Digitalisierungsprojekte scheitern oft an der Umsetzung – auch, weil Topfloor und Shopfloor nicht ausreichend miteinander vernetzt sind bzw. die Kommunikation zwischen beiden Ebenen nicht stattfindet. Auf Shopfloor-Ebene wird die Digitalisierung durchaus vorangetrieben, allerdings wird längst nicht das gesamte Potenzial ausgeschöpft, da Datenquellen oft nicht genutzt werden. Die Sensoren und Aktoren in der Maschine werden in diesen Fällen lediglich zur Steuerung und Regelung genutzt, jedoch weder für ein Condition Monitoring noch für die Prozessoptimierung auf Shopfloor-Ebene oder für die Kennzahlenermittlung und Produktionsplanung auf Topfloor-Ebene. Um die Daten aus den Sensoren nicht nur der Speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) zugänglich zu machen, sondern auch der Digitalisierungssoftware oberhalb der Maschinen im Scada-Netzwerk, gilt es, die Maschinennetzwerke zu öffnen. Anhand der dadurch erhobenen Daten lassen sich etwa Einsparpotenziale beim Energieverbrauch ermitteln. Zusätzlich werden Predictive Maintenance und Condition Monitoring möglich
Betreiber vs. Errichter
Ein Problem, das einer Öffnung der Maschinennetzwerke entgegensteht, ist der Dissens zwischen Betreibern und Errichtern. Betreiber fokussieren sich auf die Digitalisierung der Produktion, Errichter haben hingegen einzig die Funktion ihrer Maschine im Blick. Während Betreiber nach Optimierung, Effektivität, Flexibilität und Agilität streben, geht es Errichtern mehr um die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Maschinen. Sie richten die Maschinennetzwerke daher auf Funktionalität und einzelne Applikationen aus, wohingegen die Betreiber auf ein optimiertes Energiemanagement, ein Condition Monitoring und die Predictive Maintenance abzielen. Aus ihrer jeweiligen Position heraus machen beide Seiten das Richtige – einzig ein verbindendes Element zur Überwindung der Lücke fehlt. Die Öffnung des Maschinennetzwerks schließt diese Lücke. Im Zuge einer Smart-Factory-Potenzialanalyse für ihren Kunden KSB identifizierte die Managementberatung NEONEX Opti mierungschancen bei der Beschaffung der Lieferantendokumentation sowie der Erstellung von Unterlagen zur Qualitätsprüfung entlang der Supply-Chain. ‣ weiterlesen
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Vorteile erkennen
Die Betreiber der Maschinen erkennen die Notwendigkeit der Netzwerköffnung oft eher als die Errichter, die durch die Öffnung die Sicherheit der Netzwerke und ihrer Maschinen gefährdet sehen. Dabei verpassen sie durch die Abschottung ihrer Maschinen und der Netzwerke eigene Vorteile: Um Maschinen etwa zu warten, müssen Errichter bislang zur Werkshalle fahren. Dabei verlassen sie sich in der Regel auf Erfahrungswerte und subjektive Wahrnehmungen: Techniker können beispielsweise oft hören, dass ein Zahnrad ausgetauscht werden muss, doch wo sich dieses tatsächlich befindet, können sie nur grob bestimmen. Der zeitliche Aufwand ist immens, die Maschinen stehen in dieser Zeit still. Das lässt sich vermeiden, wenn eine genaue Information erfolgen kann, welches Element beschädigt ist – und die betroffene Maschine selbst den Defekt meldet. Durch die Öffnung der Netzwerke könnten Techniker zudem Fernwartungen über einen Remote-Desktop vornehmen und so Zeit und Aufwand sparen.
Sicherheit der Maschinennetzwerke weiterhin gewährleisten
Bedingung für die Öffnung der Netzwerke ist, dass ihre Sicherheit gewährleistet ist. Es geht daher darum, die Netzwerke zugänglich zu machen und nicht im klassischen Sinne nach außen hin zu öffnen. Die Netzwerke werden also intern durchlässig, Maschinen geben all ihre Daten an die die Topfloor-Ebene weiter. Durch Mechanismen wie etwa Firewalls bleiben die Maschinennetzwerke geschützt. Mit der Zugänglichkeit des Maschinennetzwerks geht auch ein erhöhter Anspruch an dessen Leistungsfähigkeit einher. Oft reicht die Bandbreite in den existierenden Maschinennetzwerken aus, um die zusätzlichen Digitalisierungsanwendungen mit abzudecken. Auch einfache Anpassungen, wie die Erhöhung der Backbone-Kapazität, sind unter diesen Voraussetzungen möglich. Wichtig ist zudem, einen direkten Übergang zwischen dem OT-Maschinennetzwerk und dem überlagerten Scada- bzw. IT-Netzwerk zu schaffen. Denn die Smart-Sensor-Daten müssen an der SPS vorbei direkt den Applikationssoftwaren zugeführt werden, die auf Rechnern in den IT-Netzwerken laufen.
