VORTEX Report 2019 - deutsch

VORTEX
ABRIDGED INDUSTRIAL NETWORK SUPPORT REPORT
2019
DE

VORWORT
UND NUN SIE ...
Zukunftssichere Industrie-Netzwerke: Fokus auf die Infrastruktur!
Sehr geehrte Kunden,
sehr geehrte Geschäftspartner,
sehr geehrte Interessenten,
marktschreierisch vorgetragene Werbeslogans in Prospekten oder der und Leistungsfähigkeit der Infrastrukturkomponenten deutlich mehr
Fernsehwerbung führen uns beinahe täglich vor Augen, wie rasant die Aufmerksamkeit als bisher zu widmen, um steigendem Datenaufkommen
und flexiblen Verbindungsansprüchen einer zukunftsgerichteten
Leistungsfähigkeit der Infrastruktur moderner Computer wächst:
Prozessor, Arbeitsspeicher, Grafikkarte − jede Komponente wird an die Industrie-Automation gerecht zu werden.
stetig wachsenden Anforderungen der möglichen späteren Anwendungen
angepasst. Die Hersteller wissen im Vorfeld jedoch nicht, ob der
Basis dafür sind Erkenntnisse aus der Praxis. Deshalb nehmen wir Sie
auch dieses Jahr wieder mit auf eine kurze Tour durch die verdichteten
Erkenntnisse aus mehreren hundert Service-Einsätzen, die die
spätere Anwender „nur“ Texte verarbeiten und vielleicht noch die Steuererklärung
machen möchte oder ob er ein Hobby-Gamer mit Vorliebe
Indu-Sol GmbH im zurückliegenden Kalenderjahr zur Bestimmung der
für anspruchsvolle Multimedia-Anwendungen ist.
Kommunikationsqualität in industriellen Netzwerken durchgeführt hat.
Eine ähnliche Entwicklung ist in Bezug auf industrielle Netzwerke zu
Zu Anfang können Sie auf Seite 3 einen Selbstcheck durchführen: Die
beobachten: Hier setzen sich ethernetbasierte Kommunikationsarchitekturen
zunehmend durch und ermöglichen es auch Applikationen,
Gegebenheiten in Ihren Netzwerken entscheiden maßgeblich darüber,
wie lange so ein Service-Einsatz dauern kann. Haben Sie bereits die
die nicht unmittelbar für den eigentlichen Automatisierungsprozess
Voraussetzungen für eine schnelle Durchführung geschaffen?
benötigt werden, das Netzwerk zu benutzen (z.B. Energiemanagement,
Drucker, Bildverarbeitung, ERP-Daten).
Mit den besten Wünschen für immer ausreichend Bandbreite verbleibt
Wird diese steigende Menge azyklischen Datenverkehrs bei der Netzwerkplanung
nicht berücksichtigt, erhöht sich die Wahrscheinlichkeit
Ihr René Heidl,
des Auftretens sporadischer, nicht reproduzierbarer Ereignisse. Die
Folge können „rätselhafte“ Störungen zeitkritischer Automatisierungsabläufe
sein. Es lohnt sich also, den Themen Netzwerkstruktur Indu-Sol GmbH
Geschäftsführer Technik & Support
2
Ihr Selbstcheck: Wie Sie die Dauer eines Service-Einsatzes beeinflussen
46
23
45
Nein! Sie muss
händisch erstellt
werden
22
START
1
47 48
24
44
25
20
43
49
Nein! Servicetechniker muss sich
selbst helfen, Empfehlungen
werden verzögert umgesetzt…
21
Ist eine aktuelle
Topologie vorhanden?
Kundenanruf:
Fehlersuche notwendig!
Ja!
Wenn sie auch
korrekt ist,
weiter mit 27
Nein!
Nachrüstung
erforderlich...
26 27
19
42
18
41
51 52 53 54 55
28 29
17
16
39
2 3 5 6
4
7 8
Klärung der Einsatzparameter
50
Existieren Protokolle od.
ähnl. Dokumentationen?
Ja! Schnellere Hilfe bzgl.
Orientierung, Stillstandszeiten,
Gerätetausch, Umsetzung von
Empfehlungen
Ja! Die Messung
beginnt direkt.
Sind zugängliche Messstellen
vorhanden?
40
Ist ein Ansprechpartner vor
Ort, der die Anlage kennt?
Nehmen Sie die
SOS-Pauschale in Kauf?
Kein Kaffee zum Auswertungsgespräch?
Zurück zu 51
Nein! Aktuelle
Informationen
müssen ermittelt
werden
3
30 31 32 33
15
38
14
Ja! Binnen 48 h wird
ein Servicetechniker
bei Ihnen sein.
Nein! Datenlogger
müssen mind. eine
Nacht mitlaufen
37
Ja! Wertvolle
Ansatzpunkte bei
der Fehlersuche
9
13
Kommunikation wieder
störungsfrei!
36
Sind histor. Diagnose-
Ja! Diese Informationen
daten vorhanden?
beschleunigen die
Fehlersuche, weiter mit 31
10
ZIEL
56
12
35
11
Nein! Sie erhalten den nächsten freien Termin
Anleitung
Hier können Sie den potenziellen
Ablauf eines Service-
Einsatzes bei sich selbst
testen:
Gehen Sie die Felder
ab und beantworten
Sie die
34
Fragen für Ihre
Maschinen/Anlagen.
Bei jedem „Ja“
dürfen Sie abkürzen, jedes
„Nein“ verursacht eine
unnötige Verzögerung.
Im besten Fall benötigen Sie
also nur 22 Felder bis zum
Ziel, schlimmstenfalls alle 56.
Ihre Felderanzahl:
22 - 33
34 - 45
46 - 56

EINSATZZAHL & -DAUER
DIAGRAMM
Ausrüstung statt Nachrüstung: Wachsendem Service-Bedarf begegnen
Obwohl immer mehr produzierende Unternehmen auf ein Monitoring
ihrer Automatisierungs-Netzwerke setzen, ist das Thema noch nicht so
selbstverständlich etabliert wie im IT-Bereich. Wie auf Seite 3 bereits ​angedeutet
und auch in der Grafik nebenan zu erkennen, führt das zu einer
immer längeren, vermeidbaren Dauer von Service-Einsätzen.
Denn ist ein Monitoring-System vorhanden, werden kleinere Schwachstellen
vorbeugend erkannt und können meist in Eigenregie behoben
werden. Der externe Servicetechniker wird dann nur noch für knifflige
Spezialfälle benötigt, kann dabei aber immerhin auf historische Diagnosedaten
zurückgreifen. In Maschinen und Anlagen ohne Monitoring-System
ist eine Reaktion in Ermangelung einer Frühwarnmöglichkeit
erst dann möglich, wenn äußerlich sichtbare Funktionsstörungen
auftreten − oft ist das Kind dann allerdings schon in den Brunnen
gefallen und die Erkennung sowie Beseitigung der Ursachen nimmt
unnötig viel Zeit in Anspruch.
Anzahl und Dauer von Indu-Sol Messeinsätzen nach Kalenderjahr
35
32
30
677 646
25
547
20
454
14,5 16,5
15
13
10
5 100 100
0 0 0
2015 2016 2017 2018
2015
2016 2017 2018
Average duration of a measurement done in hr
Annual number of measurement calls
Durchschnittl. Dauer eines Messeinsatzes in h
Gesamtzahl Messeinsätze pro Kalenderjahr
800
700
600
500
400
300
200
800
700
600
500
400
300
200
Während die Anzahl der jährlich durchgeführten Service-Einsätze −
zumindest bei Indu-Sol − kontinuierlich sinkt, steigt der Service-Bedarf
industrieller Netzwerke parallel dazu kontinuierlich an. Eine Möglichkeit,
teure Investitionen in die Nachrüstung von Überwachungssystemen
oder aufwändige Service-Einsätze zu vermeiden, ist, die Auswahl
der Netzwerk-Infrastrukturkomponenten unter dem Aspekt der Leistungsfähigkeit
und nicht primär des Preises zu treffen. Beispielsweise
verfügen moderne Switches über eine Onboard-Netzwerkdiagnose und
stellen so im Service-Fall wichtige Diagnosedaten bereit.
Anteil SOS Einsätze
Jahr Einsätze gesamt Anzahl Fehlersuchen Anzahl %
2015 677 399 133 33
2016 646 349 148 42
2017 547 312 157 50
2018 454 239 133 56
4
5

EINSATZVERTEILUNG
DIAGRAMM
Abschottung war gestern ‒ Ethernet erobert die Automatisierung
Beauftragungsgründe von Kunden für Messeinsätze durch Indu-Sol
Obwohl Anfang der 2000er Jahre die klassischen Feldbusse noch unumstrittener
Platzhirsch unter den Automatisierungstechnologien wa-
Industrial
Ethernet
Weitere
ren, gab es zu der Zeit bereits erste Experimente mit ethernetbasierter
Kommunikation. In den Instandhaltungsbereichen der produzierenden
Unternehmen regten sich allerdings Bedenken, Zugriffsmöglichkeiten
von außen auf das eigene Automatisierungsnetzwerk (OT-Netzwerk) zu
schaffen − deshalb wurde zunächst noch auf eine strikte Trennung von
IT und OT plädiert.
Durch den wachsenden Bedarf an Daten für die Überwachung der
Produktionsvorgänge im Sinne von Predictive Maintenance und die
Möglichkeit des Fernzugriffs auf Maschinen und Anlagen haben sich
ethernetbasierte Kommunikationsprotokolle mittlerweile jedoch auch
im OT-Bereich durchgesetzt. In diesem Zuge werden IT und OT immer
enger miteinander verzahnt und der Service-Bedarf in ethernetbasierten
Netzwerken nimmt spürbar zu (siehe Grafik rechts). Um die für die
Netzwerkpflege zu erbringenden Aufwände in einem vertretbaren Umfang
zu halten, müssen heute gängige Strukturen und Verfahrensweisen
überdacht werden − einen Vorschlag dazu finden Sie auf Seite 11.
2015 2016 2017 2018
55 % 49 % 45 % 43 %
28% 32 % 36 % 38 %
5 % 6 % 7 % 4 %
2 % 4 % 4 % 4 %
Erstmals in den letzten
Jahren gab es 2018 einen
nennenswerten Bedarf an
Service-Einsätzen zur Bestimmung
der Kommunikationsqualität
in Industrial
Parallel dazu ist der Service-Bedarf im PROFIBUS-Bereich anteilig weiter
rückläufig: Lernend aus immer häufiger auftretenden Verschleißerscheinungen
werden zunehmend Überwachungssysteme installiert, die
den Bus permanent überwachen und frühzeitig präventiv warnen.
Industrial
Ethernet
Weitere
0,07 % 0,2 % 0,3 % 4 %
5 % 5 % 5 % 3 %
5 % 4 % 3 % 4 %
Ethernet-Netzwerken – ein
deutlicher Indikator für die
steigende Vernetzung von
IT und OT.
6
7

FEHLERURSACHEN
DIAGRAMM
Alternde Infrastruktur trifft modernen Potentialausgleich
Typische Fehlerquellen bei Messeinsätzen
Neben einer einwandfreien Software und Konfiguration erfordert stabile
Datenkommunikation intakte Hardware: Hier lauert so mancher
Stolperstein, da der Verschleiß von Steckern, Kabeln und Co. selten als
Leitungslängenüberschreitung
Sonstiges
EMV
mögliche Ursache für Kommunikationsstörungen in Betracht gezogen
wird. Bevor also aufwändig Geräte getauscht werden, lohnt sich ein
Software & Geräte
Blick auf die Verbindungselemente. 2018 lag die Ursache für einen
Messeinsatz durch Indu-Sol in über 50% der Fälle in der Hardware
(Stecker, Kabel, Leitungslängenüberschreitung).
Kabel
Die Erfahrung zeigt: Eine Schulung des verantwortlichen Instandhaltungspersonals
im sicheren Umgang mit der jeweils eingesetzten
Automatisierungstechnologie, die Erstellung technischer Lieferspezifikationen
sowie durchgeführte Endabnahme-Messungen bilden das
Fundament einer langfristig stabilen Datenkommunikation und lassen
solche leicht behebbaren Ursachen zielsicher erkennen. Die Aufwände
amortisieren sich schon nach kurzer Zeit, indem der unnötige Austausch
von eigentlich noch intakten Geräten vermieden wird.
2015 2016 2017 2018
Stecker 11 % 18 % 20 % 30 %
Kabel 15 % 14 % 31 % 28 %
Stecker
Da in der Industrie-Automation immer häufiger höherfrequente Leistungselektronik
eingesetzt wird, gewinnt auch der Potentialausgleich
neben der eigentlichen Netzwerkinfrastruktur zunehmend an Bedeutung.
Nicht zuletzt dank einer neuen Richtlinie wird der vermaschte
Aufbau mehr und mehr zum Standard, wodurch eine höhere EMV-
Festig keit der Maschinen und Anlagen erreicht wird. War sie noch vor
vier Jahren Hauptfehlerquelle, belegt sie in 2018 nur noch Platz 3.
EMV 36 % 24 % 23 % 20 %
Leitungslängenüberschreitung
Software &
Geräte
4 % 9 % 4 % 10 %
21 % 20 % 16 % 4 %
Sonstiges 13 % 15 % 6 % 8 %
8
9

AUSBLICK
BEISPIELKONFIGURATION
Performance beginnt mit Infrastruktur: Enterprise-Level im OT-Bereich
Planung, Ab- und Inbetriebnahme sowie die Wartung von industriellen
Netzwerken binden immer mehr Ressourcen in den produzierenden Unternehmen
(die dort teilweise gar nicht vorhanden sind). Eine hohe Performance
und Verfügbarkeit der Automatisierungsprozesse ist hingegen
zwingendew Voraussetzung, um wettbewerbsfähig zu bleiben. Steigendes
Datenaufkommen und wachsender Vernetzungsgrad bedingen daher neue
Ansätze in Sachen Struktur und leistungsfähigere Komponenten.
Um den Verwaltungsaufwand eines steigenden Datenaufkommens und
eines höheren Vernetzungsgrades bewältigbar zu halten, bietet sich die
Schaffung einer übergeordneten Ebene Industrial IT (IIT) an. Das Automatisierungsnetzwerk
wird dazu von den Maschinen/Anlagen gelöst
und zentral verwaltet. Die einzelnen Applikationen werden an Datenübergangspunkten
angebunden, sodass das produzierende Unternehmen flexibel
bleibt und die Netzwerkverwaltung in den eigenen Händen behält.
Annäherung von IT und OT ohne Kompetenzverlust
aktiv gestalten ‒ mit der Industrial IT (IIT)!
IIT IT
Instandhaltung
Datenbank
Leitsystem
Datenbank
Störmeldesystem
WORLD
WIDE WEB
Netzwerküberwachungssystem
PROmanage ® NT
Datenbank
FOG Cloud
Datenbank
Der Switch gewinnt darin als intelligente, leistungsfähige Datenkreuzung
wesentlich an Bedeutung: Er muss nicht nur bei hohen Netzlasten stabil
funktionieren, sondern auch noch für OT-spezifische Besonderheiten wie
das eventuelle Auftreten von Ableitströmen auf den Schirmen der Datenleitungen
gerüstet sein. Auch die Ansprüche an die punktgenaue Bereitstellung
relevanter Diagnosedaten wachsen quasi täglich. Schon in naher
Zukunft benötigt die Industrie-Automation Switches mit einer Leistungsfähigkeit
wie im Enterprise-Level!
Fazit: Wer bei der Qualität der Infrastruktur geizt, legt ein Vielfaches
des Ersparten später für Serviceleistungen oben drauf!
OT
PROFINET
10 11

Indu-Sol GmbH
Blumenstraße 3
04626 Schmölln
Telefon: +49 (0) 34491 5818-0
Telefax: +49 (0) 34491 5818-99
info@indu-sol.com
www.indu-sol.com
Zertifiziert nach DIN EN ISO 9001:2015
Mehr über Indu-Sol:
Stand 03/2019