Industrie 4.0 und die Cloud

Wolkenmaschinen

| Autor: Klaus Länger

Die Anbindung von Produktionsanlagen an die Cloud ist eines der zentralen Merkmale der Industrie 4.0.
Die Anbindung von Produktionsanlagen an die Cloud ist eines der zentralen Merkmale der Industrie 4.0. (Bild: © Mimi Potter - Fotolia.com)

Industrie 4.0: Der Begriff bleibt oft ziemlich nebulös. Ausgerechnet der Blick in die Wolke bringt hier Klarheit. Denn die Vernetzung von Maschinen über die Cloud ist eines der zentralen Merkmale.

Eine tief greifende Umwälzung geschieht derzeit weltweit in der produzierenden Industrie. Sie bringt die bereits vorhandene oder noch laufende Digitalisierung auf eine neue Ebene, in der Maschinen via Internet vernetzt werden und aus Sensor- und Maschinendaten virtuelle Fabrikmodelle entstehen, die eine schnellere, flexiblere und weltweit koordinierte Produktion erlauben. Eine zentrale Rolle spielen dabei Cloud-Strukturen als Kommunikationsschicht. Der Begriff „Industrie 4.0“ soll dabei zum Ausdruck bringen, dass damit eine vierte industrielle Revolution im Gange ist.

Was das in der Realität bedeutet, zeigen zwei Beispiele deutscher mittelständischer Firmen, die bei Entwicklung und Bau innovativer Anlagen mit dem französischen Elektrokonzern Schneider Electric zusammenarbeiten und Microsofts Azure für die Cloud-Anbindung nutzen.

Flexiblere Produktion mit Industrie 4.0

Eine schnelle Anpassung von Werkzeugmaschinen ist heute ein Wettbewerbsvorteil. So liefert Schneider Electric Komponenten für eine Umformanlage, die sehr flexibel Blechprofile herstellt, aus denen Rahmen für LKWs gefertigt werden. Das geschieht durch das sogenannte Walzprofilieren, bei dem ein Blechband durch angetriebene Walzenpaare in die gewünschte Form gebogen wird. Schneider Electric arbeitet hier mit einer deutschen Firma zusammen, die derartige Anlagen entwirft und baut. Die Besonderheit ist, dass die Walzen während des Umformprozesses verstellt werden können. So sind nicht nur komplexere Profile möglich, sondern auch die Produktion unterschiedlicher Werkstücke ohne den langwierigen Umbau der über 100 Meter langen Anlage. Im Betrieb liefert die Anlage über Controller und Steuerungsrechner von Schneider Electric eine Fülle an Daten, die in der Azure-Cloud gespeichert werden. So haben die Ingenieure die Möglichkeit, Echtdaten in ihrer Simulation zu verwenden und damit den Produktionsprozess weiter zu optimieren. Zudem kommen Analysewerkzeuge aus dem Big-Data-Umfeld zum Einsatz, um mögliche Fehler schon im Vorfeld zu erkennen und zu verhindern.

Dezentrale Energieversorgung mit Cloud-Anbindung

Kompakte Kraft-Wärme-Systeme im Container für eine dezentrale Energieversorgung sind ein weiteres Beispiel für die Verbindung von Industrie und Cloud. Die Anlagen erzeugen aus verschiedensten Biomasse-Arten ein Synthesegas, mit dem Strom und thermische Energie generiert werden. Gedacht sind die Anlagen etwa für die Grundstromversorgung in Ländern ohne stabile Stromversorgung, aber auch für die Verwertung von organischen Abfallstoffen in der heimischen ­Industrie. Die Container sind so ausgelegt, dass sie weit gehend automatisch ­arbeiten. Sie sind aber über Kabel oder Mobilfunk mit dem Internet verbunden. Steuerung und Auswertung von Messdaten erfolgen über den Struxurware-Automation-Server, der auf Microsoft Azure läuft. Mit verschiedenen Cient-Rechnern kann dann weltweit mittels des Resource Advisors auf die Messdaten der Kraftwerke zugegriffen werden, um daraus Übersichten und Berichte zu generieren. Bei Anlagen, die an ein öffentliches Stromnetz angeschlossen sind, hat der Netzbetreiber zudem direkten Zugriff auf die Mittelspannungsanlage im Kraftwerk.

Industrieanlagen mit Cloud- und damit Internet-Anbindung erfordern natürlich eine leistungsfähige Netzwerkstruktur und umfangreiche Sicherheitsmaßnahmen, um die Produktionsanlagen vor Angriffen zu schützen. Hier kommt der IT-Channel ins Spiel, der für beides sorgen kann.

Ergänzendes zum Thema
 
HPE CPI: Appliance für die Industrie 4.0

Thyssenkrupp: Aufzüge mit Azure und Hololens

Die Aufzug-Sparte von Thyssenkrupp setzt bereits heute bei der Wartung auf Microsoft Azure IoT. Die cloudbasierte Wartungslösung wertet Betriebsdaten der Aufzüge automatisch aus und errechnet daraus die Restlebensdauer von Komponenten und Systemen, damit sie ausgetauscht werden können, bevor sie ausfallen. So werden nicht nur Störungen von Aufzügen mit Passagieren an Bord vermieden, sondern auch Wartungsplanungen erleichtert. Als weitere Stufe der Zusammenarbeit will Thyssenkrupp nun Servicetechniker mit der Mixed-Reality-Brille Hololens ausstatten. So können Techniker direkt auf technische Informationen der Aufzüge zugreifen, die in ihr Blickfeld eingeblendet werden. Beide Hände bleiben frei. Zudem ist eine Expertenunterstützung per Bildübertragung und Skype möglich. In der Hololens ist ein eigenständiger Rechner mit Windows 10 integriert, der über umfangreiche Sensoren fähig ist, seine Umgebung zu erkennen und mit ihr zu interagieren.

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