Die Vernetzung der Industrie erreicht die Praxis. Aus den Visionen und Prototypen sind mittlerweile durchaus konkrete Produkte und Lösungen entstanden. Für die Wirtschaft ergeben sich daraus große Chancen, wie eine Studie des IT-Branchenverbands Bitkom belegt. Demnach profitieren Unternehmen aus den Bereichen Maschinen- und Anlagenbau, Elektrotechnik, Automobilbau, chemische Indus­trie, Landwirtschaft sowie der Informations- und Kommunikationstechnologie bis zum Jahr 2025 von einem ­zusätzlichen Wertschöpfungspotenzial von 78 Mrd. Euro – vorausgesetzt sie setzen auf Industrie-4.0-Lösungen.

Gleichzeitig birgt die Vernetzung aber neue Herausforderungen für die Unternehmen. Denn mit der steigenden Zahl von M2M-Lösungen wächst auch der Verwaltungsaufwand. Um die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Anwendungen zu gewährleisten, müssen Anwender die Geräte einfach und schnell konfigurieren sowie mit den Firmware-Updates der Hersteller versorgen können. Doch damit nicht genug: Wer die Früchte der 4. industriellen Revolution ernten will, muss die Daten verschiedener Quellen verknüpfen und in die eigene IT-Umgebung einspeisen können. Nur so lassen sich technisch komplexe Automatisierungskonzepte realisieren.

Mittelständler zögern

Die Komplexität dieser Gemengelage schlägt sich auch in der Adoptionsrate nieder – vor allem im Mittelstand. Im Zuge einer Umfrage von Deloitte räumten 71 % der befragten mittelständischen Unternehmer ein, dass ihr Geschäftsmodell bis dato nur wenig auf die Digitalisierung ausgelegt sei. Dabei bietet der Markt mittlerweile eine Vielzahl cloudbasierter M2M- und IoT-Plattformen, die Anwendern dabei helfen, die Komplexität bei der Verwaltung von Geräten, Daten und Nutzern zu reduzieren. Die Plattformen bilden dazu die zentralen Funktionen einzelner M2M-Anwendungen, wie etwa die Auswertung und Visualisierung von Sensordaten oder die Definition von Alarmmeldungen, in einer anwendungsunabhängigen Form ab.

Der Markt für solche Plattformen boomt. Arkessa, Everythng, SeeControl ThingWorx und die Cloud der Dinge von der Telekom eint, dass sie ein Esperanto der Maschinen schaffen. Sie führen die gerätespezifischen Informationen in ein geräteunabhängiges Format. Diese Aufgabe übernimmt der sogenannte Agent – eine spezielle Software, die als Übersetzer fungiert. Sie wird entweder lokal auf dem eingebetteten System des Geräts installiert oder serverseitig in der Cloud-Plattform implementiert. Ist der Agent aktiv, spricht das Werkstück mit der ­Fertigungsstraße, dem Lager und dem Lieferwagen.

Wenn Nähmaschinen sprechen lernen

Auf diese Weise lernen auch die Indus­trienähmaschinen des Bielefelder Herstellers Dürkopp Adler sprechen. Das Unternehmen hat den Agent dafür in die Steuerungssoftware seiner Maschinen implementiert. So will Dürkopp Adler in Kooperation mit der Deutschen Telekom nach und nach das gesamte Produktportfolio in die Cloud der Dinge integrieren.

Um die Nähmaschinen mit der Plattform zu verbinden, muss ein Techniker im ersten Schritt das Update der ­Steuerungssoftware einspielen. Anschließend verbindet der Techniker die Maschine mit einem Gateway. Bei Dürkopp Adler kommt dafür der M2M-Router NTC-6200 von Netcomm Wireless zum Einsatz. Das Gerät verfügt über einen Ethernet-Port sowie eine serielle Schnittstelle (RS 232) und lässt sich auf diese Weise schnell und einfach mit der Steuerung der Nähmaschinen verbinden.

Plug-&-Play-Unterstützung

Im nächsten Schritt registriert der Techniker den Router im Web-Portal der Cloud der Dinge. Der NTC-6200 gehört zu den mehr als 30 zertifizierten Ge­räten, die die Plattform per Plug & Play unterstützt. Darüber hinaus finden sich dort Hardware-Module wie Arduino und Raspberry Pi, die eher für die ­Prototypen-Entwicklung ausgelegt sind, und professionelle Hardware für den industriellen Einsatz.

Nach der Registrierung ist das Gerät in der Lage, Betriebsparameter der Maschine via Mobilfunk an die Cloud der Dinge zu senden und Kontrollbefehle an die Steuerung weiterzuleiten. Die Telekom speichert die Daten ausschließlich auf hochsicheren Servern in Deutschland. Eine mittels SSL verschlüsselte Verbindung sorgt gleichzeitig für die notwendige Sicherheit des Datenverkehrs.

Kunden behalten die ­Datenhoheit

Dürkopp Adler war es wichtig, dass die Kunden trotz Vernetzung die Hoheit über die gesammelten Daten behalten. Der Hersteller gibt ihnen deshalb die volle Kontrolle über das Web-Portal. Sie haben so beispielsweise die Möglichkeit, das Dashboard, mit dem sie die angebundenen Maschinen überwachen, verfolgen und steuern, individuell auf ihre Bedürfnisse anzupassen und können entscheiden, wer welchen Zugriff auf die Maschinendaten und -steuerung bekommt.

Auf Wunsch sorgt Dürkopp Adler mithilfe der Plattform auch für einen reibungslosen Betrieb der Nähmaschinen. Automatische Benachrichtigungen stellen sicher, dass die Techniker des Unternehmens kritische Zustände frühzeitig erkennen und beheben können. Wenn die Stichzahl einer Nähmaschine beispielsweise einen zuvor festgelegten Schwellenwert überschreitet, sendet die Plattform automatisch eine Alarmmeldung an den Service. Bislang meldete sich der Kunde meist telefonisch, wenn ein Problem mit den Maschinen vorlag.

Von Bielefeld nach Bangladesch

Bei konfigurationsbedingten Störungen oder Programmierfehlern war der Aufwand für Dürkopp Adler allerdings ex­trem hoch. Die Nähmaschinen des Unternehmens kommen heute in aller Welt zum Einsatz. Um ein Firmware-Update einzuspielen oder die Konfiguration anzupassen, mussten die Techniker ihre Laptops bislang vor Ort über Ethernet oder eine serielle Schnittstelle mit der Steuerung der Maschine verbinden. Wartungsarbeiten, die vor Ort nur we­nige Minuten dauern, erforderten stundenlange Anfahrten. Heute beheben die Mitarbeiter von Dürkopp Adler eine Störung in Bangladesch bequem von der Firmenzentrale in Bielefeld aus. Dank der schnelleren und kostengünstigeren Fehlerbeseitigung verringern sich nicht nur die notwendigen Reisen der Servicetechniker, sondern auch die Ausfallzeiten der Maschinen.

Bei der Auswahl der Plattform legte Dürkopp Adler zudem großen Wert da­rauf, dass die Kunden die vernetzten Nähmaschinen in ihre IT-Umgebung integrieren können. Die Cloud der Dinge bietet hierfür wie die meisten M2M- und IoT-Plattformen neben einem Webportal auch passende Programmierschnittstellen. Damit lässt sich die Vision der 4. industriellen Revolution praktisch umsetzen. Denn die Weiterverarbeitung von Maschinen- und Sen­sordaten in CRM- und ERP-Systemen gilt als Ausgangspunkt, um Unternehmensabläufe transparenter zu machen und stetig zu verbessern.

Skalierbarkeit als kritischer Faktor

Anwender, die nach einer soliden Grundlage suchen, sollten bei der Auswahl einer Plattform vor allem die Skalierbarkeit im Auge behalten. M2M- und IoT-Plattformen arbeiten mit variierenden Mengen von Geräten, Daten und Nutzern. Gerade bei geschäftskritischen Anwendungen darf die Performance des Systems nicht leiden, wenn die Plattform mehrere Tausend Geräte administriert.

Im Idealfall skalieren nicht nur die IT-Ressourcen, sondern auch die Kosten. Die Cloud der Dinge setzt beispielsweise auf ein Modell, bei dem sich der Preis für den Anwender nach der Anzahl der verbundenen Geräte berechnet. So wächst bei Mittelständlern wie Dürkopp Adler ein kleines Pilotprojekt zu einer ersten Vorserie und kann darüber hinaus schließlich dazu führen, dass alle Maschinen ab Werk vernetzt werden.

Autor:
Conrad Riedesel ist Leiter Commercial Management M2M bei der Telekom Deutschland.