Vorausschauende Wartung

Andrea Gillhuber,

Was bedeutet das IoT für die intelligente Fabrik?

Der exponentielle technologische Fortschritt hat die „vierte industrielle Revolution“ eingeleitet und Arbeitgeber sowie Arbeitnehmer dazu verpflichtet, ihre Denkweise an die neuen Möglichkeiten anzupassen. Eine Neudefinition der Unternehmensstruktur und -kultur kann zu einem agilen, intelligent gesteuerten Unternehmen führen.

Das Operationstool Senseye hilft, ungeplanter Ausfallzeiten zu veringern und die Gesamtanlageneffektivität (GAE) zu erhöhen. © Senseye

Das Internet der Dinge (IoT) hat die Science-Fiction in unsere Häuser gebracht: vom Kühlschrank, der sein eigenes Essen nachbestellt, bis hin zur Auswahl von Musik oder Fernsehprogrammen per Sprache und nicht per Fernbedienung. Auch in Produktionsunternehmen hat sich das industrielle IoT (IIoT) etabliert und kann hier die Produktivität steigern. Gleichzeitig stellt es auch eine Herausforderung für die IT-Security dar, die das Unternehmensnetzwerk schützen muss, ohne die laufende Produktion aufzuhalten.

„Wir müssen die Online-Welt und die Welt der industriellen Produktion schnell zusammenführen. In Deutschland nennen wir das Industrie 4.0“, erklärte Bundeskanzlerin Angela Merkel. Die Smart Factory ist das Ziel. Smart bezieht sich auf das vernetzte Denken im gesamten Unternehmen. Hiermit können zum Beispiel Kundenrückmeldungen schneller in ein aktuelles Produkt eingebracht, ein Produktionsfehler sofort behoben oder sogar vorweggenommen werden, bevor er passiert. Maschinenausfallzeiten können vorhergesagt und verwaltet werden. Das Aufkommen von Big Data, Predictive Analytics und Cloud Storage sowie die Fortschritte in der Automatisierung und die Popularisierung der angeschlossenen Geräte bedeuten, dass Fabriken von rein mechanischen Betrieben zu agilen, intelligent gesteuerten, IT-orientierten Prozessorganisationen werden.

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OT und IT haben unterschiedliche Ziele

Die Sicherung einer smarten Fabrik stellt sowohl OT- als auch IT-Abteilungen vor Herausforderungen, da sie verschiedene Zielsetzungen haben: Hauptaufgabe der OT ist, die Produktion am Laufen zu halten, für konstanten Umsatz zu sorgen. Die IT hingegen hat die Aufgabe, das Unternehmensnetzwerk zu sichern und Sicherheitslücken zu schließen.

Mit den gesammelten Daten lassen sich Rückschlüsse beispielsweise auf den Lagerbestand von Ersatzteilen schließen. © Senseye

Sollen im Zuge des IIoT Produktionsmaschinen abgesichert werden, kommt es oft unweigerlich zu einem Konflikt, da das Aufspielen neuer oder eine Aktualisierung bestehender Sicherheitsmechanismen mit einem Stopp der Produktion einhergeht. Die Fertigungsmaschinen müssen aus dem Betrieb herausgenommen werden, was zu Ausfällen der Produktion und somit Umsatzeinbußen führt. Dies liegt natürlich nicht im Interesse der OT.

Vorteile einer intelligenten Fabrik

Vernetztes Denken ist gut, aber der Nutzen jeder Unternehmensinvestition sollte größer sein als der Input. Welche Vorteile hat die Schaffung einer intelligenten Fabrikumgebung?

1. Größere Flexibilität bei geringerer Umweltbelastung: Die Verknüpfung von Produktion und Information erlaubt es Fertigungsstätten, in Richtung optimaler Leistung zu gehen. Das verkürzt die Markteinführungszeiten und verringert das Abfallaufkommen erheblich.

2. Höhere Qualität, niedrigere Kosten: Dank der Entwicklung selbstkonfigurierender Maschinen können immer schwierigere Aufgaben von Maschinen übernommen werden. Dies ermöglicht Kosteneinsparungen und die Bereitstellung von hochwertigeren Waren und Dienstleistungen.

3. Wettbewerbsfähig bleiben: Angesichts der rasanten technologischen Fortschritte, von denen Unternehmen aller Größen profitieren können, besteht die Gefahr, dass man ohne Investitionen in die digitale Revolution bald ins Hintertreffen gerät.

4. Daten sammeln: Maschinensensoren, Customer-Experience-Management-Systeme, Gesundheits- und Sicherheitsvorschriften; all diese Dinge können Daten produzieren, die kontinuierlich überwacht und mühelos verarbeitet werden können. Wöchentliche Maschinenkontrollen werden vermieden, genauso wie Probleme im Kundenservice und verzögerte Reaktionen auf Feedback.

Sicherheit durch Predictive Analytics

Als Reaktion auf die Nachfrage rüsten Komponenten- und Maschinenhersteller daher neue Maschinen mit IoT-fähigen Sensoren aus. Die Verbindung von Produktionsgeräten wie Maschinensensoren, Motoren und Schaltern zum Senden von Daten in Echtzeit ermöglicht eine ständige Überwachung und Analyse, um aussagekräftige Erkenntnisse zu gewinnen. Ziel ist dabei, den Maschinenzustand besser zu verstehen und einen Echtzeitansatz für Wartung und Management zu ermöglichen. Dieser Ansatz der vorausschauenden Instandhaltung untermauert die Smart Factory und ermöglicht eine effiziente Bestandskontrolle, Lieferung und Time-to-Market, erhöhte Qualität und die Flexibilität, auf sich ändernde Anforderungen zu reagieren.

Aus den Daten zu einzelnen Maschinen können unter anderem Zeitfenster für Wartung und Instandhaltung festgelegt werden. © Senseye

Intelligente Sicherheitslösungen für die OT können anhand von Sensoren gesammelter Daten automatisch die Sicherheit erhöhen, indem sie die entstandenen Datenströme auf verdächtige Aktionen hin untersuchen. Wenn beispielsweise ein Fertigungsroboter die Daten seiner Sensoren nicht an einen vorherbestimmten, sondern einen unternehmensfremden Server sendet, kann dies auf Datendiebstahl hindeuten. Auch Angriffe auf das Unternehmen können verhindert werden: Verzeichnen die Sensoren einer Maschine Belastung, die über dem Normbereich liegt, handelt es sich eventuell um einen Angriff, der eine Beschädigung der Maschinen zum Ziel hat.

Das IIoT bietet für Produktionsunternehmen viele Möglichkeiten, Ausfallzeiten, unvorhergesehenen Verschleiß und somit Umsatzeinbußen zu vermeiden. Die Kehrseite der Medaille ist eine erhöhte Verwundbarkeit der Unternehmenssicherheit, wenn smarte Produktionsmaschinen nicht ausreichend geschützt werden.

Trotz ihrer unterschiedlichen Zielsetzungen müssen OT und IT deshalb zusammenarbeiten, um einerseits die Produktion aufrechtzuerhalten (und damit den Umsatz zu sichern) und andererseits die Sicherheit des Unternehmensnetzwerks zu gewährleisten.

Robert Russell, Mitbegründer und CTO von Senseye / ag

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