DER KONSTRUKTEUR 11/2017

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK
Industrie 4.0 stellt große Herausforderungen an Maschinenbauer
und Automatisier – auch an Sensorhersteller. Die Anforderungen
an Sensorik und deren Konzeption werden neu definiert. Die
Redaktion sprach hierüber mit Michael Bozek, Produkt- und
Business Development Manager bei Pepperl+Fuchs in Mannheim.
Wie definieren Sie für sich als
Sensorhersteller Industrie 4.0?
Was zeichnet einen Industrie-
4.0-fähigen Sensor aus?
Können Sie uns ein Beispiel für
einen bereits realisierten
Sensor 4.0 geben?
Industrie 4.0 ist in ihrer
Komplexität für viele noch
schwer greifbar. Wie begegnen
Sie dieser Komplexität?
Sie haben auch eine Tochtergesellschaft
gegründet, die Ihre
Kunden auf dem Weg in die
Digitalisierung begleiten soll?
Industrie 4.0 steht für die umfassende Nutzung von Daten und Informationen aus
Maschinen und Anlagen. Dies geschieht aus den unterschiedlichsten Blickwinkeln und
auf unterschiedlichen Organisationsebenen innerhalb und außerhalb des Unternehmens.
Es entsteht das Bild der Transformation, von einer streng hierarchischen, zu einer netzwerkgleichen
Informations- und Kommunikationsstruktur im Unternehmen.
Für uns als Sensorhersteller bedeutet es, dass sich die ursprüngliche Funktion unserer
Produkte verändert. Im klassischen Bild der Automatisierungspyramide waren Sensoren
lediglich terminale „Messwertfühler“, die Ihre Daten unverändert und ungefiltert an die
übergeordnete Maschinensteuerung auslieferten. Im neuen Bild der vernetzten Informationssysteme
ist der Sensor eingebunden in ein Netz aus Informationen. Das bedeutet, er
sendet seine Daten nicht nur unidirektional in Richtung Steuerung sondern kommuniziert
bidirektional mit mehreren und oftmals auch unterschiedlichen Kommunikationspartnern
auf unterschiedlichen Prozessebenen. Somit wird der Messfühler zum Datenserver,
der selbst entscheiden muss, welchen Kommunikationspartner er mit welchen Zustandsinformationen
über die Maschine versorgt und was die dafür geeignete Sprache ist.
Um die oben genannten Anforderungen erfüllen zu können, muss ein Industrie-4.0-
fähiger Sensor grundsätzlich „smart“ sein. Von smarten Sensoren sprechen wir immer
dann, wenn sie einen Mikrokontroller mit einem Datenspeicher enthalten, um digital
kommunizieren zu können. Außerdem muss ein smarter Sensor in der Lage sein, sich
eigenständig oder auf Anfrage eindeutig identifizieren zu können. Ein Sensor 4.0 leistet
aber noch deutlich mehr. An ihn wird die Forderung gestellt, nicht nur ein Protokoll „zu
sprechen“, sondern gemäß der Anfragen seiner Kommunikationspartner die Sprache
anpassen zu können. Außerdem wird er Sensordaten aus mehreren, vielleicht sogar
physikalisch unterschiedlichen Datenquellen fusionieren, um sie fragestellungsgerecht
aufzubereiten und auszuliefern zu können. Auch ist es denkbar, dass sich die Anforderungen
über die Zeit verändern. Dann muss der Sensor selbst entscheiden können,
welche geänderten Informationen er seinen Kommunikationspartnern bereitstellt. Das
Verwaltungsschalenmodell hilft dabei, diesen Gedanken weiterzuentwickeln.
I4.0-fägige Sensoren im weiteren Sinne sind für uns Industriesensoren mit IO-Link-
Schnittstelle. Sie erfüllen alle Attribute eines smarten Sensors, indem sie sich eindeutig
identifizieren können, Parameter speichern und standardisiert kommunizieren können.
Pepperl+Fuchs bietet schon seit einigen Jahren ein stetig wachsendes Portfolio an IO-
Link-Sensoren. Produkte, die im engeren Sinne als Sensor 4.0 bezeichnet werden können,
befinden sich in der Konzeptphase. Das Konzept sieht vor, dass solche Sensoren mit Hilfe
von neuronalen Netzen für ihren Einsatz in der Maschine oder Anlage auf bestimmte
Fragestellungen hin trainiert werden können. Einen entsprechenden Prototyp haben wir
in diesem Frühjahr auf der Hannover Industriemesse vorgestellt.
Wie überall gilt es auch hier, die Komplexität durch gezielte Fragmentierung in Teilfragen
zu überwinden. Im Sinne der Automatisierungs- oder Sensortechnik besteht eine Industrie-
4.0-Lösung technisch aus nur drei Systemkomponenten: smarter Sensorik, einem
Datengateway für Übermittlung der Daten ins Internet sowie einer Datenplattform, die
als Gegenstelle fungiert und die Speicherung bzw. Verwertung der Sensordaten vollzieht.
So weit, so einfach. Natürlich stecken die ungelösten Fragen hinsichtlich Sensorfunktionen,
Protokollstandards und Datensicherheit auf den tieferen Ebenen des Modells. Aber
genau das macht für uns Techniker ja den Reiz aus.
Die Neoception GmbH soll uns und unseren Kunden den Zugang zu den beiden letztgenannten
Systemkomponenten „Datengateway“ und „Sensordatenplattform“ einer I4.0-
Lösung erleichtern. Dabei konzentrieren sich die jungen Kollegen im Wesentlichen auf
die Fragen rund um die notwenigen Softwarekomponenten. So werden z. B. bei einem
Gateway, das primär in Hardware ausgeführt ist, auch Software-Konnektoren zum
Anschluss an unterschiedlichste Datenplattformen benötigt.
Neben diesem projektbezogenen Anpassungsengineering bietet Neoception aber auch
eine Sensordatenplattform als eigenständiges Produkt an. Auch hier stellt das Unterneh-
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