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zeitlichen und monetären Aufwand – praktisch
erfolgt dies über Gateways oder Protokollkonverter.
Diese Hürde zu eliminieren,
muss deshalb zentrales Ziel aller Industrie
4.0-Aktivitäten sein.
In den allermeisten Produktionsprozessen
wird man diese Hürden nicht zu 100%
überwinden können, da Fertigungsabläufe
in einer sehr hohen Taktrate durchgeführt
werden oder genau festgelegte
zeitliche Abfolgen eingehalten werden
müssen. Lösungen für deterministisch
ausgelegte Kommunikation zwischen Teilnehmern
der Feldebene bis zum ERP System
in einer offenen Architektur werden
zur Zeit entwickelt.
Wo geht es hin?
Darüber hinaus wird parallel zu den existierenden
Übertragungsprozessen ein zentraler
Datenpool entstehen, der direkt aus
unterschiedlichen Quellen heraus addressierbar
ist. Viele Firmen richten sich hierfür
eine „Private Cloud“ oder „Edge Cloud“ auf
einem internen Server oder einem privaten
Tennant in der Cloud ein. Auf diesem
können die Zugriffsrechte zunächst einmal
komplett „privat“ gehalten werden.
Ergibt sich im Rahmen neuer Geschäftsideen
und -modelle aber die Notwendigkeit,
einzelne Informationen auch anderen
Unternehmen, Standorten oder Clouds
zugänglich zu machen, können diese zwischen
unterschiedlichen Tennants unter
Berücksichtigung gezielter Nutzungsberechtigungen
ausgetauscht werden. Die
Cloud-Kapazitäten sind skalierbar und
erlauben es, eine Vielzahl von Daten aufzunehmen
– auch solche, von denen man
heute im Zweifel noch gar nicht weiß, ob
und welche Erkenntnisse daraus konkret
gezogen werden, oder ob sich daraus zu
einem späteren Zeitpunkt ein Nutzen oder
sogar Business Case generieren lassen.
Primäres Ziel ist es deshalb, zunächst die
Daten unterschiedlichster Quellen aufzunehmen,
sie zu aggregieren und verfügbar
zu machen. In einem weiteren Schritt
erfolgt dann deren Vernetzung. Erst zum
Schluss entstehen daraus gegebenenfalls
neue Businessmodelle. Bildlich gesprochen,
bauen wir momentan eine Autobahn, auf
der dann später Güter transportiert, und
an welche wiederum Business Cases angehängt
werden können. Im Moment weiß
noch niemand so ganz genau, wohin uns
diese Autobahn führen wird.
34 6 2018 | moproweb.de
In der Vergangenheit haben Punkt-zu-
Punkt-Verbindungen zwischen der Steuereinheit
und dem jeweiligen Sensor oder
Aktuator die industrielle Automatisierung
beherrscht. Derzeit dominiert ein Master-
Slave-Kommunikationsmodell. Das bedeutet,
dass eine Steuereinheit meist über
eine Leitung in Linientopologie mehrere
Endgeräte (Feldbusinstallation) bedient.
Durch den Einsatz neuer Technologien erfolgt
ein Übergang zu einer netzartigen
oder sternförmigen Kommunikationsarchitektur
wie wir es aus dem IT-Umfeld
bereits gewohnt sind. Durch eine Verbindung
von Automatisierungsnetzwerk (OT)
und dem IT-Netzwerk einer Firma wird es
möglich, Daten zwischen allen Ebenen in
beliebigen Richtungen auszutauschen. Besonders
für deren Bewertung, aber auch
deren Vernetzung ist es wesentlich, dass
diese aktuell bzw. mit einem dedizierten
Zeitbezug versehen sind und einen spezifischen,
beispielsweise geographischen,
Bezug haben.
Datenverfügbarkeit
Leuze electronic ist zunächst das Thema
der Datenverfügbarkeit aktiv angegangen
und hat erstmalig Daten direkt, über alle
Systemgrenzen hinweg, aus dem Sensor in
die Cloud gebracht. Hierzu hat Leuze electronic
einen OPC UA-Server in seinen Sensor
integriert und an die Azure Cloud von Microsoft
mit dem Publisher-Subscriber Modell
angekoppelt. Basiert die OPC UA-Kommunikation
bis dato auf einer Client–Server
Architektur, in welcher der Empfänger das
Datenvolumen und die Frequenz des Datenaustausches
bestimmt, wird bei der
Kommunikation mit Cloud-Applikationen
die Publish-Subscribe-Methodik bevorzugt,
da hierbei der Empfänger (Subscriber) zwar
die zu übertragenden Daten auswählt, der
Produzent (Publisher) aber für die Verteilung
der Daten zu den notwendigen, oder
aus Applikationssicht sinnvollen Zeitpunkten
verantwortlich zeichnet – ähnlich einem
Newsletter. Um den Datenaustausch
universell in alle Richtungen zu ermöglichen,
hat Leuze electronic diese Umsetzung
um den IoT Proxy von Microsoft
erweitert, der es nun ermöglicht, aus der
Cloud eine Client-Server-Kommunikation
analog zu lokalen Shopfloor-Konzepten zu
betreiben. Somit sind verschiedene Migrationswege
hin zu neuen, Cloud-basierten
Applikationen offen.
Der IIoT Ansatz
Der Unterschied zu den klassischen
Lösungen besteht darin, dass die IIoTAnsätze
auf global verfügbaren Daten
aufsetzen. So können sie auch zur Interpretation
und Bewertung global und über
Anlagen- und Firmengrenzen hinweg, vernetzt
werden. Diese globale Datenverfügbarkeit
wirft unmittelbar die Frage nach
der Datensicherheit auf. Dass Letztere auf
den Kommunikationswegen und in global
verfügbaren Systemen sichergestellt sein
muss, ist eine alternativlos akzeptierte
Voraussetzung. OPC UA ist nach dem Bundesinstitut
für Sicherheit und Informatik
geprüft und bietet alle vier generell vorausgesetzen
Sicherheitsmerkmale für die
sichere Kommunikation: Authentification,
authorisation, verification und encryption.
Hiermit werden erprobte Methoden
und Verfahren aus der Welt der Informationstechnik
(IT) in die Welt der Automatisierungstechnik
(OT – Operations Technology)
übertragen. Dies kann unter dem
Ausdruck „ITgoesOT“ subsumiert werden.
Die zukünftige Authentifizierung wird
über Zertifikate erfolgen. Sensoren von
Leuze electronic werden daher in Zukunft
Datenaufnahme und deren Vernetzung
lässt möglicherweise neue Businessmodelle
entstehen