TLM-Verpackungsmaschine, Bild: Schubert System Elektronik

Vernetzt und dabei sicher: Die TLM-Verpackungsmaschine wird zukünftig mit dem GS.Gate ausgestattet. Bild: Schubert System Elektronik

| von Bastian Beha, Schubert System Elektronik

Aus den Zustands- und Leistungsdaten von Maschinen lassen sich wertvolle Informationen gewinnen: Wann müssen Verschleißteile ausgetauscht werden, bevor sie zu kostspieligen Ausfällen führen – Schlagwort Predictive Maintenance? Wie ist die Auslastung der Maschinen? An welchen Stellen laufen die Prozesse noch nicht rund? Dank dieser Informationen lassen sich die Effizienz und Produktivität stetig steigern, Kosten sparen – und das Unternehmen kann sich im intensiven Wettbewerb behaupten.

Um an die Informationen zu gelangen, müssen Unternehmen ihre Maschinen vernetzen und die erfassten Daten analysieren. Dabei ist unbedingt zu beachten: Durch die Digitalisierung im sensiblen Produktionsbereich dürfen sie keinesfalls Einfallstore für Cyber-Attacken öffnen und ihre IT-Sicherheit riskieren. Denn dann drohen kostspielige Maschinen- und Produktionsausfälle, der Verlust von Daten und somit der Wettbewerbsfähigkeit. Um an der kritischen Schnittstelle zwischen Maschine und externem Netz ein hohes Schutzniveau zu erreichen, ist das GS.Gate, das Schubert System Elektronik und der IT-Sicherheitsspezialist Genua entwickelt haben, nach dem Security by Design-Prinzip konstruiert. So sind die Anwendungen zur Datenverarbeitung, welche mit der Maschine sprechen, strikt getrennt von den Sicherheitssystemen, die die Kommunikation und Schnittstelle Richtung externes Netz schützen. Die separierten Bereiche verfügen über jeweils eigene Betriebssysteme sowie fest zugewiesene Hardware-Ressourcen – hier gibt es keine Überschneidungen. Möglich wird dies durch ein Microkernel-Betriebssystem, das als unterste Ebene auf dem GS.Gate läuft und konsequent getrennte Bereiche erzeugt. Der Vorteil: Nach außen Richtung Netzwerk sind nur die speziell gehärteten Sicherheitssysteme sichtbar. Diese werden durch regelmäßige Updates auf dem neuesten Stand gehalten und sind somit gegen alle aktuellen Bedrohungen gewappnet.

In Verpackungsmaschinen bereits im Einsatz

Hinter dem starken Schutzschirm können Unternehmen die Datenverarbeitungsanwendungen ohne ständige Eingriffe durch Updates und Patches betreiben – so lassen sich Änderungen oder gar Störungen bei den abgestimmten Abläufen vermeiden. Bei den Verpackungsmaschinen von Schubert kommt der Neuling in den TLM-Verpackungsmaschinen bereits zum Einsatz. Diese modulare Maschinenreihe besteht aus Schachtel-Aufrichtemaschinen, Gruppier-, Füll-, Verschließmaschinen und Palettierern. Kunden können sich aus den Teilmaschinen individuell ihre Verpackungsanlage zusammenstellen. Das GS.Gate befindet sich funktionell zwischen der Verpackungsanlage und einem Datennetzwerk. Über Status-LEDs kann der Zustand abgelesen werden, und über einen Schalter lässt sich das GS.Gate in den Fernwartungsmodus versetzen oder die Verbindung zum Internet trennen. Konfigurationsdaten kann der Kunde auf eine CFast-Karte schreiben. Das GS-Gate lässt sich einfach im Schaltschrank der Verpackungsanlage montieren. Ein abgesetztes Anzeigeelement wird über CAN-Bus angebunden. Auf diesem signalisiert eine LED unter anderem, ob der Fernwartungsmodus aktiviert ist.

Digitale Zwillinge

GS.Gate, Bild: Schubert System Elektronik
Das GS.Gate wurde von Schubert System Elektronik in Zusammenarbeit mit dem Spezialisten für IT-Sicherheit Genua entwickelt. Bild: Schubert System Elektronik

Die Vernetzung der TLM-Maschinen über die neue digitale Plattform eröffnet völlig neue Möglichkeiten. In Zukunft werden alle TLM-Maschinen mit dem GS.Gate ausgestattet, das an Grips.world angebunden ist. Damit lassen sich die Betriebsdaten jeder Maschine erfassen und analysieren. Schubert strebt dabei eine laufende Zustandsüberwachung in Echtzeit an. „Die Datenanalyse mit Grips.world ermöglicht uns, Probleme zu erkennen, bevor sie überhaupt entstehen. So können negative Auswirkungen auf die Produktion unserer Kunden vermieden werden“, erläutert Marcel Kiessling, Geschäftsführer der Bereiche Vertrieb, Service und Marketing. „Langfristig können wir mit dem Wissen über den Status der Maschinen die Leistung der Maschinen bei Kunden weiter kontinuierlich steigern.“

Um dem kontinuierlichen internationalen Wachstum Rechnung zu tragen, wird das Unternehmen zudem sein Service-Team bis 2019 um 30 Prozent vergrößern. Ein zentrales Element innerhalb von Grips.world wird der digitale Zwilling der Maschine sein. Dabei handelt es sich um ein dreidimensionales Abbild der TLM-Maschine, das sich mithilfe des Originalcodes der Verpackungsmaschinensteuerung in Echtzeit bewegen lässt. Die Vorteile liegen in beschleunigten Konstruktionsabläufen und kürzeren Lieferzeiten. Gleichzeitig wird es beispielsweise möglich sein, die komplette Validierung einer Pharmamaschine vorab digital durchzuführen. Ebenso lassen sich mit dem digitalen Zwilling Probeläufe mit neuen Produktformaten durchgeführen. aru