Develop³ Systems Engineering 02.2015

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ANWENDUNGEN NETZWERKE / KOMMUNIKATION Bilder: M.G. Bryan/Rockwell Automation Asset Performance Management (APM) erlaubt effizientere Nutzung von Förderanlagen Einblicke in Echtzeit Zusammen mit Rockwell Automation entwickelte Ausrüster M.G. Bryan eine skalierbare Lösung zur dezentralen Verwaltung von Fracking-Fahrzeugen. Alle relevanten Daten werden gesammelt und mit Hilfe der Cloud-Computing-Plattform Microsoft Windows Azure gespeichert, so dass stets ein sicherer Fernzugriff auf Echtzeitdaten möglich ist. Die kostspieligen Anlagen lassen sich auf diese Weise deutlich effektiver nutzen – bis hin zu einem neuen Geschäftsmodell. Großgeräte für die Öl- und Gasindustrie sind die Spezialität des texanischen Unternehmens M.G. Bryan. Ein Wachstumstreiber ist dabei vor allem die Erdgasförderung per Fracking, wozu das Unternehmen entsprechendes Equipment sowohl verkauft als auch vermietet. Fracking-Fahrzeuge, die 1 Mio. US-Dollar und mehr kosten, kommen dabei auch in entlegenen Gebieten und unter extremen Umgebungsbedingungen zum Einsatz. Alle 200 bis 400 Betriebsstunden müssen zudem die Ölfilter ersetzt werden, alle 4.000 bis 7.000 Betriebsstunden ist eine Generalüberholung des Motors erforderlich. Das Problem dabei: Der Ausfall eines Fracking-Fahrzeugs kann pro Tag Kosten von 3.000 bis 7.000 US-Dollar verursachen – den Produktionsausfall nicht mit eingerechnet. Da insbesondere an abgelegenen Orten eine Mobilfunkverbindung fehlen kann, führen die meisten Produzenten trotz der hohen Kosten ein Ersatzfahrzeug mit, um die Produktion nicht zu gefährden. Doch gerade die Bereitstellung von Ersatzfahrzeugen macht das Fracking so teuer und vielen kleineren und mittelgroßen Öl- und Gasproduzenten fehlt das Know-how bezüglich der Steuerungssysteme sowie Wartung der Anlagen. Mit dem Ziel, die Anlagenlaufzeit zu optimieren, entschloss sich M.G. Bryan dazu, in Zusammenarbeit mit Rockwell Automation ein neues Steuerungs- und Informationssystem (Asset Performance Management – kurz APM) für Fracking- Fahrzeuge zu entwickeln. „Wir wollten eine Lösung realisieren, die nach 1000 Lastwagen ebenso gut funktioniert wie nach den ersten fünf“, berichtet Josh Rabaduex, Director of <strong>Engineering</strong> bei M.G. Bryan. „Klar war uns außerdem, dass wir keine großen Hardware-Investitionen tätigen konnten und auch keine langwierigen Systemwartungsmaßnahmen durchführen wollten.“ Ein herkömmliches Rechenzentren wäre damit nicht in Frage gekommen. Das neu entwickelte System nutzt deshalb die Cloud-Computing- Plattform Microsoft Windows Azure in Verbindung mit der Factory- Talk Software Suite für den sicheren Fernzugriff auf Echtzeitdaten (siehe dazu Kasten: Cloud und Sicherheit). Es führt Informationen aus verschiedenen Datenquellen zusammen und erlaubt auf Basis des Cloud Computings den Zugriff, ohne dass M.G. Bryan oder dessen Kunden eigene Rechenzentren einrichten und verwalten müssen. Kontakt Rockwell Automation GmbH Düsseldorf Tel. +49 (0)211/41553-0 ragermany-info@ra.rockwell.com www.rockwellautomation.de Details zu FactoryTalk VantagePoint: http://t1p.de/44nm INFO 60 develop 3 systems engineering 02 2015
NETZWERKE / KOMMUNIKATION ANWENDUNGEN Mit einem neuen Steuerungs- und Informationssystem kann Ausrüster M.G. Bryan Daten nicht nur lokal an seinen Fahrzeugen, sondern dank Cloud Computing auch mobil abrufen und analysieren. Dies erlaubt zudem den Zugriff von Spezialisten in der Firmenzentrale Anzeige relevanter Daten macht Performance sichtbar Das Steuerungssystem jedes Fahrzeugs enthält eine programmierbare Automatisierungssteuerung des Typs Allen-Bradley Compact- Logix. Aus diesen Steuerungen werden Einsatzdaten über eine cloudbasierte Version der FactoryTalk-VantagePoint-Software gesammelt, um ein umfassendes Bild der Fahrzeug- und Fuhrpark-Performance zu liefern. Die Daten werden dabei mit Hilfe von Mobilfunkmodems in die Cloud geschickt. In kleinste Pakete unterteilt, lassen sie sich selbst bei mäßigem Mobilfunkempfang übertragen. Für den Fall, dass dennoch keine Verbindung aufgebaut werden kann, werden die Daten in einem Gateway zwischengespeichert und gesendet, sobald sich wieder eine Verbindung herstellen lässt. „Über mobile Geräte und per Web-Browser können wir jetzt die entsprechenden Daten aus der Cloud ziehen, um Berichte über den Zustand des Antriebsstrangs und der Fracking-Leistung eines jeden Fahrzeugs zu erstellen“, fährt Rabaduex fort. Zudem erhalte man Angaben zur Prozessleistung und zum Wartungsbedarf des ganzen Fuhrparks. „Durch die Kombination unseres neuen Informationssystems mit der Flexibilität und Skalierbarkeit des Cloud Computings haben wir damit den Weg zu umfangreichen Verwaltungslösungen geebnet – sowohl für unseren eigenen Fuhrpark als auch Fahrzeuge, die wir verkaufen.“ Problemlösung in 10 Minuten Betriebszeit und Produktivität profitieren von der neuen Lösung durch den unmittelbaren – gleichwohl sicheren – Zugriff auf dezentrale Anlagendaten. So ließ sich in einem Fall beispielsweise die Ursache für Drehzahlschwankungen eines Motors finden. Dies kann sehr gefährlich sein, weil schnelle Änderungen der Drehzahl direkt den Druck in den Rohren beeinflussen, mit denen die Fracking-Flüssigkeit in den Boden gepumpt wird. Platzt infolge der Druckänderung ein Rohr, gefährden umherfliegende Splitterteile Mitarbeiter und Geräte und die Produktion steht still. Es galt also, den Grund für die Drehzahlschwankungen zu finden – keine einfache Aufgabe, weil neben dem Verschleiß des Motors auch das Eindringen von Fremdmaterial oder der Ausfall anderer Bauteile die Ursache sein konnten. Mit Hilfe des Cloud-basierten <strong>Systems</strong> konnten sich aber Mitarbeiter von M.G. Bryan umgehend einloggen und die Daten des betreffenden Fahrzeugs überprüfen. Sie stellten einen Abfall des Cloud-Lösungen in anderen Branchen Zur Hannover Messe 2015 stellte Microsoft in Verbindung mit der Industrie-4.0-Diskussion weitere cloudbasierte Lösungen vor. „Die vierte industrielle Revolution setzt sich global durch und ist eine Jahrhundertchance für die deutsche Wirtschaft”, so Dr. Klaus von Rottkay, COO und Mitglied der Geschäftsführung von Microsoft Deutschland. Allerdings: Die Entwicklung innovativer Produkte und Services sowie neuer Geschäftsmodelle basierend auf IT spiele derzeit noch eine untergeordnete Rolle. „Hersteller werden aber künftig nicht mehr allein über Produkte und Dienstleistungen gegeneinander konkurrieren – sondern vor allem über die Geschäftsmodelle, die sie dadurch ermöglichen.“ So investiert beispielsweise auch der Aufzughersteller ThyssenKrupp Elevator in die Cloud und das Internet der Dinge (Internet of Things – IoT). Über die Microsoft-Cloud vernetzt ThyssenKrupp die Sensoren in seinen Aufzügen und überwacht auf diese Weise sämtliche Funktionen – und etabliert damit ein neues, präventives Wartungssystem. Ein weiteres Beispiel liefert zudem eine Projektstudie des Hausgeräte-Herstellers Miele zusammen mit Microsoft, basierend auf den Microsoft-Azure-IoT-Diensten. Ziel ist die Realisierung smarter Kochgeräte, die sich per Assistenzsystem und Online-Rezepten so programmieren lassen, dass Mahlzeiten perfekt gelingen. Ein wichtiger Punkt bei beiden Beispielen ist, dass die Transformation der Geschäftsmodelle nicht unbedingt disruptiv sein muss: Geräte in der Produktionsstätte oder im Verkauf und bestehende Software und Services können auch mit sinnvollen Komponenten wie Machine Learning und Cloud- Lösungen ergänzt und damit neu erfunden werden. „Wir schaffen das digitale Wirtschaftswunder, wenn wir Industrie 4.0 als Digitalisierung von Produktion und Produkten verstehen“, so Klaus von Rottkay abschließend. „Hochleistungsbranchen, Großunternehmen und Mittelstand müssen dazu mit der ITK-Wirtschaft zusammenarbeiten, um den Technologietransfer sicherzustellen.” Microsoft Deutschland GmbH Unterschleißheim Tel. +49 (0)89/3176-0 www.microsoft.com Details zu Windows Azure: http://azure.microsoft.com INFO deve lo p 3 systems engineering 02 2015 61
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