Werfen wir zunächst einen Blick auf die aktuellen Trends der IT-Systeme in der Fertigungsindustrie, welche zu besagten Anforderungen auf der Produktionsebene führen.

Cloudbasierte IT-Systeme für die Fertigung

Die in der Fertigungsindustrie eingesetzten IT-Systeme lassen sich grob in drei Ebenen einteilen: Management, Produktion und Maschinen. Traditionell befinden sich die Managementsysteme in der Zentrale und die Produktions- und Maschinensysteme an den Fertigungsstandorten. Dem Globalisierungstrend der Fertigungsindustrie entsprechend sind die Fertigungsstandorte inzwischen in aller Welt verteilt, und dasselbe gilt für die entsprechenden Produktions- und Maschinensysteme. Hierbei wurden für die jeweiligen Regionen unterschiedliche Systeme entwickelt. Außerdem ist im Interesse der lokalen organisatorischen Optimierung bisweilen sogar die Managementebene regional aufgebaut.

Hier ist die globale Integration von cloudbasierten Fertigungs-IT-Systemen auf dem Vormarsch. Die Globalisierung des Managements bringt das Risiko von Wechselkursschwankungen mit sich, das heißt es ist unmittelbarer Zugriff auf die Managementbedingungen vonnöten. Üblicherweise wurde hierfür ein kundenspezifisches IT-System entwickelt, optimiert auf die Unternehmensabläufe. Hiermit waren allerdings enorme Investitionen und Zeitaufwand sowie das zusätzliche Problem verbunden, dass das optimierte System bei der Inbetriebnahme unter Umständen schon wieder veraltet war. Durch die Abkehr von Individuallösungen und Nutzung von Cloud-Diensten werden noch immer 80 Prozent der Anforderungen erfüllt. Auch die Anpassung der Abläufe an die Dienste ist möglich. So lassen sich Effizienz und Flexibilität des Managements steigern.

Was die Systemintegration mittels der Cloud angeht, so verlangt das Netzwerk auf der Produktionsebene eine einfache und sichere vertikale Integration in das Managementsystem. Bei der Vereinfachung der vertikalen Integration spielt OPC-UA eine immer größere Rolle. Zudem bietet das Protokoll eine Datensicherheitsfunktion (Security).

Das Netzwerk auf Maschinenebene muss sich einfach an das Produktionssystem anbinden lassen, wobei der Echtzeitbetrieb eine große Rolle spielt. Auch unterscheiden sich die Security-Anforderungen von denjenigen der höheren Ebenen. Die Maschinenebene verlangt kontinuierliche Produktivität, auch im Falle eines unvorhergesehenen Ereignisses. Neben der Datensicherheit spielt hier auch die Sicherheit von Personen und Anlagen eine Rolle (Safety). Da zudem die Maschinenebene unterschiedliche Netzwerke umfasst (zum Beispiel Sensornetzwerke), ist eine nahtlose Einbindung der verschiedenen Netzwerkebenen wichtig.

Fertigungs-IT-Systeme der Zukunft

Für die Zukunft erwarten wir Cloud-Anwendungen, die Big Data und künstliche Intelligenz unterstützen. Für die Fertigungsindustrie erwarten wir hier Anwendungen für die planmäßige Instandhaltung, welche die Ausfallzeiten der Anlagen minimieren, Qualitätsstabilisierung und auch Optimierung der Produktionsabläufe in Koordination mit der Lieferkette. Damit diese neuen Anwendungen genutzt werden können, kann man davon ausgehen, dass auf der Maschinenebene Hochgeschwindigkeitsnetzwerke mit entsprechender Kapazität benötigt werden, um große Mengen an Sensordaten zu verarbeiten.

Außerdem geht der Trend in der Fertigung von der Massenproduktion zur Massen-/Kundenindividuellen Produktion und tendiert inzwischen zur Einzelfertigung vielfältiger Modellvarianten. Kostengünstige Einzelfertigung stellt bestimmte Anforderungen an die Produktionstechnologie und auch an die herkömmlichen Technologien. Eine Herausforderung ist das Netzwerk auf der Maschinenebene. Je nach zu produzierendem Produkt muss das Netzwerk zur Optimierung jedes Mal neu konfiguriert werden.

  • Zusammenfassend muss das Netzwerk auf der Maschinenebene die folgenden Anforderungen erfüllen.
  • Einfache Integration in die Produktionsebene unter Berücksichtigung von Echtzeitanforderungen
  • Garantierte kontinuierliche Produktion und Sicherheit von Personen und Anlagen (Safety)
  • Integration und nahtlose Anbindung verschiedener Netzwerktypen, einschließlich Sensornetzwerke
  • Hohe Geschwindigkeiten und Kapazitäten als Voraussetzung für die Nutzung neuer Anwendungen
  • Einfache Netzwerkkonfiguration.

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