Daten aus dem Produktionsumfeld schneller und universal verfügbar zu machen, darum geht es im Kern von Industrie 4.0. Die Informationen sollen von unterschiedlichen Quellen auf der Feldebene eingesammelt und mit zentralen Datenpools verknüpft werden. So können neue Erkenntnisse gewonnen werden und die viel diskutierten Mehrwerte und neuen Geschäftsmodelle erst entstehen.
Die Vernetzung ersetzt die hierarchische Automatisierung und bietet Möglichkeiten für neue Servicemodelle.
(Bild: Leuze Electronic)
Der klassische Fluss fließt von einer Ebene in die Nächste. So werden Daten in der klassischen Automatisierungspyramide weitergegeben. Von diesen Systemübergängen gibt es verschiedene Arten: Einerseits den technologischen Systemübergang, z.B. von einem Software-Tool oder einer Busschnittstelle zur Nächsten. Andererseits von einer Ebene der Automatisierungspyramide zur andern. Der komplexeste Systemübergang ist der von einem Unternehmen zu einem Anderen.
Jeder dieser Übergänge stellt in der klassischen Kommunikation eine Hürde dar, die in der Regel wie ein Datenfilter agiert, da normalerweise in den Ebenen der Automatisierungspyramide unterschiedliche physikalische Übertragungsmedien und verschiedene Protokolle zum Einsatz kommen. Zudem kommt bei Übergängen von Unternehmen noch das Mapping auf unterschiedliche Datenmodelle hinzu. Diese Hürden können mit Gateways oder Protokellkonvertern überwunden werden, jedoch erfordert dies einen größeren zeitlichen und monetären Aufwand.
Hürden eliminieren: Zum schnelleren Datenfluss
Zentrales Ziel muss es deshalb sein, diese Hürden zu eliminieren, um Daten und Informationen schnell und universal verfügbar zu machen. Erst wenn diese Datenverfügbarkeit gegeben ist, kann das eigentliche Ziel – die Verknüpfung von Informationen unterschiedlicher Quellen – umgesetzt werden. Allerdings lassen sich diese Hürden in den bestehenden Architekturen und Kommunikationsprozessen kaum beseitigen. Stattdessen entstehen parallel zu den existierenden Übertragungsprozessen neue Dienste, die Daten zentral in einem Pool erfassen, der direkt aus unterschiedlichen Quellen adressierbar ist.
Hierfür wird derzeit die Cloud verwendet, denn hier gibt es die klassischen Hürden nicht mehr. Im Rahmen neuer Geschäftsideen können so einzelne Informationen auch für andere Firmen bzw. Clouds verfügbar gemacht und zwischen unterschiedlichen Tennants ausgetauscht werden. Die Skalierbarkeit der Cloud-Kapazitäten erlaubt es, auch Daten aufzunehmen, von denen man noch gar nicht weiß, welche Erkenntnisse daraus gezogen werden können oder ob und welche Business Cases sich daraus in der Zukunft generieren lassen.
Datenverfügbarkeit: Direkt vom Sensor in die Cloud
Leuze Electronic hat sich dem Thema der Datenverfügbarkeit gewidmet und erstmalig Daten direkt, über alle Systemgrenzen hinweg, aus dem Sensor in die Cloud gebracht. Hierzu hat der Sensorikhersteller einen OPC UA-Server in ihren Sensor integriert und an die Azure Cloud von Microsoft mit dem Publisher-Subscriber-Modell angekoppelt. Um den Datenaustausch universell in alle Richtungen zu ermöglichen, wurde diese Umsetzung um den IoT Proxy von Microsoft erweitert, der es ermöglicht, aus der Cloud eine Client-Server-Kommunikation analog zu lokalen Shopfloor-Konzepten zu betreiben. Die Vorteile der Selbstbeschreibung und der variablen Anlagenadaption ist damit auf eine globale Ebene angehoben. Die Daten können dort für umfassende Analysen und Bewertungen über Anlagen und Firmengrenzen hinweg vernetzt werden.
Um die Informationsverfügbarkeit durchgängig zu gestalten, muss die Cloud Dienste anbieten, autorisierte Datenquellen über alle Systemgrenzen aufzuspüren und adressieren zu können. Laut Leuze Electronic ist es nicht praktikabel, eine große Anzahl von Edge-Devices manuell und einzeln in einem globalen Cloud-System anzumelden. Stattdessen werden technologische Mechanismen benötigt, die es dem Cloud-System ermöglichen, zentral zugeordnete Edge-Devices zu erkennen und bekannt zu machen. Diese Mechanismen sind als Dicovery-Dienste bekannt und verfügbar. Im OPC UA-Standard sind zwei Verfahren beschrieben: zum einen lokale Discovery Mechanismen (Local Discovery Server), zum anderen globale Discovery Mechanismen (Global Directory Server, kurz GDS). Für die Anwendung in der Cloud ist der GDS im Fokus. Dabei spielt die die Sicherheit eine zentrale Rolle.
Dieser Artikel stammt von unserem Partnerportal Konstruktionspraxis. Verantwortliche Redakteurin: Sariana Kunze
Aufklappen für Details zu Ihrer Einwilligung
Stand vom 30.10.2020
Es ist für uns eine Selbstverständlichkeit, dass wir verantwortungsvoll mit Ihren personenbezogenen Daten umgehen. Sofern wir personenbezogene Daten von Ihnen erheben, verarbeiten wir diese unter Beachtung der geltenden Datenschutzvorschriften. Detaillierte Informationen finden Sie in unserer Datenschutzerklärung.
Einwilligung in die Verwendung von Daten zu Werbezwecken
Ich bin damit einverstanden, dass die Vogel IT-Medien GmbH, Max-Josef-Metzger-Straße 21, 86157 Augsburg, einschließlich aller mit ihr im Sinne der §§ 15 ff. AktG verbundenen Unternehmen (im weiteren: Vogel Communications Group) meine E-Mail-Adresse für die Zusendung von redaktionellen Newslettern nutzt. Auflistungen der jeweils zugehörigen Unternehmen können hier abgerufen werden.
Der Newsletterinhalt erstreckt sich dabei auf Produkte und Dienstleistungen aller zuvor genannten Unternehmen, darunter beispielsweise Fachzeitschriften und Fachbücher, Veranstaltungen und Messen sowie veranstaltungsbezogene Produkte und Dienstleistungen, Print- und Digital-Mediaangebote und Services wie weitere (redaktionelle) Newsletter, Gewinnspiele, Lead-Kampagnen, Marktforschung im Online- und Offline-Bereich, fachspezifische Webportale und E-Learning-Angebote. Wenn auch meine persönliche Telefonnummer erhoben wurde, darf diese für die Unterbreitung von Angeboten der vorgenannten Produkte und Dienstleistungen der vorgenannten Unternehmen und Marktforschung genutzt werden.
Falls ich im Internet auf Portalen der Vogel Communications Group einschließlich deren mit ihr im Sinne der §§ 15 ff. AktG verbundenen Unternehmen geschützte Inhalte abrufe, muss ich mich mit weiteren Daten für den Zugang zu diesen Inhalten registrieren. Im Gegenzug für diesen gebührenlosen Zugang zu redaktionellen Inhalten dürfen meine Daten im Sinne dieser Einwilligung für die hier genannten Zwecke verwendet werden.
Recht auf Widerruf
Mir ist bewusst, dass ich diese Einwilligung jederzeit für die Zukunft widerrufen kann. Durch meinen Widerruf wird die Rechtmäßigkeit der aufgrund meiner Einwilligung bis zum Widerruf erfolgten Verarbeitung nicht berührt. Um meinen Widerruf zu erklären, kann ich als eine Möglichkeit das unter https://support.vogel.de abrufbare Kontaktformular nutzen. Sofern ich einzelne von mir abonnierte Newsletter nicht mehr erhalten möchte, kann ich darüber hinaus auch den am Ende eines Newsletters eingebundenen Abmeldelink anklicken. Weitere Informationen zu meinem Widerrufsrecht und dessen Ausübung sowie zu den Folgen meines Widerrufs finde ich in der Datenschutzerklärung, Abschnitt Redaktionelle Newsletter.