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Automatisierung und Cloud verbinden

01  Im Rahmen von Industrie-4.0-Projekten geht es verstärkt darum, in Kooperationen Kernkompetenzen zum Nutzen der Anwender zusammenzuführen

01  Im Rahmen von Industrie-4.0-Projekten geht es verstärkt darum, in Kooperationen Kernkompetenzen zum Nutzen der Anwender zusammenzuführen

02  Stefan Selke ist MOEM Segment Marketingmanager EMEA bei Eaton Industries

02  Stefan Selke ist MOEM Segment Marketingmanager EMEA bei Eaton Industries

03  Eaton und T-Systems entwickeln Service-Bausteine, mit denen sich individuelle Anwendungspakete zusammenstellen lassen

03  Eaton und T-Systems entwickeln Service-Bausteine, mit denen sich individuelle Anwendungspakete zusammenstellen lassen

04  Die Aufbereitung von rollenbasierten Konzepten reduziert die Informationsüberflutung im Zeitalter von Industrie 4.0 – jeder sieht nur das, was für ihn wichtig ist

04  Die Aufbereitung von rollenbasierten Konzepten reduziert die Informationsüberflutung im Zeitalter von Industrie 4.0 – jeder sieht nur das, was für ihn wichtig ist

Ende letzten Jahres haben Eaton und T-Systems ihre Kooperation bekannt gegeben. Ziel ist es, Maschinen- und Anlagenbauern sichere IoT-Lösungen zur Vernetzung ihrer Systeme in der Cloud anzubieten. Dabei ermöglichen die Automatisierungskomponenten von Eaton die einfache Anbindung an die Multi-IoT-Serviceplattform der Telekom-Tochter auf Basis von OPC UA. Zur Hannover Messe werden nun die geplanten Dienstmodule sowie Anwendungsbeispiele vorgestellt. Im Interview erläutert Stefan Selke, MOEM Segment Marketingmanager EMEA bei Eaton Industries, Details und Hintergründe.

Herr Selke, bitte fassen Sie zunächst noch einmal die Fakten und Ziele Ihrer Kooperation mit T-Systems zusammen.
S. Selke (Bild 2): Im Zuge der Kooperation haben sich mit Eaton und T-Systems zwei führende Unternehmen aus der Kommunikationsbranche und der elektrischen Ausrüstung von Maschinen zusammengeschlossen. Das Ziel ist die gemeinsame Entwicklung von Services und Dienstleistungen zur Verbesserung der Maschinenverfügbarkeit – und das unabhängig vom jeweiligen Standort der Maschine (Bild 1). Eaton steuert dazu die entsprechenden Marktkenntnisse sowie Produkte und Systeme zur Erfassung und Übertragung von Maschinendaten bei. T-Systems bringt ihre Kompetenzen im Bereich der Vernetzung und Datenübertragung, der IoT-Plattform-Produkte und der Analyse großer Datenmengen ein. Damit bündeln wir unsere Stärken in der elektrischen Ausrüstung und der Erhebung von Daten in Maschinen sowie der sicheren Datenübermittlung, -speicherung und -verarbeitung, um digitale Ende-zu-Ende-Lösungen für den Maschinen- und Anlagenbau mit ­Fokus auf den Mittelstand zu entwickeln.

Bitte erläutern Sie das jeweilige Angebotsspektrum etwas konkreter.
S. Selke: T-Systems bringt in die Kooperation seine langjährige Expertise beim Outsourcing von IT-Diensten für Großkunden ein und gilt europaweit als einer der Spezialisten bei Datenschutz und -sicherheit. Auch die Daten unserer zukünftigen Kunden werden in hoch sicheren Rechenzentren in Deutschland gespeichert und durch die Experten der T-Systems vor unberechtigtem Zugriff geschützt. Um eine wirkliche Ende-zu-Ende-Lösung bezüglich der Sicherheit und der Performance bereitstellen zu können, bieten wir – gemeinsam mit der Deutschen Telekom – auch Lösungen für den Transport der Daten an. Sowohl über Festnetz als auch über Mobilverbindungen können wir so Maschinen in sehr vielen Regionen der Welt direkt anbinden.
Wir, also Eaton, verfügen über ein breites Produktportfolio, das es Kunden ermöglicht, ihre Maschinen und Anlagen auf einfache und kosteneffiziente Weise „IoT ready“ zu machen. Das heißt, über unsere Produkte wird das einfache Sammeln, Aufbereiten und die Weitergabe der Daten über standardisierte Schnittstellen ermöglicht. Hier spielt auch das intelligente Verdrahtungs- und Kommunikationssystem „SmartWire-DT“ eine wesentliche Rolle. Es eröffnet die Möglichkeit, auf kostengünstige Weise selbst einfache Komponenten, wie Schalter und Schaltgeräte, in kommunikationsfähige „Smart Devices“ zu verwandeln.
Die von den Maschinen und Anlagenteilen in der Produktion gesammelten Daten werden über die Steuerungen und Visualisierungsgeräte von Eaton, wie die HMI/PLC XV-300 oder die Modular-Steuerung XC-300, an T-Systems übergeben und in die Cloud transportiert. Die Übertragung erfolgt über den Standard OPC UA.

Welcher Nutzen ergibt sich für den Kunden von Ihrer ­Zusammenarbeit?
S. Selke: Eaton hat bereits seit einigen Jahren innerhalb seines Produktportfolios einen Schwerpunkt darauf gelegt, selbst aus einfachen Schaltern und Schaltgeräten nicht nur Basisinformationen zu ihrem Zustand wie „Ein“ oder „Aus“ übermitteln zu können, sondern auch weitere wertvolle Daten, beispielsweise zu Strömen, Überlast, Temperatur oder Schaltspielen und Schaltfrequenzen. Diese Daten in Kombination mit weiteren Sensordaten zum Beispiel zur Erfassung von Umgebungsbedingungen sind entscheidend, wenn es darum geht, Maschinenzustände bewerten zu können und durch vorausschauende Wartung (Predictive Maintenance) die Verfügbarkeit von Anlagen zu erhöhen. Doch die Nutzbarkeit dieser Daten hängt davon ab, dass sie so aufgear­beitet und den zuständigen Personen verfügbar gemacht werden, sodass sie damit arbeiten können. Daher entwickeln T-Systems und Eaton unterschiedliche Dienste für die Auswertung dieser Daten. Dazu zählen die Visualisierung, Alarmierung auf Basis maschinenindividueller Grenzwerte oder die analytische Auswertung, zum Beispiel zur Vorausbestimmung optimierter Wartungszyklen. Gemeinsam wollen wir dem mittelständischen Maschinen- und Anlagenbauer einfach zu installierende Plug-and-work-Pakete anbieten, die sich je nach Bedarf skalieren bzw. an die spezifischen Anforderungen des Kunden oder Endkunden anpassen lassen. Funktionen, wie Datenanalyse und Fernwartung, gibt es zwar heute bereits in der Maschine, aber hier ist der lokale Datenspeicher begrenzt, sodass eine Analyse von Informa­tionen nur über einen relativ kurzen Zeitraum möglich ist. In der Cloud sind die Möglichkeiten für Speicherung und Analyse nahezu unbegrenzt. Bei Bedarf können auf diese Weise gezielt Maschinen- und Produktionsdaten über einen längeren Zeitraum hinweg gespeichert und analysiert werden – auch wenn diese an unterschiedlichen globalen Fertigungsstandorten betrieben werden. Dies war bisher so nicht möglich bzw. nur sehr aufwendig realisierbar.

Wie weit sind Sie mit der Entwicklung der angesprochenen Plug-and-work-Pakete, sind diese bereits verfügbar?
S. Selke: Unser Ziel ist es, nach der Hannover Messe den Kunden durchgängige Lösungen für die Anbindung von Maschinen an das „Predictive Maintenance“-Portal von -Systems zu ermöglichen. Dieses Portal enthält verschiedene Servicebausteine. Zusätzlich zu den Diensten, die in dem Portal enthalten sind, können wir Mehrwertdienste anbieten (Bild 3). Zurzeit sind folgende Module in Vorbereitung:
∙ Datenspeicherung: Auf sicherem Wege über OPC UA gesammelte und übertragende Daten werden in der Cloud gespeichert und dort vor unberechtigtem Zugriff geschützt.
∙ Visualisierung: Über unterschiedliche Diagramme und Grafikobjekte lassen sich sowohl aktuelle als auch histo­rische Daten visualisieren.
∙ Condition Monitoring: Für praktisch jeden von der ­Maschine gelieferten Datenwert können Grenzwerte ­parametriert werden. Bei Erreichen dieser Grenzwerte, wird ein Alarm erzeugt, dessen Signalisierung individuell eingestellt werden kann. Dadurch lassen sich kritische Zustände frühzeitig erkennen und Gegenmaßnahmen können eingeleitet werden, wodurch die Verfügbarkeit der Maschine bzw. Anlage erhöht wird.
∙ Predicitve Maintenance: Bereits im Standardpaket ist ­eine einfache Predictive-Maintenance-Funktion implementiert, die eine Vorhersage kritischer Zustände mit einem Vorlauf von einem Tag ermöglicht. Mehrwertdienste können auf Anfrage angeboten werden. Dabei handelt es sich typischerweise um Projekte, bei denen es notwendig ist, sich mit der Maschine, ihrer Funktion und dem Einsatzumfeld auseinanderzusetzen. Im Rahmen eines solchen Projekts kann es durchaus sein, dass es notwendig wird, über einen gewissen Zeitraum mehr oder andere Daten zu erheben, als dies im „Normalbetrieb“ der Fall ist. Die dadurch entstehenden großen Datenmengen (Big Data) werden auf wiederkehrende Muster oder Anomalien hin analysiert. Die Ergebnisse können sowohl zur Entwicklung von Predictive-Maintenance-Szenarien als auch zur Maschinenoptimierung ­genutzt werden.
Auch die Anbindung von Drittsystemen wie ERP-Systeme (zum Beispiel SAP) oder Service-Portalen gehört zum Leistungsumfang der T-Systems. Durch Anbindung dieser Systeme können komplette Prozessketten automatisch ausgelöst werden. Dies könnte beispielsweise das automatische Bestellen und die Lieferung eines Ersatzteiles sein, wenn erkannt wird, dass dieses Bauteil in einer Maschine demnächst ausfällt.
In einem zweiten Release sind dann auch Dienste geplant, die den Fernzugriff auf Anlagen und das Herunterladen von Parameterdateien aus der Cloud beinhalten werden.

Bitte nennen Sie noch ein konkretes Anwendungsbeispiel aus Ihrem Produktportfolio, an dem die Möglichkeiten deutlich werden.
S. Selke: Es ist beispielsweise möglich, die komplette Spezifikation einer Maschinenkomponente in der Cloud zu hinterlegen. Diese Daten werden dann um Informationen über die besonderen Bedingungen innerhalb der jeweiligen Anwendung ergänzt: „Wie häufig wird geschaltet und bei welcher Belastung?“ „Wie hoch ist die Temperatur?“ usw. Ist bekannt, welche Faktoren sich negativ auf die Lebensdauer der Komponente auswirken, lässt sich allein aus diesen Messwerten gegebenenfalls schon ein notwendiger Wartungseinsatz vorausberechnen. Sind die negativen Auswirkungen verschiedener Anwendungsbedingungen noch nicht im Detail bekannt, so können zum Beispiel über den Vergleich mehrerer Maschinen und deren Verhalten bei unterschiedlichen Umgebungsbedingungen wertvolle Erkenntnisse gewonnen werden. Die Möglichkeiten sind vielfältig. In unseren Gesprächen mit potenziellen Kunden haben wir es oft erlebt, dass die Kunden selbst neue Ideen entwickelt haben, wenn sie erst mit dem gesamten Potenzial dieser Technologie vertraut waren.

Welches Highlight rund um die Kooperation mit T-Systems erwartet Besucher Ihres Messestands in Hannover?
S. Selke: Ein Thema der Messe in diesem Jahr ist „Inte­grated Industry – Creating Value“, und das steht bei Eaton und T-Systems im Vordergrund. Wir zeigen den Besuchern, wie sie verschiedene Mehrwerte einfach in ihre Maschine integrieren können: Gestaltungskriterien für neue Bedienterminals mit zeitgemäßem Design und Funktionen, die dem Anwender genau die Informationen bereitstellen, die er im aktuellen Arbeitskontext benötigt. Lokale und cloudbasierte Rollenkonzepte, welche die einfache, strukturierte Verteilung der zur Verfügung stehenden Daten ermöglichen, und nicht zuletzt durchgängige, voll integrierte Lösungen – praktisch vom Motorstarter bis in die Cloud (Bild 4).
Geplant ist auch ein Ausblick auf die nächsten Schritte: Wir zeigen, wie Augmented Reality schon heute für den Service von Maschinen und Anlagen genutzt werden kann, und selbst Smartwatches könnten demnächst auch im industriellen Umfeld die Arbeitswelt vereinfachen. Dies wird bereits auf der Messe zu sehen sein und nach der Messe veröffentlicht Eaton dazu ein Whitepaper. (ih)

Ralf Reimann ist als Marketingmanager MOEM bei der Eaton Electric GmbH in Bonn tätig. ralfreimann@Eaton.com