firmen-Roadmap zu TSN
Time Sensitive Networking – kurz TSN – ist gerade dabei, sich als Echtzeit-Ethernet-Standard zu etablieren. Wie ist der Stand der Dinge in der Industrie? Im Rahmen der Serie "3 Fragen an ..." haben wir Experten aus den Unternehmen dazu befragt.
Zusammen mit 5G und OPC UA hat diese Technologie großen Einfluss auf die Kommunikationstechnik von morgen in den Anwendungsbereichen Industrie, sowie Automobil und der Audio-Video-Consumer-Welt. Insbesondere die Mitglieder der OPC-Foundation-Arbeitsgruppe “Field Level Communication“ arbeiten daran, mit Hilfe von TSN eine offene IIoT-Kommunikationslösung zwischen Sensoren, Aktoren, Steuerungen und der Cloud zu entwickeln.
In unserer Interview-Serie erfahren wir von führenden Köpfen der Automatisierung den Standpunkt zu TSN, Einschätzungen zur Entwicklung und eigenen Planungen.
Unseren Fragen stellten sich:
Thomas Lantermann, Senior Business Development Manager bei Mitsubishi Electric
Wolfgang Leindecker, Mitglied des Vorstands, TTTech Industrial Automation
Nils Bücker, Product Management Network Infrastructure bei Pilz
Bernd Fiebiger, Principal Developer Systemanalyse/Systems Engineering bei Kuka
Mitsubishi Electric: »Ein Kabel und alles funktioniert«
Thomas Lantermann ist Senior Business Development Manager bei Mitsubishi Electric.
© Mitsubishi ElectricIn seiner 30-jährigen Karriere bei Mitsubishi Electric ist Thomas Lantermann heute für den Ausbau strategischer Partnerschaften der Mitsubushi Electric e-F@actory Alliance verantwortlich und beschäftigt sich zudem mit der Implementierung von Smart Factory-Lösungen. Wie sieht seine Roadmap zu TSN aus?
Wie steht Ihr Unternehmen zu dem künftigen Kommunikationsstandard Time Sensitiv Networking (TSN)?
Lantermann: Mit dem Industrial-Ethernet-Netzwerk CC-Link IE TSN konnte Mitsubishi Electric bereits 2019 auf der Hannover Messe eine erste TSN-basierte Lösung vorstellen. Diese beruht auf maßgeblichen internationalen Standards für TSN und wurde mit dem CC-Link-Netzwerk kombiniert. Daran kann man erkennen, wie wichtig diese internationalen Standards für Mitsubishi Electric sind. Sie ermöglichen die Durchgängigkeit zwischen der IT- und der OT- (Operational Technology) Ebene in der industriellen Fertigung. Es erfüllt somit eine wichtige Forderung zur Digitalisierung der industriellen Produktion im Sinne von Industrie 4.0.
In der Zwischenzeit hat Mitsubishi Electric das Produktportfolio mit CC-Link IE TSN fähigen Komponenten stark ausgebaut und bietet hier ein abgerundetes Portfolio. Damit wird nur noch ein Netzwerk benötigt: von der SPS mit dezentralen I/Os, über Roboter und Inverter, bis hin zu schnellen Servo/Motion-Anbindungen. Der Vorteil für unsere Kunden ist das Prinzip der Einfachheit, das heißt, sie müssen sich nicht um die diversen Verkabelungen und Protokolle kümmern. Es reicht dieses eine TSN-Netzwerk, ein Kabel und alles arbeitet miteinander.
Was erachten Sie momentan als die wichtigsten und dringlichsten Punkte, was die Entwicklung und die Einführung des Standards betrifft?
Lantermann: Diese Einfachheit! Ein Kabel und alles funktioniert, auch für die Einbindung von Komponenten anderer Hersteller, die CC-Link-IE-TSN unterstützen. Die Konfiguration eines gemischten TSN-Netzwerkes bedarf einer genauen Abstimmung der Komponenten. Deshalb wird der Ansatz der zentralen und dezentralen Konfiguration des Netzwerkes diskutiert. Mitsubishi Electric arbeitet daher bei den Organisationen LNI 4.0 Testbed in Augsburg und IIC (Industrial Internet Consortium) in Stuttgart mit. Hier werden die Interoperabilität und die Konfiguration des Netzwerkes diskutiert und erprobt. Ziel ist es wie bei USB-Geräten im IT Bereich ein Plug and Work zu erreichen.
Was konkret erarbeiten Sie in Ihrem Unternehmen bezüglich TSN; wie sieht diesbezüglich Ihre Roadmap aus?
Lantermann: Alle neuen Automatisierungsgeräte von Mitsubishi Electric haben CC-Link IE TSN on Board. Bestehende Geräte werden Schritt für Schritt mit CC-Link IE TSN nachgerüstet. Die Vorteile von TSN wollen wir somit unseren Kunden schnellstmöglich bereitstellen. Ein Netzwerk für alle Anwendungen, von der Cloud über die SPS bis hin zu Servo-Motion und Robotern.
Ein weiterer Aspekt ist die Verbindung von OPC UA und TSN. Dadurch ergeben sich für die Digitalisierung und den Weg zur Industrie 4.0 neue Möglichkeiten. Der transparente Datenaustausch, ohne hinderliche proprietäre Hersteller-Netzwerke, ermöglicht den Kunden, vorbeugende Wartung, Analysen von Daten und die daraus folgenden Optimierungen einfacher umzusetzen.
TTTech: »OPC UA over TSN als essenzielle Grundlage für erfolgreiche Digitalisierung in der Fabrik«
Zusammen mit einem großen Erfahrungsschatz in Automatisierung und IT gehört ein umfangreiches Know-how im Bereich IIoT zu den Kompetenzen von Wolfgang Leindecker, Mitglied des Vorstands der TTTech Industrial Automation. Wie er den Einfluss der TSN-Technologie auf das künftige Internet der Dinge einschätzt, erläutert er im Interview.
Wie steht Ihr Unternehmen zu dem künftigen Kommunikationsstandard Time Sensitive Networking (TSN)?
Leindecker: Für TTTech Industrial sind TSN-Produkte bereits seit Jahren ein fixer Bestandteil des Portfolios. Wir haben gemeinsam mit führenden Unternehmen der Automatisierungs- und IT-Industrie die Etablierung von OPC UA over TSN als einheitliches Kommunikationsprotokoll für Industrie-4.0-Anwendungen vorangetrieben. Wir sehen einen offenen, industrieübergreifenden und herstellerunabhängigen Standard als essenzielle Grundlage für erfolgreiche Digitalisierung in der Fabrik an. Kunden erhalten durch die Kompatibilität von Lösungen verschiedener Hersteller große Wahlfreiheit und Flexibilität, die es ihnen ermöglicht, die Vorteile von industrieller Automation auszuschöpfen.
Was erachten Sie momentan als die wichtigsten und dringlichsten Punkte, was die Entwicklung und die Einführung des Standards betrifft?
Leindecker: Die Initiative der OPC Foundation, an der wir uns beteiligt haben, wird jetzt als Field Level Communications Initiative weitergeführt. Mittlerweile hat ein überwiegender Teil des Weltmarktes OPC UA over TSN anerkannt. Es ist aber nicht nur wichtig, dass die großen Hersteller OPC UA over TSN für ihre Produkte nutzen. Denn es gibt auch noch viele Unternehmen, deren Maschinenparks noch nicht mit Digitalisierungstechnologien ausgestattet sind. Einerseits kann es daran liegen, dass momentan kein Bedarf daran besteht, anderseits wird Digitalisierung auch mit Investment und hohem Aufwand in Verbindung gebracht. Als Anbieter von TSN-Lösungen müssen wir diese Kunden von den Vorteilen von OPC UA over TSN überzeugen und ihnen die ersten Schritte in die Digitalisierung erleichtern.
Was konkret erarbeiten Sie in Ihrem Unternehmen bezüglich TSN; wie sieht diesbezüglich Ihre Roadmap aus?
Leindecker: Wir bieten eine TSN-Produktlinie an, die Firmware und Software für industrielle Ethernet-Switches, Switch-Chips und Ethernet-Schnittstellen beinhaltet. Hersteller von Elektronikkomponenten für die Industrie-Automatisierung verwenden unsere TSN-Produkte, um damit ihre eigenen Geräte TSN-fähig zu machen. Wir haben auch eine Network Planning Software in unserem Portfolio, die den einfachen Aufbau von TSN-Netzwerken ermöglicht. Damit sind wir heute bereits Teil einer Zulieferkette von TSN-Produkten, die in den nächsten Jahren in der Automatisierung gebraucht werden.
Für alle, die an der TSN-Technologie interessiert sind, bieten wir ein TSN-Starterpaket an, mit dem man schnell und einfach TSN-Netzwerke aufbauen, konfigurieren und testen kann. Unser Augenmerk liegt darauf, den Aufwand bei der Integration und Nutzung von TSN zu verringern und den Aufbau von TSN-Systemen zu unterstützen.
Pilz: »Schutz von Mensch und Maschine ein essentieller Bestandteil«
Als Experte für industrielle Automatisierungsnetze gehört die Auseinandersetzung mit Ethernet-Technologien und -entwicklungen zum Aufgabengebiet von Nils Bücker aus dem Product Management Network Infrastructure bei Pilz. Seine aktuellen Einschätzungen und Ziele.
Wie steht Ihr Unternehmen zu dem künftigen Kommunikationsstandard Time Sensitive Networking (TSN)?
Bücker: Mit Blick auf die 4. Industrielle Revolution mit den daraus wachsenden Kundenanforderungen an moderne Automatisierungsanlagen erweitern wir unser Lösungsangebot strategisch. Das reicht von der physikalischen Infrastruktur bis hin zur Übertragung der Daten in die Cloud sowie deren Verarbeitung. All die verschiedenen Applikationen mit ihren spezifischen Facetten bedürfen einer einheitlichen Übertragungstechnik sowie der Steuerung der Datenflüsse in solchen konvergenten Netzen. Dabei bleibt für uns der Schutz von Mensch und Maschine ein essentieller Bestandteil solcher Lösungen.
Nicht nur der heutige Stand der Technik muss in den konvergenten Netzen zuverlässig arbeiten: Auch die steigenden Anforderungen an verteilte Steuerungssysteme für die funktionale Sicherheit und deren Reaktionszeiten benötigen TSN-Mechanismen für echtzeitfähige Ethernet-Netzwerke.
Wesentliche Bausteine des Zukunftsnetzwerks Industrie 4.0 sind OPC UA via TSN auf der Steuerungs- und Feldebene sowie I/O-Link auf der Sensorebene. Das Engagement von Pilz besteht darin Produkte und Lösungen anzubieten, die immer auf dem Stand der Technik sind, einfach in der Handhabung bleiben und sich in jede Automatisierungsarchitektur einfügen.
© PilzWas erachten Sie momentan als die wichtigsten und dringlichsten Punkte, was die Entwicklung und die Einführung des Standards betrifft?
Bücker: Um die Mechanismen von TSN für eine deterministische Kommunikation für verschiedenste Applikationen in einem konvergenten Netz nutzbar zu machen, ist eine Konfiguration der Komponenten unabdingbar. Die dazugehörigen Standards und Tools sind noch in der Entwicklung bzw. benötigen weiteren Feinschliff. Das Ziel ist, dass die Anwender möglichst automatisiert die Vorteile von TSN und somit die zur Verfügung stehenden Netzwerkressourcen bei einer Koexistenz der verschiedensten Anwendungen optimal ausnutzen können.
Was konkret erarbeiten Sie in Ihrem Unternehmen bezüglich TSN; wie sieht diesbezüglich Ihre Roadmap aus?
Bücker: Für unser verteiltes, auf Pub/Sub basierendes Automatisierungssystem PSS 4000 führen wir schrittweise verschiedene Funktionen aus den TSN-Standards ein. Wir wollen die Fail-Safe-Reaktionszeiten für verteilte Steuerungssysteme auf Basis unseres Echtzeit-Ethernet – und in Zukunft auch auf Basis von OPC-UA-Safety – optimieren und schlussendlich auch dank der Scheduling-Mechanismen von TSN gewährleisten.
Kuka: »Die Standardisierung bringt TSN voran«
Als Experte für Robotik und Steuerungstechnik vertritt Bernd Fiebiger Kuka in verschiedenen Arbeitsgruppen in der Plattform Industrie 4.0, im VDMA und der OPC Foundation und treibt somit die herstellerunabhängige Kommunikation voran.
In seiner Funktion als Principal Developer Systemanalyse/Systems Engineering beschäftigt sich Fiebiger bei Kuka seit mehreren Jahren mit den Technologien rund um das IIoT.
Wie steht Ihr Unternehmen zu dem künftigen Kommunikationsstandard Time Sensitive Networking (TSN)?
Fiebiger: Als Roboter Hersteller beobachten wir die Entwicklung von TSN für die Nutzung im industriellen Umfeld.
Da wir eine Vielzahl an Kommunikationstechnologien unterstützen müssen macht für uns nur ein standardisierter Einsatz von TSN Sinn.
Innerhalb der OPC-Foundation Field Level Communication Initiative (FLC) arbeiten wir daran mit, den standardisierten Einsatz von TSN mit OPC UA für Prozess- und Fabrikautomatisierung zu ermöglichen.
Was erachten Sie momentan als die wichtigsten und dringlichsten Punkte, was die Entwicklung und die Einführung des Standards betrifft?
Fiebiger: Die OPC-F FLC Initiative wird den Einsatz von TSN (basierend auf der entstehenden IEC/IEEE 60802) durch Erweiterung der OPC-UA-Spezifikationen definieren.
Dies ist wichtig, weil TSN viele Features unterstützt, die für unsere Anforderungen ggf. nicht notwendig sind und manche Features verschieden implementiert werden können. In diesem Rahmen wird die FLC Initiative auch definieren, wie Geräte und Maschinen miteinander Verbindungen aufnehmen können um Daten auszutauschen bzw. miteinander zu interagieren.
Ein frisch veröffentlichtes Technical Paper der FLC Initiative zeigt auf, was dann mit OPC UA und TSN möglich sein wird.
Was konkret erarbeiten Sie in Ihrem Unternehmen bezüglich TSN; wie sieht diesbezüglich Ihre Roadmap aus?
Fiebiger: TSN ist eine Kommunikationstechnologie, die wir natürlich auch integrieren wollen, aber erst, wenn alle notwendigen Standards zum Einsatz zur Verfügung stehen.
Deshalb unterstützen wir die Erstellung dieser Standards, um gleich in den Startlöchern zu stehen.


















