Industrial IoT Vernetzte Produktion = niedrigere Kosten und höhere Leistung

Autor / Redakteur: Gerhard Lesch * / Nico Litzel

Vernetzung und Überwachung von Produktionssystemen und Maschinen, Datenauswertung, Fernwartung: Das Internet der Dinge bietet großes Potenzial für die Industrie. Intelligente Gateways sorgen dabei für Datensicherheit und Interoperabilität zwischen den Systemen.

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SUSIAccess Remote Management System von Advantech: Ein intelligentes IoT-Gateway, basierend auf der IoT-Plattform von Intel.
SUSIAccess Remote Management System von Advantech: Ein intelligentes IoT-Gateway, basierend auf der IoT-Plattform von Intel.
(Bild: Intel)

Windräder, Autos, Maschinen und Anlagen – das „Internet der Dinge“ (Internet of Things; IoT) verbindet heute Milliarden von Endgeräten miteinander als auch mit der Cloud. Gerade für die Industrie bietet das Internet der Dinge viele Vorteile. Unternehmen können mithilfe von IoT-Technologien Maschinen, Produktionssysteme und Prozesse miteinander und mit der Cloud vernetzen und damit ihre Anlagen von einem zentralen Dashboard aus der Ferne (remote) überwachen und verwalten.

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Dabei übertragen die Produktionsanlagen über Sensoren Daten zu ihrem aktuellen Status an eine zentrale Cloud-Plattform. Temperatur, Leistung, Umdrehungen, Feuchtigkeit oder Auslastung sind in diesem Zusammenhang wichtige Parameter. Die Lösung analysiert diese Informationen und andere verfügbare Daten (Technische Daten des Herstellers, bisherige Reparaturen etc.) auf Basis von Algorithmen. Unternehmen erkennen über die Analyse dieser Daten schneller, welche Bauteile ermüden und ausgewechselt werden sollten – und verhindern dadurch proaktiv den kostspieligen Ausfall der Maschine (Stichwort: „Predictive Maintenance“). Zudem senken sie ihre Betriebskosten ohne Qualitätseinbußen und erreichen eine höhere Leistung bei der Produktion.

Doch wie können Industrie-Unternehmen bereits bestehende Systeme effizient über das Internet verbinden und in bestehende Service-Strukturen integrieren? Die Herausforderung besteht darin, Gerätemanagement, Steuerung der Anlagen und Datenanalyse möglichst kostengünstig zu vereinheitlichen. Um Probleme bei den Maschinen zeitnah beheben zu können, benötigen die Hersteller diese Informationen in Echtzeit. Gefragt sind dabei offene Standards für eine effiziente und sichere Kommunikation.

Alles in einem: Intelligentes Gateway integriert Hard- und Software

Eine Lösung, die diese Anforderungen erfüllt, ist beispielsweise das SUSIAccess Remote Management System von Advantech. Sie verbindet Anlagen und Maschinen über ein intelligentes Gateway mit der Cloud. Zusätzlich bietet die Lösung integrierte, vorvalidierte Hardware und Software mit offenen Standards sowie Schnittstellen. Dem Administrator ermöglicht SUSIAccess auf Anlagen via Webbrowser zuzugreifen und den Status zu überprüfen. So erforderlich, können außerdem bestimmte Wartungsarbeiten aus der Ferne durchgeführt werden – jederzeit und von jedem Ort aus.

Das Advantech UTX-3115 Gateway wird an Sensoren oder Anlagen angebunden, sammelt deren Daten und überträgt sie zur Auswertung sicher in das Netzwerk oder die Cloud. Es unterstützt eine breite Palette von Protokollen wie MQTT, TR-069, OMA, OSGi, WiFi und ZigBee. Basis des Gateways ist das Intel IoT-Gateway mit Dual-Core Intel Atom Prozessor E3826, Wind River Intelligent Device Platform (IDP) und McAfee Application Control Security-Software. Wind River IDP enthält als Entwicklungsumgebung für IoT-Anwendungen und IoT-Geräte getestete, anwendungsfertige Komponenten für die sichere Kommunikation mit der Cloud. McAfee Embedded Control schützt intelligente Systeme mit Whitelists vor Malware und unerwünschten Anwendungen und sorgt dafür, dass nur autorisierter Code ausgeführt wird und sich nur autorisierte Änderungen vornehmen lassen.

Weitere Komponenten des Cloud-Frameworks sind die SUSIAccess Client-Software (Agent) auf den IoT-Gateways oder IoT-Geräten in der Fabrik, das Gegenstück der Software auf dem Server oder der Cloud-Dienst sowie eine webbasierte Konsole, die über den Server mit den Agenten kommuniziert und den Gerätestatus und die Konfigurations-Daten der vernetzten Anlagen darstellt.

Umfangreiche Funktionen garantieren vielfältige Einsatzmöglichkeiten

Intel Technologie ist die Basis der umfassenden IoT-Lösung. Diese bietet zahlreiche innovative Funktionen um Fabriken intelligenter zu machen. Beispielsweise ermöglicht sie Hardware- und Software-Monitoring in Echtzeit: Administratoren können aus der Ferne den Status der Anlagen und IoT-Geräte einsehen und Faktoren wie Temperatur, Lüfterdrehzahlen, Spannungen, oder Netzwerkverbindung überwachen. Auch den Programmstatus der Software prüft das System kontinuierlich. Treten Anomalien auf, sendet das System Alarmmeldungen oder Warnungen per E-Mail oder SMS aus. Das aktive Management von Hardware und Software in Echtzeit vermeidet schwere Schäden an Geräten, kostspielige Reparaturen und reduziert die Betriebskosten wirksam.

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Echter Mehrwert durch Big Data-Analyse

Das wahre Potenzial des Internets der Dinge entfaltet sich allerdings erst, wenn durch die Analyse der riesigen Datenmengen neue Erkenntnisse entstehen. Die SUSIAccess Server-Software läuft auf einer Vielzahl von Cloud-Computing-Plattformen, darunter Microsoft Azure und Amazon Web Services. Diese Plattformen unterstützen Anwendungen wie Datenanalyse, maschinelles Lernen, Videoerkennung, SCADA oder Business Intelligence. Über die Big Data-Analyse sind Unternehmen in der Lage, Fertigungsprobleme schneller zu entdecken, die Produktion zu optimieren und die vorausschauende Wartung zu verbessern.

Die Lösung für die Überwachung und Steuerung der Geräte umfasst Hardware und Software und lässt sich einfach und nahtlos in die bestehende Umgebung integrieren. Die Verbindung zwischen Server und Agent basiert auf dem MQTT-Kommunikationsprotokoll, das sichere und stabile Kommunikation bietet. Die Verbindung wird auch durch OpenSSL geschützt. Das Wartungspersonal kann mit Hilfe einer intuitiven, benutzerfreundlichen Oberfläche die IoT-Hardware einfacher lokalisieren und verwalten. So gibt es beispielsweise Gebäudepläne, um die Geräte in Fabriken punktgenau zu identifizieren.

Einsparungen auf mehreren Ebenen

Da die SUSIAccess-Software kostenlos zur Verfügung steht und den Quellcode sowie das RESTful API-Dokument allen anderen Plattformen öffnet, können Unternehmen dank eingesparter Lizenzkosten und hoher Kompatibilität mit anderen Plattformen ihre Bereitstellungskosten um bis zu 30 Prozent reduzieren. Die Wartungskosten sinken laut Advantech dank Ferndiagnose und Remote-Reparatur-Funktionen um bis zu 50 Prozent. Echtzeit-Fernüberwachung und proaktive Alarmmeldungen reduzieren die Zeit für die Fehlersuche und Fehlerbehebung um bis zu 70 Prozent. Auch der Stromverbrauch lässt sich durch automatisches Ein- und Ausschalten der Systeme nach einem vorgegebenen Zeitplan senken. Die IoT-Lösung von Advantech auf Basis von Intel Technologie hilft Unternehmen daher in mehrfacher Hinsicht, Kosten zu sparen und ihre Produktion erheblich zu optimieren.

Dieser Artikel stammt von unserem Schwesterportal Elektronikpraxis. Verantwortlicher Redakteur: Sebastian Gerstl

* Gerhard Lesch ist IoT Business Development Manager der Intel Deutschland GmbH.

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