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Einkaufsführer Produktionsautomatisierung 2024

Fachzeitschrift für Industrielle Automation, Mess-, Steuer- und Regeltechnik

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Sonderheft


Editorial<br />

Digitaler Produktpass für Digitalisierung<br />

und Nachhaltigkeit<br />

Nachhaltigkeit ist ein Thema, das in diesen Tagen viele Unternehmen beschäftigt. Einerseits<br />

mit dem Ziel, die eigenen Emissionen auf Netto null zu bringen. Andererseits stellt sich aber auch<br />

die Frage, wie Kunden mit Dienstleistungen und Produkten unterstützt werden können, nachhaltig<br />

zu produzieren und zu wirtschaften. Hierbei kommt ein weiteres Trendthema der Branche ins<br />

Spiel: Digitalisierung. Sie hilft, Prozesse zu optimieren und Ressourcen effizient einzusetzen. So<br />

rücken heute Nachhaltigkeit und Digitalisierung näher zusammen als je zuvor. Ein Beispiel hierfür<br />

ist der digitale Produktpass.<br />

Digitaler Zwilling für bessere Kreislaufwirtschaft<br />

Paul Rösberg<br />

Geschäftsführer der<br />

Rösberg Engineering GmbH<br />

https://roesberg.com<br />

Zum effizienten Einsatz von Ressourcen gehört auch das Thema Recycling. Wer aber recyceln<br />

will, muss wissen, welche Komponenten wo verbaut sind und wiederum welche wiederverwertbaren<br />

Teile jeweils in welchem Asset stecken. Dabei hilft nicht ein Ordner auf irgendeinem<br />

PC, der Informationen zum jeweiligen Produkt enthält. Effiziente Digitalisierung muss ganzheitlich<br />

gedacht werden. Es braucht Systeme, die die gesamte Anlage digital abbilden. Dieser Digitale<br />

Zwilling muss alle Informationen beinhalten, die für Betrieb, Reparatur und Instandhaltung relevant<br />

sind, sowie solche, die am Ende des Produktlebenszyklus fürs Recycling gebraucht werden.<br />

Digitaler Produktpass eröffnet zahlreiche Möglichkeiten<br />

Unter anderem setzt hier der Digitale Produktpass an. Er macht eine eindeutige Kennzeichnung<br />

jeder verbauten Komponente möglich. Das konkrete Auffinden einzelner Komponenten in<br />

Anlagen wird dadurch ebenso erleichtert wie der Zugriff auf zugehörige Dokumente wie Bedienungsanleitungen,<br />

Zertifikate, Wartungsinformationen, Softwarestände u.v.m. Zudem soll der Pass<br />

künftig standardisiert alle notwendigen Informationen zu einem Produkt erfassen, die sowohl für<br />

den Einsatz als auch fürs Recycling relevant sind. Für Betreiber von Industrie- oder prozesstechnischen<br />

Anlagen bedeutet das zweierlei: Zum einen müssen sie dann die gesamte Wertschöpfungskette<br />

eines Produktes (samt seines CO 2 -Footprints) durchgängig digital dokumentieren und<br />

ihren Kunden wiederum zur Verfügung stellen. Zum anderen müssen sie aber auch alle in ihren<br />

Produktionsanlagen verbauten Komponenten digital verwalten.<br />

Digitale Anlagendokumentation<br />

Hier helfen PLT-CAE-Systeme bzw. softwarebasierte Dokumentationssysteme, die digital die<br />

Planung und den Bau von Anlagen dokumentieren. Ebenso wichtig sind Tools, die bei der Verwaltung<br />

und Dokumentation von Änderungen unterstützen, damit über den gesamten Anlagenlebenszyklus<br />

der digitale Zwilling mit dem as-built-Zustand der Anlage übereinstimmt. Eine Norm,<br />

mit der sich standardisiert Daten über in der Anlage verbaute Assets austauschen lassen, ist im<br />

Zusammenhang der digitalen Dokumentation nur sinnvoll. Standardisierung, Digitalisierung und<br />

Nachhaltigkeit gehen aus meiner Sicht also Hand in Hand. So lassen sich per Softwareschnittstelle<br />

zum Beispiel schon heute automatisiert in vielen Anwendungen die Herstellerdaten der in<br />

der Anlage verbauten Sensoren, Aktoren etc. per NE100 beziehungsweise eCl@ss in digitale<br />

Systeme importieren. Das erleichtert Planung, Bau und Dokumentation von Anlagen immens und<br />

schafft im laufenden Betrieb und darüber hinaus zahlreiche Vorteile. Der Digitale Produktpass<br />

als standardisierte Norm würde die Möglichkeiten deutlich ausweiten, weil er diese Informationen<br />

nun herstellerübergreifend verfügbar macht. Aus meiner Sicht ein guter Schritt in die Zukunft für<br />

Digitalisierung und Nachhaltigkeit, der Anwender allerdings auch vor einige Herausforderungen<br />

stellt, die bereits jetzt strategisch angegangen werden sollten.<br />

Paul Rösberg<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong> 3


Inhalt<br />

Sonderheft<br />

3 Editorial<br />

4 Inhalt<br />

6 Titelstory<br />

9 Aktuelles<br />

12 Künstliche Intelligenz<br />

14 Digitalisierung<br />

22 Industrie 4.0<br />

24 Automatisierung<br />

26 IPCs/Embedded Systeme<br />

33 Kommunikation<br />

51 Software<br />

62 Condition Monitoring<br />

64 Cybersecurity<br />

69 Sicherheit<br />

70 Bedienen und Visualisieren<br />

77 Antriebe<br />

78 Messen/Steuern/Regeln<br />

82 Qualitätssicherung<br />

86 Robotik<br />

92 Stromversorgung<br />

96 Fachartikel exklusiv im ePaper<br />

97 <strong>Einkaufsführer</strong><br />

<strong>Produktionsautomatisierung</strong><br />

Titelstory:<br />

Alptraum<br />

Produktionsstillstand.<br />

Wie es gar nicht erst<br />

dazu kommt<br />

Planung, Inbetriebnahme, Monitoring<br />

und Instandhaltung für zuverlässige<br />

Netzwerke 6<br />

Zeitschrift für Mess-, Steuer- und Regeltechnik<br />

Herausgeber und Verlag:<br />

beam-Verlag<br />

Krummbogen 14<br />

35039 Marburg<br />

www.beam-verlag.de<br />

Tel.: 06421/9614-0<br />

Fax: 06421/9614-23<br />

Redaktion:<br />

Christiane Erdmann<br />

redaktion@beam-verlag.de<br />

Anzeigen:<br />

Tanja Meß<br />

tanja.mess@beam-verlag.de<br />

Tel.: 06421/9614-18<br />

Erscheinungsweise:<br />

monatlich<br />

Satz und Reproduktionen:<br />

beam-Verlag<br />

Druck & Auslieferung:<br />

Bonifatius GmbH, Paderborn<br />

www.bonifatius.de<br />

Der beam-Verlag übernimmt trotz sorgsamer<br />

Prüfung der Texte durch die Redaktion keine<br />

Haftung für deren inhaltliche Richtigkeit.<br />

Alle Angaben im <strong>Einkaufsführer</strong>teil beruhen<br />

auf Kundenangaben!<br />

Handels- und Gebrauchsnamen,<br />

sowie Waren bezeichnungen und<br />

dergleichen werden in der Zeitschrift<br />

ohne Kennzeichnungen verwendet. Dies<br />

berechtigt nicht zu der Annahme, dass<br />

diese Namen im Sinne der Warenzeichenund<br />

Markenschutzgesetz gebung als frei zu<br />

betrachten sind und von jedermann ohne<br />

Kennzeichnung verwendet werden dürfen.<br />

So lassen sich IT- und OT-Systeme in der<br />

Fertigung aus der Ferne verwalten<br />

Sichere Zugänge und Kommunikationswege gehört zu den Basisanforderungen<br />

an die Fernwartung im OT- und IT-Umfeld. 58<br />

Cybersicherheit:<br />

Neue Herausforderungen, neue Bedürfnisse<br />

Kritische Infrastrukturen sind ebenso wie andere Anlagen in der OT-Branche<br />

(Betriebstechnologie) anfällig für Malware und andere IT-Sicherheitsrisiken. 64<br />

4 <strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong>


Produktion im Wandel<br />

Neue Anforderungen der Fertigung im Umfeld von Digitalisierung<br />

und Automatisierung 22<br />

Fehler durch Simulation schneller<br />

finden und Schäden verhindern<br />

Virtuelle Inbetriebnahme von automatisierten Maschinen<br />

und Anlagen. 52<br />

„Die Fabrik der Zukunft<br />

arbeitet datengesteuert –<br />

oder sie ist nicht mehr wettbewerbsfähig“<br />

Was kennzeichnet die Fabrik der Zukunft?<br />

Wie gelingt Smart Manu facturing? 18<br />

Industrie 4.0 –<br />

Warum Digitalisierung<br />

künftig unerlässlich wird<br />

Bereits seit 2011 steht Industrie 4.0 für die Vision, mittels<br />

Digitalisierung eine intelligente Vernetzung von Menschen,<br />

Maschinen und Produkten über Unternehmensgrenzen<br />

hinaus zu ermöglichen. 14<br />

Datentransparenz als<br />

Fundament für „Digitalen<br />

Produktpass“ und „Digital Twin“<br />

Durch den voranschreitenden Klimawandel stehen<br />

Unternehmen weltweit vor der Herausforderung,<br />

wirtschaftlich nachhaltig zu agieren. 16<br />

SONDERTEIL<br />

SONDERTEIL EINKAUFSFÜHRER<br />

EINKAUFSFÜHRER<br />

PRODUKTIONSAUTOMATISIERUNG<br />

STROMVERSORGUNG<br />

ab Seite ab 97 Seite 51<br />

Produktindex. ..............................97<br />

Produkte und Lieferanten .....................99<br />

Wer vertritt wen? ..........................133<br />

Firmenverzeichnis .........................141<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong> 5


Titelstory<br />

Planung, Inbetriebnahme, Monitoring und Instandhaltung für zuverlässige Netzwerke<br />

Alptraum Produktionsstillstand.<br />

Wie es gar nicht erst dazu kommt<br />

© Gorodenkoff - shutterstock.com<br />

Netzwerke müssen gut geplant, mit den passenden Komponenten realisiert und proaktiv instandgehalten werden. Auch Cybersecurity wird immer wichtiger.<br />

Autor:<br />

Thierry Bieber<br />

Industry Segment Manager<br />

HMS Industrial Networks GmbH<br />

info@hms-networks.de<br />

www.hms-networks.de<br />

In vielen Industriebereichen sind<br />

Produktionsabläufe eng miteinander<br />

verzahnt, sodass ein Anlagenstillstand<br />

durchaus einen fünfstelligen<br />

Betrag pro Minute kosten kann.<br />

Zum reinen Preis für den Stillstand<br />

kommen aber noch indirekte Kosten,<br />

wie beispielsweise Produktionsverluste<br />

durch nicht mehr rechtzeitig<br />

verarbeitbare Rohstoffe oder Qualitätsmängel<br />

durch Prozessunterbrechungen.<br />

Netzwerkstörungen<br />

führen fast immer zu Anlagenstillständen<br />

oder kurzzeitigen Produktionsunterbrechungen.<br />

Deshalb müssen Netzwerke gut<br />

geplant, mit den passenden Komponenten<br />

realisiert und proaktiv<br />

instandgehalten werden. Heut zutage<br />

spielt auch die Cybersecurity im<br />

Zusammenhang mit zuverlässiger<br />

Netzwerkkommunikation eine entscheidende<br />

Rolle.<br />

Anlagen und Produktionen werden<br />

zunehmend komplexer unter anderem<br />

dadurch, dass sie immer stärker<br />

vernetzt sind und neue Technologien<br />

Einzug halten. Vieler orts<br />

sind unterschiedliche Netzwerkarchitekturen<br />

miteinander verbunden<br />

und müssen dennoch zuverlässig<br />

arbeiten. Gleichzeitig kommen neue<br />

Kommuni kationskanäle in Richtung<br />

Cloud oder lokale IT-Systeme dazu.<br />

All das erschwert Planung, Betrieb<br />

und Instandhaltung der Anlagen.<br />

Das Know-how, das Mitarbeiter in<br />

diesen Bereichen in Bezug auf das<br />

Netzwerk haben müssen, steigt<br />

ständig. Damit werden die Analyse<br />

und Behebung von Fehlern, die zu<br />

Stillständen führen, zunehmend<br />

komplizierter. Das gilt nicht nur für<br />

kritische Infrastrukturen wie z.B. in<br />

der chemischen Industrie oder bei<br />

Energieunternehmen, sondern auch<br />

bei Produktionen mit großer Wertschöpfung<br />

wie beispielsweise in der<br />

Automobilfertigung oder in Branchen<br />

mit kurzen Durchlaufzeiten<br />

wie in der Logistik.<br />

Die Folgen von Stillständen sind<br />

einerseits hohe Primärkosten. Teuer<br />

wird es aber auch indirekt, wenn die<br />

geforderten Mengen nicht in der versprochenen<br />

Zeit geliefert werden<br />

können, dadurch der Kunde Vertrauen<br />

in seinen Lieferanten verliert<br />

und sich schlimmstenfalls nach<br />

einer Alternative umsieht.<br />

6 <strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong>


Titelstory<br />

Einfache, zuverlässige<br />

Kommunikation<br />

In einer komplexer werdenden<br />

Welt sind zunehmend robuste und<br />

einfache Lösungen gefragt. Einerseits<br />

braucht es Automatisierungsgeräte<br />

mit zuverlässigen Kommunikationsschnittstellen.<br />

Anderseits<br />

müssen Netzwerke so geplant sein,<br />

dass Kommunikationsprobleme von<br />

vornherein ausgeschlossen werden<br />

können. Eine Analyse und Gesamtabnahme<br />

der Netzwerkinfrastruktur<br />

bestätigt die Qualität der Installation<br />

(Health-Check).<br />

Doch das Netzwerk unterliegt<br />

einem natürlichen Verschleiß, z. B.<br />

durch Kabelbrüche in Schlepp ketten,<br />

sonstige mechanische Beanspruchungen<br />

oder Schwankungen von<br />

Spannungsversorgungen. Probleme<br />

treten auch häufig durch fehlerhafte<br />

Automatisierungsgeräte auf. Eine<br />

permanente Überwachung und Analyse<br />

des Netzwerks identifiziert Probleme<br />

frühzeitig, um schnell gegensteuern<br />

zu können.<br />

Gleichzeitig braucht es – sollte es<br />

doch zu einem unvorhergesehenen<br />

Ausfall kommen – eine sinnvolle Visualisierung<br />

aller relevanten Parameter,<br />

die dem Netzwerkbetreiber in<br />

einem geführten Prozess die Fehlersuche<br />

erleichtern und ihm erlauben,<br />

den Betrieb möglichst schnell<br />

wieder aufzunehmen. Über die lokalen<br />

Diagnose- und Analysemöglichkeiten<br />

hinaus können auch Experten<br />

per Fernzugriff auf Maschinen<br />

und Anlagen unterstützen, um Stillstandzeiten<br />

möglichst kurz zu halten.<br />

Denn schließlich ist eine sehr<br />

hohe Verfügbarkeit der Anlage relevant<br />

für eine effiziente und wettbewerbsfähige<br />

Produktion.<br />

Technologiekompetenz für<br />

zuverlässige und sichere<br />

Netzwerke<br />

Aus Kundensicht ist es wichtig,<br />

bei der Implementierung von Kommunikationslösungen<br />

in Automatisierungskomponenten<br />

über Netzwerkplanung<br />

und -validierung bis<br />

hin zu Lösungen für die Netzwerkanalyse<br />

und Fernzugriff einen kompetenten<br />

Technologiepartner an<br />

ihrer Seite zu haben.<br />

Thilo Döring, Geschäftsführer,<br />

HMS Industrial Networks GmbH,<br />

erläutert: „Die Anybus-Lösungen<br />

kommen häufig in anspruchsvollen<br />

Applikationen wie z. B. der Automobilfertigung<br />

zum Einsatz. Bei<br />

unseren Anybus-Kommunikationslösungen<br />

ist uns die Robustheit der<br />

Kommunikation sehr wichtig. Dies<br />

gilt sowohl für unsere embedded<br />

Kommunikationsschnittstellen als<br />

auch für unsere Anybus-Gateways.<br />

Denn Kommunikationskomponenten<br />

legen einen wesentlichen Grundstein<br />

für eine zuverlässige Kommunikation<br />

und damit eine funktionierende<br />

Produktion.“<br />

HMS ist aber weit mehr als ein<br />

Komponentenlieferant, sondern<br />

versteht sich als Technologiepartner<br />

für die gesamte Kette von der<br />

Netzwerkplanung über den Betrieb<br />

bis hin zur Instandhaltung. Folgerichtig<br />

wurde daher mit Procentec<br />

das passende Know-how ins<br />

Unternehmen integriert, um auch<br />

umfangreiche Lösungen für die<br />

Netzwerk-Überwachung und -analyse<br />

anzubieten.<br />

Die Infrastruktur- und Überwachungslösungen<br />

unterstützen<br />

Maschinen- und Anlagenbauer<br />

dabei, ihre Netzwerke transparent<br />

zu machen, die Anlagen im Hinblick<br />

auf Protokollspezifikation zu<br />

prüfen und Fehlplanungen frühzeitig<br />

zu identifizieren oder Installationsprobleme<br />

vor Auslieferung<br />

zu beheben.<br />

Vom Know-how-Transfer zur<br />

KI-gestützten Expertise<br />

Komplexe Systeme lassen sich<br />

mit zuverlässigen Komponenten<br />

und cleveren Analyse-Tools überwachen.<br />

Ebenso wichtig sind aber<br />

die Menschen, die diese Systeme<br />

bedienen. Betreiber und Instandhalter<br />

müssen heute sehr viel mehr<br />

von Netzwerken verstehen als in der<br />

Vergangenheit. Daher ist eine entsprechende<br />

Aus- oder Fort bildung<br />

„Weil die Mengen an Informationen,<br />

die für die Netzwerkanalyse<br />

gesammelt werden, immens sind,<br />

ist eine übersichtliche Darstellung<br />

für den Anwender äußerst wichtig.<br />

Hier arbeiten wir auch mit KI-Ansätzen,<br />

um aus Erfahrungen im Feld die<br />

dargestellten Informationen für den<br />

Nutzer immer weiter zu optimieren<br />

und so möglichst schnelles Eingreifen<br />

zu gestatten.“<br />

© HMS<br />

Thilo Döring,<br />

Geschäftsführer, HMS Industrial Networks GmbH<br />

dieser Mitarbeiter für einen zuverlässigen<br />

Betrieb der Anlage ebenfalls<br />

relevant. HMS ist akkreditiertes<br />

PI Training Center der PROFIBUS<br />

Nutzerorganisation und bildet in entsprechenden<br />

Netzwerk- und Protokoll-Trainings<br />

sowie verschiedenen<br />

Seminaren Certified Engineers<br />

und Certified Network-Installer für<br />

PROFIBUS und PROFINET aus,<br />

um das notwendige Know-how für<br />

ein zuverlässiges Troubleshooting<br />

zu vermitteln.<br />

Döring erklärt: „Unsere Tools überwachen<br />

die Netzwerkkommunikation<br />

permanent und warnen den<br />

Anwender rechtzeitig, bevor es an<br />

bestimmten Stellen zu Problemen<br />

kommen kann. Weil die Mengen<br />

an Informationen, die hier gesammelt<br />

werden, immens sind, ist eine<br />

übersichtliche Darstellung für den<br />

Anwender äußerst wichtig. Hier<br />

arbeiten wir auch mit KI-Ansätzen,<br />

um aus Erfahrungen im Feld die<br />

dargestellten Informationen für den<br />

Nutzer immer weiter zu optimieren<br />

und so möglichst schnelles Eingreifen<br />

zu gestatten.“<br />

Security in Depth in<br />

Anlagen gewährleisten<br />

Neben all dem ist eine sichere<br />

Kommunikation in immer offeneren<br />

und stärker vernetzten Anlagen<br />

ein wesentlicher Bestandteil einer<br />

hohen Anlagenverfügbarkeit. Dabei<br />

spielt die Sicherheit bei Angriffen<br />

von außen ebenso eine Rolle wie<br />

die Sicherheit innerhalb der Anlage<br />

sowie im Gerät selbst. Tools wie<br />

Atlas helfen dabei, den Überblick<br />

über das eigene Netzwerk zu<br />

behalten, den sicheren Betrieb zu<br />

Anybus-Gateways verbinden unterschiedlichste Netzwerke.<br />

Ein Schwerpunkt liegt hier auf robuster Kommunikation, denn die richtigen<br />

Kommunikationskomponenten legen einen wesentlichen Grundstein<br />

für eine zuverlässige Kommunikation und damit eine funktionierende<br />

Produktion. © HMS<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong> 7


Titelstory<br />

gewährleisten und sorgen für kontinuierliche<br />

Überwachung des Cyber-<br />

Security- Verhaltens, um Betreiber<br />

bei unvorhergesehenen Ereignissen<br />

zu warnen.<br />

Weil aber Sicherheit ein Thema<br />

ist, das durchgängig betrachtet werden<br />

sollte (Security in Depth), spielt<br />

auch die Sicherheit der Kommunikationsschnittstellen<br />

eine wesentliche<br />

Rolle. Daher hat HMS beispielsweise<br />

in die embedded Anybus<br />

CompactCom-Module IIoT Secure<br />

modernste Sicherheitsfunktionen<br />

implementiert, die für Sicherheit im<br />

Automatisierungsgerät selbst sorgen<br />

sowie aktuellen und zukünftigen<br />

Sicherheitsanforderungen<br />

standhalten. Auch die Ewon-Fernzugriffslösungen<br />

von HMS basieren<br />

auf starken Security-Mechanismen,<br />

um die Reaktivität bei Problemlösungen<br />

über eine externe Verbindung<br />

zu unterstützen, ohne zusätzliche<br />

Gefährdungen einzubringen.<br />

ISO 27001 und IEC 62443 sind hier<br />

wichtige Standards, die zu berücksichtigen<br />

sind.<br />

In den einbaufertigen Kommunikationsschnittstellen Anybus CompactCom IIoT Secure sind modernste<br />

Sicherheitsfunktionen implementiert, die für Sicherheit im Automatisierungsgerät selbst sorgen, sowie aktuellen<br />

und zukünftigen Sicherheitsanforderungen standhalten. © HMS<br />

Gemeinsam zu höherer<br />

Anlagenverfügbarkeit<br />

Bei der Netzwerkkommunikation<br />

stehen Gerätehersteller wie<br />

Anlagenbetreiber heute gleichermaßen<br />

vor der Herausforderung,<br />

eine immense Protokollvielfalt zu<br />

überblicken, neue Technologien wie<br />

OPC UA oder TSN zu implementieren<br />

und sinnvoll zu nutzen sowie<br />

potenzielle Risiken und Security-<br />

Anforderungen im Blick zu behalten.<br />

Die zunehmende Vernetzung auch<br />

in Richtung IT-Ebene bietet technische<br />

Vorteile und Wettbewerbsvorteile.<br />

Die Nutzung neuer Technologien<br />

darf jedoch nicht zulasten<br />

der Zuverlässigkeit des Produktionsprozesses<br />

gehen.<br />

Als Technologiepartner kann<br />

HMS hier vielfältig unterstützen:<br />

Mit Werkzeugen zur Planung von<br />

Netzwerken und deren Validierung<br />

nach gültigen Standards. Aber<br />

auch mit Kommunikationslösungen<br />

wie Gateways oder embedded<br />

Kommu nikationsschnittstellen, in<br />

die bereits viel Netzwerkexpertise<br />

„implementiert“ ist. Zudem<br />

kann er auch beratend und mit<br />

Schulungen zur Seite stehen. So<br />

Mehr Informationen:<br />

Über HMS Networks: www.hms-networks.de<br />

Über Anybus: www.anybus.de<br />

lassen sich Bestands- und Neuanlagen<br />

zuverlässig, sicher und mit<br />

geringem Aufwand mit industrieller<br />

Kommunikationstechnik nachbzw.<br />

ausrüsten, die für maximale<br />

Verfügbarkeit sorgt. ◄<br />

FACHKRÄFTE GESUCHT?<br />

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mit einer Stellenanzeige in unseren<br />

Fachzeitschriften!<br />

www.beam-verlag.de<br />

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8 <strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong>


Aktuelles<br />

„Alle wollen Influencer werden,<br />

aber keiner Ingenieur“<br />

Deutschland muss die MINT-Bildung ausbauen und stärker vernetzen<br />

Bild 1: Mit Technik-Workshops den Nachwuchs begeistern (Bilder © ITQ GmbH)<br />

Um die Digitalisierung in der Automatisierungsbranche<br />

weiter voranzubringen,<br />

braucht Deutschland dringend<br />

Nachwuchs im MINT- Bereich.<br />

Auf der diesjährigen SPS präsentiert<br />

die ITQ GmbH, als kompetenter<br />

Partner für Software und Systems<br />

Engineering, neben Lösungsansätzen<br />

für Entwicklungsprozesse in der<br />

Automation auch innovative Ausbildungsansätze,<br />

die Unternehmen bei<br />

der Gewinnung von MINT-Fachkräften<br />

unterstützen. Besucher können<br />

sich auf dem Gemeinschaftsstand<br />

ITQ GmbH auf dem<br />

Gemeinschaftsstand der Bayern<br />

Innovativ in Halle 6, Stand 240<br />

ITQ GmbH<br />

www.itq.de<br />

der Bayern Innovativ bei der ITQ<br />

GmbH über innovative Ausbildungsprojekte<br />

und deren flächendeckende<br />

Vernetzung informieren.<br />

Das deutsche Bildungssystem gilt<br />

seit Jahren als antiquiert und durch<br />

das föderalistische System als zerklüftet.<br />

Selbst Informatik und MINT-<br />

Unterricht ist nicht ausreichend. So<br />

ist der Nachwuchs für Studien- und<br />

Ausbildungsfächer für die Automatisierungsbranche<br />

der Zukunft nicht<br />

sensibilisiert und es fehlt an der benötigten<br />

Motivation und dem Interesse.<br />

Die ITQ GmbH bringt als<br />

unabhängiges Engineering- und<br />

Beratungsunternehmen die Digitalisierung<br />

in der Automatisierungsbranche<br />

voran und hat sich zum<br />

Ziel gesetzt, existierende Education-Ansätze<br />

gewinnbringend miteinander<br />

zu vernetzen.<br />

Education-Ansätze<br />

Auf der SPS stellt das Unternehmen<br />

seine eigenen Education-<br />

Ansätze vor und zeigt, wie mit kleinen<br />

technischen „Spielzeugen“ erstes<br />

Programmieren für jedes Alter mit<br />

Spaß erlernt werden kann. Auf dem<br />

Gemeinschaftsstand zeigt die ITQ,<br />

wie ein mechanischer Bausatz eines<br />

Putzroboters oder einfaches technisches<br />

Spielzeug mit Raspberry Pi<br />

Pico Microcontrollern und erster Programmierung<br />

in Python große und<br />

kleine Besucher begeistert. Zudem<br />

dürfen sich interessierte Besucher<br />

über einen digitalen Streichelzoo 4.0<br />

auf Basis von LEGO Mindstorms,<br />

Wasserstoffautos zum Experimentieren<br />

sowie Virtual Reality Anwendungen<br />

freuen.<br />

„Coach the Coach“<br />

Bei der außerschulischen Ausbildung<br />

hat sich die Methode des<br />

„Coach the Coach“ als hocheffizient<br />

erwiesen. Dabei werden Jung-<br />

Ingenieure und Studierende sowie<br />

Auszubildende zu Technik Coaches<br />

qualifiziert, welche ihr Wissen dann<br />

in Workshops an junge Schülerinnen<br />

und Schüler weitergeben. „Diese<br />

Mischung aus Lernen und Lehren,<br />

selbst gefördert und gefordert werden,<br />

ist außerordentlich effektiv“, so<br />

Geschäftsführer der ITQ GmbH,<br />

Dr. Rainer Stetter.<br />

Innovationsfestivals<br />

Eine weitere innovative Möglichkeit<br />

Nachwuchskräfte zu finden,<br />

sind die Innovationsfestivals MAKE-<br />

ATHON. Beim SMART GREEN<br />

ISLAND MAKEATHON 2023 kamen<br />

auf Gran Canaria über 600 internationale<br />

Studierende und Unternehmensvertreter<br />

für 4 Tage zusammen,<br />

um gemeinsam an technischen Prototypen<br />

zu arbeiten. Für beide Seiten<br />

ist der MAKEATHON neben dem<br />

Ausbildungsansatz eine innovative<br />

Recruiting-Plattform. Die Automatisierungsbranche<br />

braucht intelligente<br />

Lösungen, vom einfachen Sensor<br />

bis hin zu aufwendigen Smart Production<br />

Solutions. Der MINT-Nachwuchs<br />

muss gefördert und für die<br />

Branche sensibilisiert werden, damit<br />

Deutschland den Schritt zur digitalisierten<br />

Industriewelt schafft. ◄<br />

Bild 2: SMART GREEN ISLAND MAKEATHON als innovative Recruiting-<br />

Maßnahme<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong> 9


Aktuelles<br />

PI-Technologien im Spotlight<br />

Technologie-Updates und Expertenaustausch<br />

auf dem PI-Gemeinschaftsstand der SPS 2023<br />

Geräten unterschiedlicher Hersteller<br />

zur Schau gestellt. Die integrale<br />

Realisierung funktionaler Sicherheit<br />

wird mehr und mehr zum Standard<br />

in der Automatisierung. Mit IO-Link<br />

Safety trägt die IO-Link Community<br />

diesem Trend Rechnung und stellt<br />

auf der SPS eine funktionsfähige<br />

Demo mit IO-Link Safety-Geräten<br />

von sieben Herstellern aus.<br />

Neuheiten, Weiterentwicklungen, Technologieupdates sowie neue zukunftsweisende Technologien auf dem<br />

diesjährigen PI-Gemeinschaftsstand auf der SPS.<br />

Halle 5, Stand 210<br />

PI (PROFIBUS & PROFINET<br />

International) PROFIBUS<br />

Nutzerorganisation e. V.<br />

www.profibus.com<br />

Die Technologien von PI<br />

( PROFIBUS & PROFINET International)<br />

stehen im Spotlight auf<br />

dem PI-Gemeinschaftsstand auf<br />

der SPS vom 14.-16. November<br />

2023. Dort präsentiert PI zusammen<br />

mit über 100 Mitausstellern<br />

Neuheiten, die kontinuierliche Entwicklung<br />

der PI-Technologien, Technologieupdates<br />

und Innovationen –<br />

kurzum die Zukunft der industriellen<br />

Automation.<br />

PROFINET-Security<br />

Eine wichtige Neuheit zeigt die<br />

Industrie-4.0-Wand: Eine neue Security-Demo<br />

veranschaulicht eindrucksvoll<br />

wie PROFINET-Security funktioniert.<br />

Damit wird Security auch auf<br />

OT-Level möglich. Die Demo ermöglicht<br />

sowohl Anwendern als auch<br />

Herstellern einen besseren Einblick<br />

für ihre eigene Planung und Implementierung<br />

von Security-Lösungen.<br />

Die PROFINET over TSN-Demo<br />

bildet ein weiteres Highlight auf<br />

der Industrie- 4.0-Wand. Hier wird<br />

nicht nur die Funktion und der Nutzen<br />

dieser Technologie präsentiert,<br />

sondern auch der aktuelle Stand<br />

der Implementierung verdeutlicht.<br />

OPC UA Safety Demo<br />

Weiterhin wird die OPC UA Safety<br />

Demo ausgestellt. Hier wird gezeigt,<br />

wie auch bei flexibleren Anlagen<br />

mit wechselnden Steuerungen eine<br />

Safety-Kommunikation einfach aufgebaut<br />

werden kann.<br />

PROFIdrive<br />

wird durch einen Live-Showcase<br />

präsentiert. Elf Antriebe verschiedener<br />

Hersteller demonstrieren,<br />

wie das perfekte Zusammenspiel<br />

in einer anspruchsvollen Antriebsapplikation<br />

funktioniert. Ebenso<br />

beeindruckend ist das Digitalisierungssystem,<br />

das die Virtualisierung<br />

von Planung, Inbetrieb setzung<br />

und Betrieb zeigt. Hier wird deutlich,<br />

welches enorme Potenzial eine<br />

gemeinsame leistungsstarke Profilplattform<br />

bietet.<br />

IO-Link<br />

hat dank seiner Offenheit in der<br />

ganzen Welt bereits eine sehr<br />

große Akzeptanz gefunden. Die<br />

beein druckende Gerätevielfalt von<br />

IO-Link wird an einer großen Multivendor-Wand<br />

mit über 200 IO-Link- -<br />

omlox<br />

Die Ortungstechnologie omlox<br />

überzeugt in diesem Jahr mit einer<br />

Weltpremiere: Lösungen zum Anfassen<br />

und Begreifen. Zusammen mit<br />

omlox-Partnern werden erstmalig<br />

in einer Livedemonstration Endezu-Ende<br />

Hard- und Softwarelösungen<br />

gezeigt, die auf der neuen<br />

omlox V2-Spezifikation basieren.<br />

PROFINET over APL<br />

Mit der Fertigstellung der Spezifikationen<br />

und Guidelines stehen für<br />

PROFINET over APL alle Tore für<br />

den Einsatz in der Prozessautomatisierung<br />

offen. Die Process Automation<br />

Live-Demo wurde um eine<br />

Reihe von PROFINET-Produkten<br />

mit einem Ethernet-APL Physical<br />

Layer ergänzt. Besuchern bietet sich<br />

hier die Gelegenheit einer interaktiven<br />

Bedienung der auf PROFINET<br />

und PROFIBUS PA basierenden<br />

Anlagen struktur.<br />

MTP<br />

Die jüngste PI-Technlogie - MTP -<br />

darf natürlich in Nürnberg nicht fehlen.<br />

Eindrucksvoll zeigt eine Multivendor-Live-Demo,<br />

wie komplexe<br />

Produktionssysteme modular aufgebaut<br />

und flexibel umkonfiguriert<br />

werden können. ◄<br />

Weitere Informationen über den<br />

PI-Gemeinschaftsstand und die<br />

Mitaussteller sowie zum Erwerb<br />

von Besuchertickets finden Sie<br />

unter: https://www.profibus.com/<br />

trainingevents/sps-2023<br />

10 <strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong>


Individuelle Gehäuse- und Systemlösungen<br />

für den industriellen Einsatz<br />

Aktuelles<br />

Hochqualitative Gehäuse- und Systemlösungen für die Elektronik zeigt die Polyrack Tech-Group auf der SPS –<br />

Smart Production Solutions in Halle 3C, Stand 202. Präsentiert wird unter anderem das mit dem iF Award 2023<br />

ausgezeichnete, industrielle Tischgehäuse FrameTEC für 19“-Einschübe.<br />

FrameTEC<br />

der Formfaktoren – embedded NUC<br />

(eNuc) – pico-ITX (pITX, 2,5“) –<br />

SMARC – QSeven – SBCs (z. B.<br />

„Raspberry Pi“). Neben der Verwendung<br />

als Tischgehäuse kann<br />

dieses Gehäuse auch per Adapter<br />

oder VESA Halterung an die Wand,<br />

sowie in vielfältiger Orientierung an<br />

die Hutschiene montiert werden.<br />

Dank breitem Technologiespektrum<br />

in der mechanischen Fertigung,<br />

Systemtechnik/ Elektronik, Kunststofftechnik<br />

und Oberflächenbearbeitung<br />

bietet Polyrack Electronic<br />

Packaging für eine Vielzahl an<br />

Anwendungen. Das Leistungsangebot<br />

reicht von der Beratung in<br />

der Konzeptionsphase über die Entwicklung,<br />

Produktion und Assemblierung<br />

bis hin zu Logistiklösungen<br />

und Sourcing Services. ◄<br />

Vor Ort stehen unter anderem<br />

die folgenden Produktreihen für ein<br />

erstes Hands-On zur Verfügung:<br />

FrameTEC<br />

Das elegante industrielle Tischgehäuse<br />

für 19“-Einschübe mit<br />

hoher Flexibilität bei Gestaltung<br />

und Maßen vereint ästhetische<br />

Formgebung und Konstruktion in<br />

einem ehrlichen, sich selbsterklärenden<br />

Design. Die große Anzahl<br />

an Konfigurationsmöglichkeiten und<br />

wechselbaren Komponenten macht<br />

das Gehäuse zum idealen Träger in<br />

POLYRACK TECH-GROUP<br />

info@polyrack.com<br />

www.polyrack.com<br />

Anwendungsbereichen mit hohem<br />

Qualitätsanspruch.<br />

PanelPC 2<br />

Die Gehäuseserie wurde speziell<br />

für Panel-PC- und/oder Anzeigeund<br />

Bediensysteme im industriellen<br />

Umfeld entwickelt (-20 °C bis +70 °C).<br />

Der Displayrahmen aus massivem<br />

Aluminium kann für Bildschirmdiagonalen<br />

von 10,1“ bis 21,5“ und verschiedene<br />

Covergläser angepasst<br />

werden. Das Gehäusedesign ist primär<br />

für die Verwendung von PCAP-<br />

Touches ausgelegt.<br />

EmbedTEC SFF<br />

Das optisch ansprechende Aluminium-Tischgehäuse<br />

ist die elegante<br />

Verpackung für embedded-Boards<br />

PanelPC<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong> 11


Künstliche Intelligenz<br />

Zukunft der Datenanalyse und Prozessoptimierung:<br />

Präskriptive Analyse in der Industrie<br />

Modernes Datenmanagement ist ein unterschätzter Wettbewerbsvorteil in zahlreichen Industriefeldern<br />

© ipopba - stock.adobe.com<br />

Autor<br />

Werner Reuß<br />

InterSystems GmbH<br />

www.intersystems.com/de/<br />

In der Industrie liefern Roboter,<br />

Maschinen und Sensoren mittlerweile<br />

kontinuierlich Daten. Dadurch<br />

werden Produktionsleiter mit einer<br />

großen Datenmenge konfrontiert,<br />

die sie bewältigen müssen. Ohne<br />

Gegenmaßnahmen kann die stetig<br />

steigende Datenflut vor dem Hintergrund<br />

volatiler Marktbedingungen<br />

und anspruchsvollerer Kundenanforderungen<br />

für Unternehmen zu<br />

einem signifikanten Wettbewerbsnachteil<br />

werden. Eine Studie der<br />

TH Würzburg-Schweinfurt untermauert<br />

diese Annahme: Schon jetzt<br />

haben kleine und mittlere Unternehmen<br />

(KMU) aufgrund unzureichender<br />

Datennutzung und -verarbeitung<br />

gravierende Probleme bei<br />

der Einhaltung von Lieferterminen.<br />

Durch die Aggregierung und Konsolidierung<br />

von Echtzeitdaten können<br />

laut der Studie die Produktionsplanung<br />

und -steuerung sowie die<br />

Disposition und Koordination von<br />

Arbeitsaufträgen aber optimiert<br />

werden, um so eine bessere Termintreue<br />

zu gewährleisten.<br />

Mit künstlicher Intelligenz<br />

durch den Datendschungel<br />

Das Stichwort für eine positive<br />

Veränderung lautet datenbasierte<br />

Entscheidungsfindung: Die relevanten<br />

Daten für bestimmte Fragestellungen<br />

in der Masse an Informationen<br />

zu erkennen, zentral zusammenzuführen,<br />

schnell zu analysieren<br />

und daraus gezielte Handlungsempfehlungen<br />

abzuleiten, wird für<br />

Unternehmen zum entscheidenden<br />

Wettbewerbsvorteil. Die erwähnte<br />

Studie hebt dabei als Beispiel die<br />

Komplexität der Produktionsplanung<br />

und -steuerung hervor. Mithilfe<br />

gezielter Analysen der Betriebsdaten<br />

und darauf basierender Prozessoptimierung<br />

können Unternehmen die<br />

Effizienz ihrer Produktion steigern.<br />

Dabei ist der Einsatz von künstlicher<br />

Intelligenz (KI) und maschinellem<br />

Lernen (ML) sehr hilfreich.<br />

Ein besonders vielversprechender<br />

Ansatz ist die präskriptive Analyse:<br />

Die KI dahinter analysiert Daten und<br />

gibt Anwendern konkrete Handlungsempfehlungen,<br />

zum Beispiel wenn<br />

Rohstofflieferungen ausbleiben und<br />

deshalb der Produktionsplan angepasst<br />

werden muss (Bild 1).<br />

Präskriptive Analyse<br />

schafft neue<br />

Handlungsmöglichkeiten<br />

Durch diese Handlungsempfehlungen<br />

unterscheidet sich die neue<br />

Methode grundlegend von deskriptiven<br />

und prädiktiven Ansätzen. Die<br />

KI beschreibt nicht nur Entwicklungen<br />

oder warnt vor Ereignissen;<br />

sie macht auch konkrete Vorschläge<br />

und stößt notwendige Prozesse an.<br />

Sie kann unter anderem bei der<br />

Sequenzierung von Fertigungsaufträgen<br />

die bestmögliche Abfolge der<br />

Auftragsbearbeitung berechnen,<br />

um danach auf Wunsch automatisch<br />

die nächsten Prozessschritte<br />

einzuleiten. Dabei berücksichtigt<br />

das System stets alle Folgekosten,<br />

die zum Beispiel durch den Personalaufwand,<br />

die Lagerhaltung und<br />

etwaige Vertragsstrafen entstehen.<br />

Auch bei veränderten Rahmenbedingungen,<br />

die nicht vorhergesagt<br />

wurden, aber eine kurzfristige Reaktion<br />

seitens der Verantwortlichen<br />

erfordern, zeigt die KI umgehend<br />

sinnvolle Handlungsmöglichkeiten<br />

auf. So empfiehlt sie automatisch<br />

passende Maßnahmen, wenn die<br />

Produktion – beispielsweise durch<br />

witterungsbedingte Lieferengpässe,<br />

unbrauchbar gewordene Rohmaterialien<br />

oder plötzlichen Personalausfall<br />

– droht, beeinträchtigt zu werden.<br />

Das versetzt Produktionsleiter<br />

in die Lage, schnell und effektiv<br />

auf neue Situationen zu reagieren<br />

(Bild 2).<br />

Vorteile<br />

der präskriptiven Analyse<br />

Viele Vorteile bietet die präskriptive<br />

Analyse auch im Hinblick auf<br />

12 <strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong>


Künstliche Intelligenz<br />

Bild 1: Maschinelles Lernen und künstliche Intelligenz sind in der Industrie bei der Analyse großer Datenmengen<br />

nicht mehr wegzudenken © Christian - stock.adobe.com<br />

die Instandhaltung von Maschinen.<br />

Wartungsintervalle von Maschinen<br />

sind von unterschiedlichen Faktoren<br />

abhängig, in der Regel aber genau<br />

festgelegt. Die Verantwortlichen für<br />

die Instandsetzung sorgen dafür,<br />

dass ihr Unternehmen möglichst<br />

viele Komponenten in dem jeweiligen<br />

Wartungsfenster überprüft<br />

und gegebenenfalls repariert oder<br />

austauscht. Herausfordernd wird es,<br />

wenn es zu ungeplanten Komplikationen<br />

aufgrund von Fehlfunktionen<br />

kommt. Dann geht es darum, schnell<br />

den besten Zeitpunkt für die Reparatur<br />

zu finden, der von verschiedenen<br />

Faktoren abhängt, wie etwa<br />

von der Verfügbarkeit von Ersatzteilen<br />

oder des erforderlichen Personals.<br />

An dieser Stelle kommt die<br />

präskriptive Analyse ins Spiel. Auf<br />

Wunsch schlägt das darauf aufbauende<br />

System den besten Zeitpunkt<br />

für die Reparatur vor, teilt die richtigen<br />

Fachleute für die anstehenden<br />

Aufgaben ein und bestellt automatisch<br />

Ersatzteile – aus dem eigenen<br />

Lager, von anderen Standorten oder<br />

vom Hersteller. Dabei sehen die Verantwortlichen<br />

auch, wann der Vorgang<br />

am wenigsten Kosten verursacht.<br />

Produktionsunterbrechungen<br />

und Kosten lassen sich so minimieren.<br />

Das Personal profitiert zudem<br />

von spürbaren Entlastungen.<br />

Single Source of Truth<br />

Eine Single Source of Truth ist die<br />

Voraussetzung für die präskriptive<br />

Analyse. Grundsätzlich hilft die präskriptive<br />

Analyse dabei, die Abläufe<br />

in der Fertigung und alle weiteren<br />

verbundenen Prozesse optimal zu<br />

planen. Je nach Implementierung<br />

berücksichtigt die zugrundeliegende<br />

KI Daten und Faktoren wie<br />

Ressourcenverfügbarkeit, Personalsituation<br />

am jeweiligen Standort<br />

oder Energienutzung.<br />

Präskriptive Analysen lassen sich<br />

aber nur nutzen, wenn die eigenen<br />

Daten verfügbar und qualitativ ausreichend<br />

sind. Unternehmen müssen<br />

also dazu fähig sein, Daten<br />

aus diversen Quellen miteinander<br />

zu verknüpfen und zu verarbeiten.<br />

Oft fehlt dafür aber noch die umfassende<br />

Vernetzung zwischen der<br />

Informations- und Betriebstechnik,<br />

wie eine Studie der IDC zeigt.<br />

Lediglich bei 36 Prozent der deutschen<br />

Unternehmen besteht diese<br />

bereits. Unternehmen benötigen<br />

daher eine moderne Lösung, um<br />

intern eine geeignete Datenarchitektur<br />

zu schaffen, mit der sie alle<br />

Daten erfassen und in einer Single<br />

Source of Truth (SSOT) vereinen<br />

können – das Fundament für<br />

fortschrittliche Analysen und KI.<br />

Fazit<br />

Sobald das Datenmanagement<br />

der Unternehmen stimmt, können<br />

sie mit präskriptiven Analysen<br />

erfolgreich in die Zukunft starten.<br />

Die vielfältigen Anwendungsbeispiele<br />

zeigen: Die Vorarbeit lohnt<br />

sich. Im Wettbewerb schaffen sich<br />

Betriebe mit KI-basierten Lösungen<br />

wie präskriptiven Analysen, durch<br />

die sie auf jede neue Situation gut<br />

vorbereitet sind und reagieren können,<br />

einen entscheidenden Vorteil.<br />

Wer schreibt:<br />

Werner Reuß verfügt über 25 Jahre<br />

Erfahrung im Umfeld der Fertigungsund<br />

IT-Industrie. Er hat für Konzerne<br />

wie Microsoft und Orange Business<br />

Services internationale Geschäftsbereiche<br />

aufgebaut und geleitet. In<br />

den letzten 10 Jahren lag sein Fokus<br />

auf Industrie 4.0 und den damit verbundenen<br />

Themen in der Organisationsentwicklung.<br />

Bei InterSystems<br />

verantwortet Werner Reuß die strategische<br />

Ausrichtung des Unternehmens<br />

in der Fertigungsbranche in<br />

der DACH-Region. ◄<br />

Bild 2: Produktionsleiter können Fertigungsprozesse mit datenbasierten, auf präskriptiven Analysen gestützten<br />

Handlungsempfehlungen gezielt optimieren © Roman King - stock.adobe.com<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong> 13


Digitalisierung<br />

Industrie 4.0 – Warum Digitalisierung<br />

künftig unerlässlich wird<br />

Autor:<br />

Dr. Stefan Schork<br />

Manager<br />

ZVEI-Fachverband Automation<br />

www.zvei.org<br />

Bereits seit 2011 steht Industrie 4.0<br />

für die Vision, mittels Digitalisierung<br />

eine intelligente Vernetzung von Menschen,<br />

Maschinen und Produkten<br />

über Unternehmensgrenzen hinaus<br />

zu ermöglichen. Im Kern basiert dies<br />

auf dem flächen deckenden Einsatz<br />

von Informations- und Kommunikationstechnologien,<br />

die beispielsweise<br />

Daten erfassen, aufbereiten und<br />

den verschiedenen Beteiligten des<br />

Wertschöpfungsnetzwerks zur Verfügung<br />

stellen. Mittels dieser Daten<br />

können Produkte und Lösungen im<br />

dynamischen Umfeld mit sich stetig<br />

verkürzenden Entwicklungs zyklen<br />

kundenzentriert ausgeführt werden<br />

und Produktionsprozesse flexibel<br />

gesteuert werden. Darüber hinaus<br />

können Ressourcen vorausschauend<br />

und schonend im Sinne der<br />

Kreislaufwirtschaft eingesetzt werden,<br />

wodurch Daten auch im Bereich<br />

Nachhaltigkeit einen hohen Stellenwert<br />

einnehmen. Ent sprechend<br />

wird der Bedarf an Daten auch in<br />

Zukunft steigen.<br />

Regulatorische<br />

Anforderungen steigen<br />

Neben dem Bedarf an Daten im<br />

Wertschöpfungsnetzwerk, steigen<br />

auch die seitens Regulatorik<br />

gestellten Anforderungen hinsichtlich<br />

der Dokumentation verschiedenster<br />

Informationen zu hergestellten und<br />

inverkehrgebrachten Produkten.<br />

Einen zentralen Aspekt stellt dabei<br />

das Thema der Nach haltigkeit dar.<br />

Mit der „Ecodesign for Sustainable<br />

Products Regulation“ (ESPR) im Rahmen<br />

des European Green Deals,<br />

verfolgt die europäische Kommission<br />

das Ziel, Produkte nachhaltiger<br />

und umweltfreundlicher zu gestalten<br />

sowie eine konsequente Kreislaufwirtschaft<br />

zu etablieren. Zur<br />

Umsetzung dieses Ziels stellt die<br />

ESPR verschiedene Anforderungen<br />

an Produkte über deren gesamten<br />

Produkt lebenszyklus. Diese Anforderungen<br />

betreffen beispielsweise<br />

den Einsatz von recyclierten und<br />

recycel baren Materialien, die Auslegung<br />

hinsichtlich einer energieund<br />

ressourcenschonenden Nutzungsphase<br />

sowie Möglichkeiten zur<br />

Reparatur, Wiederverwendung und<br />

Wiederverwertung der Produkte.<br />

Produktinformationen<br />

dokumentieren<br />

Auch in anderen Bereichen sind<br />

mit neuen regulatorischen Maßnahmen<br />

meist Anforderungen im<br />

Bereich der Dokumentation von<br />

Produktinformationen verbunden.<br />

So müssen nach dem Anfang 2023<br />

in Kraft getretenen Lieferkettensorgfaltspflichtengesetz<br />

Nachweise über<br />

die Einhaltung grundlegender Menschenrechtsstandards<br />

innerhalb der<br />

Lieferkette geführt werden und der<br />

„Cyber Resilience Act“ (CRA), der<br />

die EU mittels gemeinsamer Cyber-<br />

Sicherheitsstandards vor Cyberangriffen<br />

schützen soll, stellt in Zukunft<br />

verschiedene Anforderungen an<br />

Produkte mit digitalen Elementen,<br />

deren Einhaltung ebenfalls zu dokumentieren<br />

ist.<br />

Dokumentation<br />

wird wichtiger<br />

Insgesamt zeigt sich somit, dass im<br />

Rahmen existierender und zukünftiger<br />

Regulierungen ein besonderes<br />

Augenmerk auf die Dokumentation<br />

von Informationen und Daten zu hergestellten<br />

Produkten, teilweise auf<br />

Ebene der Produktinstanz, gelegt<br />

werden muss. Dabei ist auch zu<br />

beachten, dass durch die Betrachtung<br />

des gesamten Wertschöpfungsnetzwerks<br />

auch kleine und mittlere<br />

Unternehmen direkt oder indirekt,<br />

beispielsweise wenn Anforderungen<br />

von Kunden an zuliefernde Unternehmen<br />

weitergebeben werden,<br />

betroffen sein werden. Das Erfüllen<br />

dieser Anforderungen und die<br />

Dokumentation der Erfüllung gehen<br />

dabei mit mitunter erheblichen Aufwänden<br />

einher.<br />

Digitaler Produktpass<br />

Digitalisierung kann jedoch auch<br />

in diesem Bereich dazu beitragen,<br />

Anforderungen zu Erfüllen und Aufwände<br />

zu reduzieren, indem Informationen<br />

digital dokumentiert,<br />

automatisiert verarbeitet und verschiedenen<br />

Nutzergruppen direkt<br />

zur Verfügung gestellt werden. Im<br />

Rahmen der ESPR ist diese digitale<br />

Form der Datenhaltung sogar<br />

eine konkrete Anforderung, die als<br />

Digitaler Produktpass bezeichnet<br />

wird. Digitale Produktpässe werden<br />

dabei im Laufe der kommenden<br />

Jahre für verschiedene Produktgruppen<br />

verpflichtend, beginnend<br />

mit dem digitalen Batteriepass,<br />

der voraussichtlich ab 2026<br />

für PKW-Batterien, große Industriebatterien<br />

und stationäre Speicher<br />

verpflichtend sein wird.<br />

Höhere Transparenz<br />

Digitale Produktpässe sollen dabei<br />

zu mehr Transparenz über den<br />

gesamten Produktlebenszyklus der<br />

Produkte führen und die Einhaltung<br />

der bereits beschriebenen Anforderungen,<br />

von verwendeten Rohstoffen<br />

über Emissionen in der Nutzungsphase<br />

bis hin zu Recyclingmöglichkeiten,<br />

dokumentieren. Ebenfalls soll<br />

der Digitale Produktpass verschiedenen<br />

Nutzern über den Produktlebenszyklus<br />

hinweg zur Verfügung<br />

stehen, beispielsweise Kunden im<br />

B2B Bereich, Endanwendern, Entsorgungsunternehmen<br />

sowie Behörden<br />

der Marktüberwachung. Sowohl<br />

das technische System zur Umsetzung<br />

des digitalen Produktpasses<br />

als auch die genauen Inhalte sind<br />

dabei aktuell noch in der Diskussion.<br />

14 <strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong>


Digitalisierung<br />

Konzept DPP4.0<br />

Wie ein digitaler Produktpass<br />

technisch umgesetzt werden kann,<br />

zeigen wir als ZVEI mit dem Konzept<br />

DPP4.0 – dem digitalen Produktpass<br />

für Industrie 4.0. Dieser<br />

basiert auf zwei international verfügbaren<br />

Standards: IEC 61406 –<br />

„Identifizierungslink“ (ID-Link) und<br />

IEC 63278 – „Verwaltungsschale für<br />

industrielle Anwendungen“ (engl.<br />

Asset Administration Shell, AAS).<br />

Der ID-Link stellt als Webadresse<br />

eine eineindeutige Identifikation<br />

des Produkts auf Instanzebene<br />

dar und kann beispielsweise als<br />

QR-Code auf dem Produkt angebracht<br />

werden. Über den ID-Link<br />

kann bereits ermöglicht werden,<br />

auf verfügbare Informationen und<br />

Dokumente, beispielsweise Zertifikate<br />

und Gebrauchs hinweise, die<br />

normalerweise in Papierform dem<br />

Produkt beiliegen, digital zuzugreifen.<br />

Dadurch sind Informationen<br />

zum jeweiligen Produkt stets verfügbar<br />

und können zum Beispiel<br />

im Falle der Wartung direkt und<br />

in verschiedenen Sprachen abgerufen<br />

werden. Aufwände zur Archivierung<br />

und Suche der relevanten<br />

Dokumente in Papierform können<br />

dadurch reduziert werden.<br />

ID-Link als zentraler<br />

Zugangspunkt<br />

Die Verwendung digitaler Dokumentationen<br />

hat dabei auch direkten<br />

Einfluss auf die Nachhaltigkeit eines<br />

Produktes, da auf in Papier zur Verfügung<br />

gestellte Dokumente, die bei<br />

Inbetriebnahme des Produkts entsorgt<br />

werden, verzichtet werden<br />

kann. Heutige Richtlinien, Normen<br />

und Standards verpflichten zwar<br />

noch zur Papierdokumentation,<br />

jedoch sind Anpassungen in diesem<br />

Bereich in Zukunft zu erwarten.<br />

Da der ID-Link als zentraler<br />

Zugangspunkt zu den Informationen<br />

zum jeweiligen Produkt dient,<br />

können auch weitere, im Rahmen<br />

kommender Regulierungen geforderte<br />

Produktinformationen über diesen<br />

zur Verfügung gestellt werden.<br />

Verwaltungsschale<br />

Die Verwaltungsschale dient im<br />

DPP4.0 dazu, Informationen in einem<br />

standardisierten, semantisch eindeutigen<br />

und maschinenlesbaren Format<br />

zu strukturieren. Sie besteht<br />

aus einer Menge an Teilmodellen,<br />

die einen spezifischen Umfang an<br />

Informationen enthalten und für verschiedene<br />

Anwendungsfälle zugeschnitten<br />

werden können. Erfordern<br />

neue Anwendungsfälle – oder Richtlinien<br />

– zusätzliche Informationen<br />

können entsprechende Teilmodelle<br />

erarbeitet und der Verwaltungsschale<br />

hinzugefügt werden. Die Verknüpfung<br />

der Verwaltungsschale zum<br />

Produkt erfolgt über den ID-Link.<br />

PCF-Wert<br />

Wie Informationen mittels DPP4.0<br />

im Wertschöpfungsnetzwerk unternehmensübergreifend<br />

zur Verfügung<br />

gestellt und genutzt werden<br />

können, zeigen wir in einem<br />

Showcase anhand der exemplarischen<br />

Berechnung der Treibhausgasemissionen<br />

(Product Carbon<br />

Footprint, PCF), die durch die<br />

Produktion eines Schaltschranks<br />

entstanden sind. Wenn auch noch<br />

nicht regulatorisch gefordert, steigt<br />

bereits heute die Nachfrage nach<br />

PCF-Informationen zu Produkten<br />

stetig. Jedoch ist die Berechnung<br />

des PCF-Werts mit einigen Hürden<br />

verbunden. Je nach vorangegangener<br />

Lieferkette sind beispielsweise<br />

PCF-Werte der zugelieferten<br />

Produkte kaum zu berechnen,<br />

da Informationen zu verwendeten<br />

Materialien und Fertigungsprozessen<br />

nicht vorliegen.<br />

Existierende Berechnungsstandards<br />

basieren daher zumeist auf<br />

Datenbanken und Abschätzungen.<br />

Zur Erhöhung der Transparenz können<br />

PCF-Werte zugelieferte Produkte<br />

bei den jeweiligen Herstellern angefragt<br />

werden und anschließend als<br />

Primärdaten in die eigenen Berechnungen<br />

einfließen. Allerdings führen<br />

unterschiedliche Benennungen des<br />

PCF-Werts, unterschiedliche Datenformate<br />

und unterschiedliche Übertragungswerte<br />

dazu, dass selbst bei<br />

Vorliegen der entsprechenden Informationen<br />

diese zunächst gesammelt,<br />

interpretiert und in eigene Systeme<br />

überführt werden müssen.<br />

Genau hier setzt DPP4.0 an:<br />

zunächst besteht über den auf dem<br />

jeweiligen Produkt angebrachten<br />

ID-Link ein direkter Weg zu den<br />

benötigten PCF-Werten. Darüber<br />

hinaus liegen diese in einem standardisierten<br />

Teilmodell der verknüpften<br />

Verwaltungsschale – und damit<br />

maschinenlesbar – vor. Am Beispiel<br />

des Schaltschranks bedeutet<br />

dies, dass im Montageprozess<br />

der ID-Link des jeweils verbauten<br />

Produkts eingelesen werden kann,<br />

wodurch der PCF-Wert abgerufen<br />

wird, und automatisiert dem PCF-<br />

Wert des gesamten Aufbaus hinzugefügt<br />

wird.<br />

Fazit<br />

Das Beispiel zeigt, dass Digitalisierung<br />

Prozesse unternehmensintern<br />

sowie -übergreifend beschleunigen<br />

kann und zudem zur Erfüllung<br />

der durch neue Regularien geschaffenen<br />

Informations- und Dokumentationspflichten<br />

beitragen kann. Gelingen<br />

kann die Digitalisierung dabei<br />

jedoch nur gemeinsam, so dass<br />

technische Systeme und die interne<br />

digitale Infrastruktur über standardisierte<br />

Schnitt stellen unternehmensübergreifend<br />

in einem Datenraum<br />

zusammenarbeiten können.<br />

Mit Manufacturing-X haben Wirtschaft,<br />

Politik und Forschung eine<br />

entsprechende Initiative gestartet,<br />

die diesen Datenraum Industrie 4.0<br />

in den kommenden Jahren realisieren<br />

soll. Als ZVEI sind wir hier federführend<br />

dabei, diesen Datenraum<br />

zu gestalten.<br />

Wer schreibt:<br />

Als Manager Automation im Fachverband<br />

Automation des ZVEI<br />

befasst sich Dr. Stefan Schork mit<br />

den technologischen Entwicklungen<br />

zur Digitalisierung des Industrieumfelds<br />

und mit den damit verbundenen<br />

Auswirkungen auf die Mitglieder des<br />

Verbands. Der Verband der Elektround<br />

Digitalindustrie (ZVEI) vereint<br />

mehr als 1.100 innovative Mitgliedsunternehmen<br />

aus den Bereichen<br />

Components, Consumer, Energie,<br />

Industrie, Gebäude, Gesundheit und<br />

Mobilität – darunter Konzerne, Mittelstand<br />

und kleine Unternehmen.<br />

Die Branche wendet rund 20 Mrd.<br />

Euro für Forschung und Entwicklung<br />

und mehr als sieben Mrd. Euro für<br />

Investitionen auf. ◄<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong> 15


Digitalisierung<br />

Datentransparenz als Fundament<br />

für „Digitalen Produktpass“ und „Digital Twin“<br />

Lieferantenmanagement in der Smart Factory<br />

© Westend61 via Getty Images<br />

Durch den voranschreitenden<br />

Klimawandel stehen Unternehmen<br />

weltweit vor der Herausforderung,<br />

wirtschaftlich nachhaltig zu agieren.<br />

Dazu braucht es als wesentliches<br />

Element die Transparenz der<br />

Produktdaten entlang der gesamten<br />

Lieferkette. Ein modernes Lieferantenmanagement<br />

schafft die<br />

Voraussetzungen.<br />

Smartes Tool mit allen Daten<br />

Die Vision hinter dem Digitalen<br />

Produktpass (DPP) ist klar: Den<br />

Anwendern steht ein smartes Tool<br />

zur Verfügung, mit dem sie alle relevanten<br />

Daten über ein Produkt mit<br />

wenigen Klicks abrufen. Doch nicht<br />

nur Endverbraucher kommen in den<br />

Genuss der Vorteile des DPP. Auch<br />

alle Akteure innerhalb der Wertschöpfungskette<br />

profitieren davon.<br />

Autor:<br />

Andreas Dangl<br />

Geschäftsführer<br />

Fabasoft Approve GmbH<br />

www.fabasoft.com/de<br />

So punkten Hersteller unter anderem<br />

damit, dass sie Betriebs- und<br />

Gebrauchsanleitungen in der jeweils<br />

gültigen Landesfassung bereitstellen.<br />

Entsorgungsbetriebe erhalten<br />

die Möglichkeit, umwelt- und<br />

ressourcenschonendes Recycling<br />

durchzuführen. Öffentliche Stellen<br />

sind in der Lage zu überprüfen, ob<br />

die Verantwortlichen die örtlichen,<br />

aktuellen rechtlichen Rahmenbedingungen<br />

einhalten. Handwerker profitieren<br />

von Informationen, wie sie<br />

ein Produkt am besten verbauen<br />

oder reparieren.<br />

Somit ist der DPP ein wirkungsvolles<br />

Werkzeug, um Nachhaltigkeitsziele<br />

zu erreichen und gleichzeitig<br />

die Wertschöpfungskette zu<br />

optimieren.<br />

Virtueller Zwilling<br />

Der Hauptzweck eines „Digital<br />

Twins“ im Bereich Industrie 4.0<br />

besteht darin, Vorabtests, kostengünstige<br />

Predictive-Maintenance-<br />

Analysen oder komplette virtuelle<br />

Inbetriebnahmen zu realisieren. Digitale<br />

Prozesszwillinge zielen darauf<br />

ab, Unternehmen bei der Erstellung<br />

oder Optimierung von Prozessen zu<br />

unterstützen.<br />

Eine weitere Stärke ist, dass Verantwortliche<br />

die tatsächlichen Strukturen<br />

sowie Abläufe in der Supply-<br />

Chain präziser und tiefgreifender<br />

analysieren können. Dieser Ansatz<br />

eröffnet beispielsweise neue Möglichkeiten<br />

in der Bewertung, Steuerung<br />

und Qualifizierung von Lieferanten.<br />

Status quo<br />

Mehr als 60 Prozent der Unternehmen<br />

setzen bereits Digital Twins<br />

als Katalysatoren ein, um sich nicht<br />

nur operativ zu verbessern, sondern<br />

auch um ihre Nachhaltigkeits agenda<br />

zu erfüllen, so eine Studie des Capgemini<br />

Research Institute.<br />

Anders ist die Situation beim<br />

DPP, der erst im Entstehen ist. Die<br />

Initialzündung fand im Jahr 2019<br />

im Rahmen des „European Green<br />

Deal“ statt. Er ist ein wesentlicher<br />

Bestandteil des Entwurfs der aktuellen<br />

europäischen Ökodesign-Verordnung<br />

für nachhaltige Produkte<br />

(ESPR). Diese soll künftig Schritt<br />

für Schritt unterschiedliche Produktgruppen<br />

adressieren, etwa Elektrogeräte,<br />

Textilien, Möbel bis hin zu<br />

Stahl, Zement und Chemikalien.<br />

„Batteriepass“<br />

Die erste konkrete Anwendung<br />

des DPP soll der „Batteriepass“<br />

sein, der voraussichtlich 2026 für<br />

jede Industriebatterie sowie jede<br />

Batterie in Elektrofahrzeugen ab<br />

einer bestimmten Kapazität an den<br />

Start geht. Damit hat jede Batterie<br />

einen elektronischen Datensatz. Die<br />

Hersteller sind dadurch gezwungen,<br />

viel mehr Daten als bisher über den<br />

gesamten Lebenszyklus ihrer Produkte<br />

zu speichern und für die Auswertung<br />

berechtigten Personenkreisen<br />

zugänglich zu machen.<br />

Voraussetzungen für DPP<br />

und Digital Twin<br />

Um den Digitalen Produktpass<br />

Realität werden zu lassen, sind laut<br />

Positionspapier der Bitkom einige<br />

Bedingungen zu erfüllen. Eine der<br />

wesentlichen Voraussetzungen<br />

ist, dass die Daten verfügbar, vertrauenswürdig<br />

und konsistent sind.<br />

Zudem sollen Betriebe klären, welche<br />

Informationen zu Beginn notwendig<br />

sind und wie eine Mehrfacherfassung<br />

von Daten vermieden<br />

wird. „Für Unternehmen wird<br />

es herausfordernd sein, die veränderte<br />

Vorgehensweise bei der<br />

Datenaufbereitung und Datenverfügbarkeit<br />

umzusetzen, da sie von<br />

einem selbstständigen Umgang<br />

mit den Daten zu einem umfassenden<br />

Datenlieferanten werden<br />

müssen“, heißt es in den Ausführungen<br />

von Bitkom.<br />

Zugriffsrechte<br />

und Vertraulichkeit<br />

Ein weiterer Meilenstein auf dem<br />

Weg zum DPP ist die Klärung von<br />

Zugriffsrechten und Vertraulichkeit.<br />

Es sei aus Sicht von Bitkom<br />

unbedingt sicherzustellen, dass<br />

nur berechtigte Personen auf die<br />

Daten zugreifen: „Darüber hinaus<br />

müssen klare Regelungen getroffen<br />

werden, welche Daten für die<br />

Öffentlichkeit und welche für die<br />

Marktüberwachung, den Zoll und<br />

andere Drittparteien zugänglich<br />

sein werden. Es ist daher sinnvoll,<br />

klare und vertrauensvolle Zugriffsrechte<br />

für verschiedene Nutzergruppen<br />

zu definieren.“<br />

Was die Nützlichkeit und Qualität<br />

des Digital Twins betrifft, so stehen<br />

und fallen diese mit der Datentransparenz:<br />

Nur wenn alle relevanten<br />

Daten zur richtigen Zeit am<br />

richtigen Ort zugänglich sind, lassen<br />

sich seine Stärken ausspielen.<br />

Datentransparenz<br />

Eine Analyse der aktuellen Situation<br />

in Industrieunternehmen zeigt<br />

schnell, dass sie oft noch weit<br />

davon entfernt sind, die Voraussetzungen,<br />

wie Datentransparenz, zu<br />

erfüllen. Schon bei der Verfügbarkeit<br />

der Daten zeigen sich deutliche<br />

Schwächen. Das liegt unter anderem<br />

daran, dass Informationen in erster<br />

Linie lokal – etwa in abteilungsspezifischen<br />

Datensilos – verfügbar sind.<br />

Die laut Bitkom unbedingt zu vermeidende<br />

Mehrfacherfassung der<br />

Informationen entsteht beispielsweise<br />

dadurch, dass der Datenaustausch<br />

oft via E-Mail und Anhängen<br />

über die Bühne geht. Eine der Folgen<br />

dieser Arbeitsweise ist, dass<br />

unterschiedliche Versionen eines<br />

Dokuments im Umlauf sind.<br />

Abgabetermine<br />

Zudem fehlt in der Regel die Übersicht<br />

über Abgabetermine, welche<br />

jedoch erforderlich ist, um den für<br />

den DPP notwendigen Informations-<br />

16 <strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong>


Digitalisierung<br />

Digitaler Produktpass mit Approve © Fabasoft Approve<br />

fluss entlang der gesamten Lieferkette<br />

nicht zu bremsen oder gar zu<br />

unterbrechen. Meist nicht zufriedenstellend<br />

geklärt ist auch, wer auf welche<br />

Informationen zugreifen darf.<br />

Datenumgebung<br />

und Workflows<br />

Es liegt auf der Hand, dass alle<br />

an einer Lieferkette beteiligten Player<br />

im Kontext des digitalen Produktpasses<br />

und des Digital Twins<br />

ein System benötigen, das nicht<br />

nur eine gemeinsame Datenumgebung<br />

bietet, sondern auch die<br />

Workflows rund um den Datenaustausch<br />

effizient und sicher verwaltet.<br />

Im Idealfall lässt sich dieses System<br />

schnell und einfach entlang der<br />

kompletten Supply-Chain ausrollen,<br />

ohne die jeweiligen IT-Teams weiter<br />

zu belasten, die ohnehin durch<br />

zahlreiche Digitalisierungsprojekte<br />

unter Druck stehen.<br />

„Single Source of Truth“<br />

Zu den wichtigsten Säulen eines<br />

modernen Lieferantenmanagementsystems<br />

gehört seine Cloud-<br />

Basis. Diese bringt eine Reihe von<br />

Vorteilen mit sich. Für die Nutzer<br />

entlang der Supply-Chain bedeutet<br />

der Einsatz der Technologie,<br />

dass alle Informationen und Dokumente<br />

– von 3D-Modellen bis hin<br />

zu digitalen Wartungshandbüchern<br />

– in einem gemeinsamen Datenökosystem<br />

gespeichert sind und von<br />

allen gängigen Endgeräten Zugriff<br />

darauf besteht. Das typische Versionswirrwarr<br />

gehört damit der Vergangenheit<br />

an, weil stets nur die aktuelle<br />

Version zum Einsatz kommt –<br />

Stichwort „Single Source of Truth“.<br />

Wenn es die Umstände notwendig<br />

machen, lässt sich jedoch eine<br />

im Archiv abgelegte frühere Version<br />

abrufen.<br />

Ebenso bringt die Cloud den IT-<br />

Abteilungen Erleichterung, da eine<br />

aufwendige Integration im eigenen<br />

Rechenzentrum entfällt. Auch<br />

sind Unternehmen imstande, einen<br />

neuen Player rasch in das Ökosystem<br />

einzugliedern. Das ist insofern<br />

von Bedeutung, als dass Supply-<br />

Chains, die zunehmend unter Druck<br />

geraten, nach Flexibilität verlangen.<br />

Lieferantenmanagementsystem<br />

Da moderne Lieferketten mehr<br />

und mehr global ausgerichtet sind,<br />

hilft ein Lieferantenmanagementsystem<br />

als Webservice zudem bei der<br />

Lokalisierung der Bedienungsoberfläche,<br />

da sie in mehreren Sprachen<br />

zur Verfügung steht.<br />

Das cloudbasierte Ökosystem<br />

lässt sich sehr gut mit einem intelligenten<br />

Rechte- und Rollenkonzept<br />

für unterschiedlichste Usergruppen<br />

kombinieren. Unterstützt durch eine<br />

Zwei-Faktor-Authentifizierung beim<br />

Log-in sorgt die Software somit<br />

einerseits dafür, dass nur berechtigte<br />

Personen Zugriff auf die mitunter<br />

äußerst sensiblen Informationen<br />

haben. Andererseits ist sichergestellt,<br />

dass jeder einzelne Player<br />

im Ökosystem genau jene Informationen<br />

erhält, die er gemäß seiner<br />

Rolle in der Lieferkette benötigt.<br />

IT- und Datensicherheit<br />

Überhaupt spielen IT- und Datensicherheit<br />

eine herausragende Rolle<br />

im Cloud-Umfeld – vorausgesetzt,<br />

der Provider betreibt die Cloud auf<br />

eigener Hardware und mit eigenen<br />

Technologien in europäischen<br />

Rechenzentren. So können Unternehmen<br />

unter anderem sicherstellen,<br />

dass die Einhaltung der DSGVO<br />

hinsichtlich personenbezogener<br />

Daten gegeben ist.<br />

Workflows verwalten<br />

Eine weitere Säule eines modernen<br />

Lieferantenmanagementsystems<br />

ist seine Fähigkeit, Workflows rund<br />

um die Informationsbeschaffung<br />

und -verteilung zu verwalten. Dazu<br />

gehören etwa Genehmigungs- und<br />

Freigabeprozesse inklusive automatischer<br />

Erinnerung an anstehende<br />

Abgabetermine, die der Webservice<br />

im Idealfall „out of the box“ an<br />

Bord hat. Überaus vorteilhaft ist ein<br />

integrierter Prozesseditor auf Low-<br />

Code-Basis, der selbst Mitarbeitenden<br />

in den Fachabteilungen erlaubt,<br />

Workflows zu ändern oder neue zu<br />

erstellen – und das ohne Ressourcen<br />

und zeitintensive Unterstützung<br />

durch die IT-Abteilung.<br />

Aussagekräftige Datenbasis<br />

Ein modernes Lieferantenmanagementsystem<br />

als Cloud-Service mit<br />

einem starken Prozessfokus erlaubt<br />

Unternehmen, genau jene Voraussetzungen<br />

zu schaffen, die für die<br />

Umsetzung des Digitalen Produktpasses<br />

und des Digital Twins unumgänglich<br />

sind. Damit schaffen sie<br />

die von Bitkom formulierte Transformation<br />

zu einem „umfassenden<br />

Datenlieferanten“ – und das unter<br />

Einhaltung aller notwendigen Sicherheits-<br />

und Compliance-Regeln. Ist<br />

dieses Ziel einmal erreicht, ist der<br />

nächste Schritt – die Optimierung<br />

des Geschäftsmodells auf Basis<br />

einer umfassenden, kohärenten<br />

und aussagekräftigen Datenbasis<br />

– kein großer mehr.<br />

Links<br />

Vision hinter dem Digitalen Produktpass:<br />

siehe z. B. Niklas Goll:<br />

Der digitale Produktpass für transparente<br />

Lieferketten und zirkuläre<br />

Produkte. In: PC & Industrie<br />

10/2023, S. 43<br />

Capgemini Research Institute:<br />

https://www.capgemini.com/<br />

de-de/news/pressemitteilung/studie-digitale-zwillinge-nachhaltigeproduktion/<br />

Hauptzweck eines Digital Twins:<br />

https://www.fabasoft.com/de/news/<br />

der-digitale-prozesszwilling-derindustrie<br />

Positionspapier von Bitkom: https://<br />

www.bitkom.org/Bitkom/Publika-<br />

tionen/Digital-Product-Passport-<br />

Position<br />

Wer schreibt:<br />

Andreas Dangl ist Entrepreneur<br />

und Geschäftsführer der Fabasoft<br />

Approve GmbH. In seiner Funktion<br />

unterstützt er Unternehmen aus<br />

der Industrie bei der Einführung<br />

von smarter Software zum Managen<br />

technischer Daten und Dokumente.<br />

◄<br />

Industriedaten als Grundlage für Digitalen Produktpass und Digitalen<br />

Zwilling © Yuichiro Chino/Moment via Getty Images<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong> 17


Digitalisierung<br />

„Die Fabrik der Zukunft arbeitet datengesteuert<br />

– oder sie ist nicht mehr wettbewerbsfähig“<br />

digitale Technologien kann heute<br />

eine wettbewerbsfähige Produktion<br />

organisiert werden – effizient,<br />

nachhaltig, flexibel und offen für<br />

Innovationen.<br />

PC&Industrie: Was bedeutet das<br />

für Fabrik-IT-Dienstleister?<br />

Die Fabrik der Zukunft arbeitet mit digitalen Zwillingen in 2D oder 3D-Visualisierung.<br />

Nutzen: Prozesse können im Vorhinein simuliert oder in Echtzeit analysiert und optimiert werden<br />

Fotomontage: © FORCAM ENISCO / usertrmk auf Freepik<br />

Was kennzeichnet die Fabrik der<br />

Zukunft? Wie gelingt Smart Manufacturing?<br />

Was gehört in den digitalen<br />

Werkzeugkasten für den Shopfloor?<br />

Ein Gespräch mit Dr. Ullrich Ochs,<br />

Mit-Geschäftsführer der FORCAM<br />

GmbH und der ENISCO by FOR-<br />

CAM GmbH. Der promovierte Physiker<br />

ist zuständig für Technologie<br />

und Entwicklung.<br />

FORCAM ENISCO GmbH<br />

www.forcam.com<br />

PC&Industrie: Die Fabrik der<br />

Zukunft – wie sieht sie aus, was<br />

kennzeichnet sie?<br />

Dr. Ullrich Ochs: Die Fabrik der<br />

Zukunft arbeitet weitgehend digital,<br />

also datengesteuert. Sie ist<br />

gekennzeichnet durch eine digitale<br />

Vernetzung von Teilen, Produkten<br />

und Prozessen. Stichwort: industrielles<br />

Internet der Dinge. Dabei sind<br />

IIoT, Digitalisierung und Datenmanagement<br />

kein Selbstzweck, sondern<br />

sie stellen einen großen und<br />

wachsenden Werkzeugkasten von<br />

Softwarelösungen dar, mit dem fertigende<br />

Unternehmen konkrete Ziele<br />

schneller und einfacher erreichen<br />

können. Das oberste Ziel jedes<br />

Unternehmens ist es, seine Wettbewerbsfähigkeit<br />

zu sichern. Dazu<br />

muss es effizient und kostenbewusst<br />

wirtschaften, flexibel agieren<br />

und nachhaltig produzieren können.<br />

Genau diese Ziele – Profitabilität,<br />

Resilienz und Nachhaltigkeit– kann<br />

nur eine digital vernetzte Fertigung<br />

optimal unterstützen.<br />

PC&Industrie: Warum gelingt das<br />

nur auf digitalem Wege?<br />

Dr. Ullrich Ochs: Weil die Märkte<br />

von heute vor allem eines fordern:<br />

Dr. Jörg Ullrich Ochs<br />

Schnelligkeit bei gleichbleibender<br />

Qualität und Liefertreue. Außerdem<br />

wünschen sich die Kunden Produktangebote,<br />

die eine immer größere<br />

Variantenvielfalt und möglichst oft<br />

Neuerungen aufweisen. Entsprechend<br />

verkürzen sich die Produktlebenszyklen.<br />

Diese Marktanforderungen<br />

machen eine immer schnellere<br />

Anpassung von Produktionsprozessen<br />

erforderlich, also eine<br />

Anpassung am Herz-Kreislauf-<br />

System der fertigenden Industrie.<br />

Die Fabrik oder das Fabriknetzwerk<br />

eines Unternehmens muss entsprechend<br />

flexibel arbeiten können.<br />

Diese Flexibilität in komplexen, oft<br />

weltumspannenden Produktionsprozessen<br />

ist nur durch digitale Technologien<br />

zu erreichen. Nur durch<br />

Dr. Ullrich Ochs: Das heißt für<br />

Fabrik-IT-Dienstleister, dass sie<br />

Lösungen für digitales Shopfloor-<br />

Management mit größtmöglichen<br />

messbaren Kundenutzen liefern<br />

müssen – und zwar in Sachen<br />

Transparenz, in Sachen Effizienz,<br />

in Sachen Flexibilität. Im Idealfall<br />

stellt digitales Shopfloor-Management<br />

einen geschlossenen Problemlösungskreis<br />

dar. In ihm werden,<br />

durch Kennzahlen gesteuert,<br />

Störungsmeldungen an Maschinen<br />

automatisch in Echtzeit beziehungsweise<br />

durch Mitarbeiter ausgelöst.<br />

Mitarbeiter werden bei der<br />

Analyse und Lösung der Störungen<br />

unterstützt. Schließlich kann der<br />

Erfolg jeder Maßnahme anhand<br />

von objektiven Messgrößen nachgewiesen<br />

werden – das ermöglicht<br />

es, Prozesse laufend zu optimieren.<br />

Der digitale Werkzeugkasten<br />

dafür muss ´best-in-class´ sein,<br />

damit Unternehmen möglichst alle<br />

gewünschten Möglichkeiten des<br />

Internets nutzen können.<br />

PC&Industrie: Was gehört in<br />

einen solchen ´best-in-class´-<br />

Werkzeugkasten?<br />

Dr. Ullrich Ochs: Unternehmen<br />

wollen Schnelligkeit durch Flexibilität.<br />

Flexible Produktion bedeutet,<br />

dass Prozesse und Workflows leichtgängig<br />

angepasst werden können,<br />

ohne die Software neu programmieren<br />

zu müssen. Für diese Flexibilität<br />

werden drei Tools benötigt, die<br />

miteinander zu orchestrieren sind:<br />

Konnektivität, digitaler Zwilling und<br />

Interoperabilität.<br />

Konnektivität ist der Generalschlüssel<br />

für datengesteuerte Produktion<br />

mit Echtzeit- Auswertungen.<br />

Verwertbare elektronische Daten<br />

gibt es nur mit der Anbindung von<br />

unterschiedlichsten Maschinen und<br />

18 <strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong>


Digitalisierung<br />

Alles im Blick mit dem Control-Cockpit („Dashboard“) eines „Manufacturing Execution System“. MES-Software ist<br />

die zentrale Datendrehscheibe: Sie integriert sowohl horizontal Maschinen, Sensoren und IIoT- Lösungen in der<br />

Fertigung als auch vertikal Produktion und Planung, also Shopfloor und Topfloor (ERP - Enterprise Ressource Planning)<br />

Sensoren sowie mit der Vernetzung<br />

des Topfloors, der Unternehmensplanung,<br />

wo die Aufträge herkommen.<br />

Alle Signale werden erfasst,<br />

harmonisiert und so aufbereitet,<br />

dass sie als Informationen in weiterführenden<br />

Systemen wie ein Manufacturing<br />

Execution System – MES –<br />

zur Verfügung stehen.<br />

Mit digitalen Zwillingen, also<br />

digitalen Abbildern von Maschinenoder<br />

Produktionszuständen am Computer,<br />

können Nutzer virtuell analysieren<br />

und real optimieren. So wird<br />

Ressourceneffizienz auf allen Ebenen<br />

möglich – vom Material- und<br />

Medienverbrauch an der einzelnen<br />

Maschine bis zur Stückkosten- und<br />

Gesamtkostenoptimierung auf Controlling-Ebene<br />

des Unternehmens.<br />

Und drittens die Interoperabilität,<br />

das nahtlose Zusammenspiel aller IT-<br />

Systeme. Dazu ist ein freier Datenfluss<br />

notwendig, der durch offene<br />

Schnittstellen wie eine Open API<br />

oder Standards wie OPC/UA und<br />

MQTT möglich wird.<br />

PC&Industrie: Ein konkretes<br />

Beispiel bitte …<br />

Dr. Ullrich Ochs: Ein gutes Beispiel<br />

gibt es im Automotive-Sektor:<br />

Ein Zulieferkonzern will bis zum<br />

Jahr 2035 CO 2 -neutral produzieren.<br />

Die Tochtergesellschaften sind<br />

für die Umsetzung verantwortlich.<br />

Ein Kunde von uns ist eine dieser<br />

Tochtergesellschaften. Das dortige<br />

Fabrikteam hat die wichtigsten<br />

Maschinen digital angebunden, um<br />

mehr Energie effizienz zu erreichen.<br />

Dazu korreliert das Team softwaregestützt<br />

die Leistungsdaten<br />

der Maschinen mit ihren Energiedaten,<br />

so dass sie für jeden Auftrag<br />

die jeweils energieffizientesten<br />

Maschinen einsetzen können.<br />

Der Energieverbrauch konnte so in<br />

den vergangenen Jahren um mehr<br />

als 20 Prozent reduziert werden, bei<br />

gleichbleibenden Prozessen und<br />

steigenden Produktionsvolumina.<br />

PC&Industrie: Was bedeutet<br />

dies alles für die Fabrik-IT der<br />

Zukunft?<br />

Dr. Ullrich Ochs: Die Fabrik-<br />

IT der Zukunft hat eine einheitliche<br />

Datenquelle für alle Anwendungen.<br />

Eine zentrale Plattform<br />

führt Signale aus allen internen<br />

und externen Quellen zusammen,<br />

unabhängig von Übertragungswegen<br />

und Protokollen. Die Signale<br />

werden harmonisiert und in ein<br />

konsistentes semantisches Datenmodell<br />

gebracht. Dieses stellt die<br />

Single Source of the Truth dar,<br />

jene einheitliche Datenzentrale,<br />

die alle vorhandenen und künftigen<br />

IT-Lösungen mit den benötigten<br />

Informationen speist.<br />

So werden Echtzeitauswertungen<br />

auf allen Ebenen für alle Funktionen<br />

möglich –<br />

• Leistungsanalysen einzelner<br />

Maschinen für die Werker,<br />

• Dashboards mit historischen<br />

und aktuellen Übersichten für<br />

Schicht- und Produktionsleiter,<br />

• vorhersagende Wartung<br />

durch künstliche Intelligenz<br />

und maschinelles Lernen für<br />

Instandhalter,<br />

• Energie- und Ressourcenverbräuche<br />

für ESG-Manager,<br />

• Stückkostenentwicklungen<br />

für Controller,<br />

• Workflow-, Service- und<br />

Qualitätsanalysen für CRMund<br />

SCM-Manager.<br />

PC&Industrie: MES versus IIoT: Wie<br />

passen MES und IIoT zusammen?<br />

Dr. Ullrich Ochs: MES und IIoT-<br />

Systeme können sich sehr sinnvoll<br />

ergänzen. Denn beide Lösungswelten<br />

haben ein gemeinsames Ziel: Sie<br />

sollen in der Fertigung dazu beizutragen,<br />

dass Unternehmen effizienter<br />

produzieren können. In beiden<br />

Lösungswelten geht es darum,<br />

Daten zu erfassen, zu verarbeiten<br />

und daraus Analysen und Schlüsse<br />

zu ziehen.<br />

Der VDMA hat dazu ein White<br />

Paper herausgebracht, zu dem<br />

wir beitragen konnten. Darin wird<br />

resümiert, dass MES der ,Single<br />

Point of Truth´ über die gesamte<br />

Wertschöpfungskette im Shopfloor<br />

bleibt. Sowohl die Planungsebene<br />

ERP, dem Enterprise Ressource<br />

Planning, auf der einen als<br />

auch die Automatisierungsebene<br />

mit IIoT-Lösungen auf der anderen<br />

Seite sind in einem modernen<br />

MES-System integrierbar.<br />

PC&Industrie: MES und IIoT-<br />

Systeme erfüllen demnach<br />

unterschiedliche Funktionen?<br />

Dr. Ullrich Ochs: Ja. IIoT- Systeme<br />

ermöglichen den Blick auf technische<br />

Echtzeitdaten von einzelnen<br />

Maschinen, Anlagen oder Prozessen.<br />

Erfasst werden technische<br />

Daten wie Temperaturen, Geschwindigkeiten,<br />

Verbräuche etc.. Moderne<br />

MES ermöglichen hingegen einen<br />

360-Grad-Blick auf alle relevanten<br />

Daten, Prozesse und die angebundenen<br />

Systeme. Und das standortübergreifend.<br />

MES erfassen technische Daten<br />

so, dass sie auch auf einer übergeordneten<br />

betriebswirtschaftlichen<br />

Ebene nutzbar werden. Sie<br />

setzen zum Beispiel die Produktionsdaten<br />

aus der Maschinenebene<br />

in Zusammenhang mit dem jeweiligen<br />

Auftrag. Damit ermöglichen die<br />

MES-Daten auch auf der ERP-Planungsebene<br />

wichtige Schlussfolgerungen,<br />

zum Beispiel zur Energieund<br />

Ressourceneffizienz.<br />

PC&Industrie: Auch in der MES-<br />

Welt herrscht heute das Konzept<br />

einer zentralen Datenplattform<br />

vor. Warum?<br />

Dr. Ullrich Ochs: Die Welt der diskreten<br />

Fertigung ist in den allermeisten<br />

Unternehmen höchst komplex<br />

und an individuellen Parametern<br />

ausgerichtet. Eine moderne<br />

IT-Architektur in der Fertigung benötigt<br />

daher vor allem die Fähigkeit,<br />

neue Lösungen nahtlos wie Legobausteine<br />

zu integrieren. Eine bestehende<br />

Architektur bei Kunden soll<br />

ergänzt, nicht gefährdet werden.<br />

Diese Anforderung können Plattformkonzepte<br />

am besten lösen.<br />

Ein optimales MES-Plattformkonzept<br />

für die diskrete Fertigung ist<br />

integrativ und schnittstellenoffen,<br />

modular erweiterbar und geeignet<br />

für alle Fertigungstypen. McKinsey<br />

hat dazu drei Fabriktypen nach der<br />

Anzahl der gefertigten Produktvarianten<br />

definiert. Es gibt die Auftragsund<br />

Einzelserienfertigung mit den<br />

meisten Varianten, die kundenindividuelle<br />

Massenproduktion oder die<br />

Großserienfertigung mit geringerer<br />

Produktvarianz. Unsere Lösungen<br />

unterstützen alle Fabriktypen mit<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong> 19


Digitalisierung<br />

Ansichten der MES-Lösung von ENISCO (E-MES) für teil- und hochautomatisierte Fertigungstypen – Smarte<br />

Produktion bedeutet, für jeden Prozessschritt die richtige Information zur richtigen Zeit am richtigen Ort zu haben,<br />

ob in 2D oder in 3D<br />

diskreter Fertigung. Daher stammen<br />

unsere Kunden aus einem breiten<br />

Herstellerspektrum – von Automobilbau<br />

und Luftfahrt über Maschinenund<br />

Anlagenbau bis hin zu Medizintechnik,<br />

Industriekomponenten und<br />

Lagerlogistik.<br />

PC&Industrie: Stichwort<br />

Konnektivität: Wie wichtig ist<br />

die Kompetenz der Maschinenanbindung<br />

noch in Zeiten von<br />

Web-based Tools und neuen<br />

Standards wie Low- and<br />

No-code-Solutions?<br />

Dr. Ullrich Ochs: Die Konnektivität<br />

spielt eine zentrale Rolle: Wenn keine<br />

Daten bereitgestellt werden, können<br />

auch keine Daten verarbeitet werden<br />

– weder mit klassischen Methoden<br />

noch mit modernen flexibleren<br />

Ansätzen wie Low- oder No-Code.<br />

Dabei muss man unterscheiden:<br />

Moderne Maschinen vereinfachen<br />

die Kommunikation, da sie mit etablierten<br />

Standards wie OPC UA<br />

arbeiten. Jedoch finden sich in vielen<br />

produzierenden Unternehmen<br />

auch Maschinen, die entweder gar<br />

keine Netzwerkkommunikation zur<br />

Verfügung stellen oder nur mit proprietären<br />

Protokollen des Maschinenherstellers<br />

kommunizieren können.<br />

Da diese Maschinen oft noch<br />

Jahrzehnte laufen müssen und nicht<br />

so bald durch moderne Maschinen<br />

ersetzt werden, wird ein Konzept<br />

zur flächendeckenden Digitalisierung<br />

der Produktion benötigt,<br />

um solche Bestandsmaschinen in<br />

eine Smart Factory integrieren zu<br />

können. Hier bieten beispielsweise<br />

Edge-Lösung einen Ansatz, der<br />

neben modernen Maschinen mit<br />

OPC UA auch vorhandene Maschinen<br />

in die Welt der Digitalisierung<br />

integrieren kann.<br />

PC&Industrie: Stichwort Digital<br />

Twin, das virtuelle Abbild einer<br />

Produktion am Computer: Was<br />

genau verbirgt sich dahinter?<br />

Dr. Ullrich Ochs: Der Digitale Zwilling<br />

oder Digital Twin ist ein Ansatz,<br />

eine reale, also physikalisch aufgebaute<br />

Produktion in einem Modell im<br />

Computer virtuell abzubilden. Dabei<br />

wird die komplette Fertigungsstruktur<br />

mit ihren verschiedenen Hierarchieebenen<br />

vom Werk über die<br />

Halle zu Teilanlagen und Linien bis<br />

hinunter zur einzelnen Maschine in<br />

einem Modell abgebildet. Das heißt,<br />

auf jeder Ebene der Hierarchie gibt<br />

es Modellelemente, die jeweils ein<br />

Pendant in der physikalischen Welt<br />

haben. Die Daten der Produktion<br />

werden jeweils einem Modellelement<br />

des digitalen Zwillings zugeordnet.<br />

Dadurch werden die Daten<br />

strukturiert und bekommen eine<br />

Bedeutung. So sagt die Information<br />

„Produktion läuft“ bei einer<br />

Maschine etwas über den Zustand<br />

der einzelnen Anlage aus, bei einer<br />

Fertigungslinie jedoch etwas über<br />

einen Maschinen-Verbund, die in<br />

der Linie zusammenarbeiten, um<br />

die Produkte herzustellen.<br />

PC&Industrie: Der Digitale<br />

Zwilling ist damit das Herz der<br />

digitalen Fabrik?<br />

Dr. Ullrich Ochs: Ich würde<br />

sagen, er ist das Herz der kontinuierlichen<br />

Verbesserung in der<br />

Fabrik der Zukunft. Dabei ist der<br />

Digitale Zwilling im Grunde nichts<br />

Neues. Bereits in den 1990er-Jahren<br />

wurde Software entwickelt, die eng<br />

mit Maschinen zusammenarbeitet,<br />

um ein Problem in der realen Welt<br />

zu lösen. So hat eine Logistiksoftware<br />

beispielsweise ein Abbild des<br />

Lagers in der Datenbank und kann<br />

so jederzeit sagen, welche Palette<br />

auf welchem Platz im Hochregallager<br />

steht. Oder ein SCADA-System<br />

hat in den Stammdaten Informationen<br />

über die vorhandenen Geräte,<br />

Sensoren und Aktoren und kann so<br />

Störungen mit Bezug zur Quelle protokollieren<br />

und in einer grafischen<br />

Darstellung die Geräte darstellen<br />

und dabei den Status durch geeignete<br />

Farben visualisieren.<br />

PC&Industrie: Problem<br />

Kompatibilität<br />

Dr. Ullrich Ochs: Allerdings will<br />

ich auf ein Manko in der Welt der<br />

Digitalen Zwillinge hinweisen: Es<br />

gibt sehr viele unterschiedliche<br />

Modelle. Denn jeder Hersteller von<br />

Shopfloor-Software bildet die für<br />

die Funktionalität seiner Software<br />

notwendigen Aspekte der physikalischen<br />

Produktion in seinem proprietären<br />

Computermodell ab. Das<br />

heißt, jeder Hersteller hat seinen<br />

eigenen Digitalen Zwilling, und die<br />

Digitalen Zwillinge verschiedener<br />

Hersteller sind in der Regel nicht<br />

miteinander kompatibel.<br />

Genau dieses Problem adressieren<br />

herstellerübergreifende Initiativen<br />

wie die Industrial Digital Twin<br />

Association, deren Ziel ein gemeinsames<br />

Datenmodell für den Digitalen<br />

Zwilling ist. Die IDTA wiederum<br />

kooperiert mit der Open Industry<br />

40 Alliance, in der auch wir Mitglied<br />

sind.<br />

PC&Industrie: Ist Interoperabilität<br />

also nur ein Konzept in weiter<br />

Ferne?<br />

Dr. Ullrich Ochs: Nein, Interoperabilität<br />

ist verfügbar. Es gilt, die<br />

größtmögliche Interoperabilität und<br />

Modularität von IT-Lösungen auf<br />

einer Plattform zu bieten, und zwar<br />

durch eine Vielzahl von Schnittstellenlösungen<br />

– von Plugins zur Anbindung<br />

aller international gängigen<br />

Fabrikmaschinen über OPC UA,<br />

MQTT und KAFKA bis zu Open<br />

API und SAP-Adaptern.<br />

In weiterer Ferne ist nach meiner<br />

Einschätzung ein internationaler<br />

Standard, sozusagen der IIoT-<br />

Generalschlüssel. Wenn es allerdings<br />

einen Standard gäbe, an den<br />

sich alle Anbieter und Anwender<br />

hielten, dann wäre eine branchenund<br />

firmenübergreifende Interoperabilität<br />

erreicht.<br />

PC&Industrie: Ist Künstliche<br />

Intelligenz - KI - der neue<br />

Zauberstab, der die Produktion<br />

revolutioniert?<br />

Dr. Ullrich Ochs: KI-Apps sind in<br />

der Erkennung von Mustern sehr<br />

hilfreich. So kann man bestimmte<br />

einfache Fleißarbeiten mit KI deutlich<br />

besser bewältigen als bislang.<br />

Beispiele sind das automatisierte<br />

Erkennen von Gut- oder Schlecht-<br />

Teilen oder falsche Ausführungen<br />

wie Lackierungsfehler. Aber eine<br />

Revolution wie die Gesamtsteuerung<br />

einer Fertigung durch KI sehe<br />

ich noch nicht. Das würde vermutlich<br />

nur in menschenleeren Fabriken<br />

funktionieren.<br />

PC&Industrie: Also muss sich<br />

der Mensch ändern, nicht die KI<br />

besser werden?<br />

Dr. Ullrich Ochs: Für KI-Lösungen<br />

muss in aller Regel zunächst eine<br />

breite Akzeptanz hergestellt werden.<br />

Sonst gibt es immer wieder<br />

Diskussionen über die Sinnhaftigkeit.<br />

Menschen sind gewohnt,<br />

in ihren Bereichen konkrete Dinge<br />

wie Arbeitsplätze oder bestimmte<br />

Abläufe zu optimieren. Die Komplexität<br />

eines gesamten Produktionsprozesses<br />

kann nur eine KI<br />

erfassen. Der springende Punkt<br />

aber ist, dass eine KI angelernt werden<br />

muss. Dies kann auf zweierlei<br />

Weise passieren: Entweder, die<br />

KI lernt am Computer in Simulationen,<br />

oder die KI lernt direkt in der<br />

Realität. Letzteres aber würde in<br />

einem Produktionsprozess zu einem<br />

großen Chaos führen – schließlich<br />

muss auch eine KI zunächst die ein<br />

oder andere falsche Entscheidung<br />

20 <strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong>


Digitalisierung<br />

Eine Pyramide für die Echtzeit: Für die Ebenen gibt es in der Praxis eine bunte Mischung aus unternehmenseigenen<br />

und externen IT-Systemen, Lösungen und Apps. IT-Plattformlösungen, die möglichst viele Systeme integrieren<br />

können, schaffen Klarheit<br />

treffen, um eine richtige Entscheidung<br />

zu lernen. Bedenkt man, dass<br />

jede Fabrik individuelle Verhältnisse<br />

hat, dann denke ich, dass die Zeit, in<br />

der KI-Systeme in der Realität Fertigungsprozesse<br />

in ihrer Gesamtheit<br />

steuern und damit revolutionieren,<br />

noch fern ist.<br />

PC&Industrie: Welche<br />

MES-Lösungen erfüllen<br />

Kernanforderungen und sollten<br />

von Unternehmen unbedingt<br />

eingesetzt werden?<br />

Dr. Ullrich Ochs: Eine digitale<br />

Transformation in der Fabrik sollte<br />

möglichst als evolutionärer Prozess<br />

in Teilschritten organisiert werden.<br />

In jedem Teilschritt geht es darum,<br />

zunächst Mitarbeiter zu befähigen,<br />

dann in Pilotprojekten Erfahrungen<br />

zu sammeln und zu optimieren, dann<br />

den Rollout zu machen.<br />

An vier wichtigen Funktionen, die<br />

MES-Apps erfüllen müssen, können<br />

sich Unternehmen orientieren:<br />

• erstens Transparenz – sie wird<br />

möglich durch Konnektivität mit<br />

Maschinen- und Betriebsdatenerfassung<br />

• zweitens Prozess- und<br />

Qualitäts sicherung durch<br />

Visualisierung, Analyse und<br />

Reporting – das ermöglichen<br />

MES für Gesamtanlageneffektivität<br />

OEE, Energiemonitoring<br />

und Rückverfolgbarkeit<br />

• drittens Planung – mit Feinplanung<br />

und digitaler Plantafel,<br />

• viertens Steuerung – mit Dokumentenmanagement<br />

und<br />

Ticketsystem.<br />

PC&Industrie: Die Produktion ist<br />

auch ein Element in einer ganzen<br />

Lieferkette. Was muss MES in<br />

Sachen Supply-Chain-Management<br />

leisten können?<br />

Dr. Ullrich Ochs: Am Shopfloor<br />

findet die logistische Übergabe an<br />

Lagerhaltung oder Auslieferung statt.<br />

Hier kommen zum Beispiel moderne<br />

Blockchain-Technologien ins Spiel,<br />

also die fälschungssichere Übergabe<br />

von Produkten aus der Fertigung an<br />

die Folgebereiche der Lieferkette.<br />

Eine MES-Plattformlösung sollte<br />

entsprechend offen sein, auch mit<br />

IT-Systemen außerhalb der eigentlichen<br />

Fertigung zu kooperieren.<br />

PC&Industrie: Vom Code zum<br />

Kunden: Wie wichtig ist das<br />

Thema User Interface heute,<br />

also eine größtmögliche<br />

Nutzerfreundlichkeit und<br />

-zufriedenheit?<br />

Dr. Ullrich Ochs: Im Jahrhundert<br />

des Handys hat Nutzerfreundlichkeit<br />

auch auf dem Shopfloor höchste Priorität.<br />

Denn es geht um die dauerhafte<br />

Befähigung der Fabrikteams.<br />

Nutzeroberflächen sollten so selbsterklärend,<br />

anwenderfreundlich und<br />

einfach wie möglich sein. Passende<br />

User-Interfaces müssen einfach<br />

konfiguriert werden können, entweder,<br />

weil ein MES das selbst bietet,<br />

oder durch einfach zu integrierende<br />

Lowcode-Lösungen. Die Auswahl<br />

ist heute groß.<br />

PC&Industrie: On-premise,<br />

Edge, Cloud – Was benötigen<br />

Unternehmen wirklich?<br />

Dr. Ullrich Ochs: Das ist ein hochsensibles<br />

Thema. Schließlich geht es<br />

darum, eine hochverfügbare IT-Infrastruktur<br />

aufzubauen und er halten.<br />

Die Möglichkeiten, Daten bereitzustellen,<br />

sind vielfältig. Die Cloud bietet<br />

bei den etablierten Anbietern mit<br />

den Varianten Public, Private und<br />

Hosted Private Cloud sicher viele<br />

Vorteile, zum Beispiel in Sachen<br />

Skalierung, Service und Sicherheit.<br />

Gleichzeitig zeichnet sich aus<br />

meiner Sicht ab, dass eine zunehmende<br />

Zahl von Unternehmen für<br />

einige Aufgaben eine fabrikeigene<br />

oder fabriknahe Datenhaltung bevorzugen,<br />

also On-premise oder an der<br />

Edge. Hauptgrund ist, dass jedes<br />

Cloud-Deployment letztlich auf das<br />

Internet angewiesen ist, sofern die<br />

Infrastruktur nicht auf dem Werksgelände<br />

selbst installiert ist. Beim<br />

Internet aber kann es immer mal zu<br />

Störungen kommen – zum Beispiel<br />

durch den berühmten Bagger vor<br />

dem Werkstor. Daher sollten Produktions-<br />

und IT-Verantwortliche<br />

stets genau analysieren, welche<br />

Anwendungen On-premise und<br />

welche in der Cloud laufen sollten.<br />

Insofern dürfte die Zukunft in<br />

hybriden Deployment-Szenarien<br />

liegen, also in individuellen Kombinationen<br />

aus On-premise, Edge-,<br />

Public- und Private-Cloud-Strategien.<br />

Das ist auch verständlich.<br />

Schließlich entscheiden heute die<br />

IT-Architektur und die Datenbereitstellung<br />

über Erfolg oder Misserfolg<br />

am Markt.<br />

PC&Industrie: Herr Dr. Ochs,<br />

wir bedanken uns für das<br />

interessante Gespräch. ◄<br />

Aller guten Dinge sind drei Ebenen: Eine MES-Plattformlösung für die Fabrik<br />

der Zukunft liefert<br />

• Transparenz auf dem Shopfloor durch Konnektivität für Maschinen,<br />

Sensoren, Werkereingabe<br />

• Effizienz durch ein einheitliches Datenmodell für alle internen und<br />

externen IT-Systeme (Digitaler Zwilling)<br />

• Flexibilität durch offene Schnittstellen sowohl nach „Norden“ (Open<br />

API / OPC UA / MQTT) als auch nach „Süden“ (MDE/BDE / SAP Adapter /<br />

Templates für Maschinentypen / Machine Repository)<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong> 21


Industrie 4.0<br />

Produktion im Wandel<br />

Neue Anforderungen der Fertigung im Umfeld von Digitalisierung und Automatisierung<br />

Augmented Reality für maximale Präzision in der Produktion<br />

Hohe Geschwindigkeit, gleichbleibende<br />

Qualität, niedrige Kosten: In<br />

der Produktion sind dies seit jeher<br />

die grundlegenden Kriterien für die<br />

Wettbewerbsfähigkeit eines Unternehmens.<br />

Doch die Anforderungen<br />

der Kunden wachsen stetig. Wer konkurrenzfähig<br />

bleiben will, muss sich<br />

deshalb immer wieder neu erfinden<br />

und das eigene Angebot erweitern.<br />

Industrie 4.0 markiert einen Wendepunkt<br />

in dieser Entwicklung. Nie<br />

zuvor gab es in so kurzer Zeit und<br />

in so großem Umfang neue Möglichkeiten,<br />

die Produktion zu verändern,<br />

zu optimieren und zu individualisieren.<br />

Welche dieser Innovationen<br />

am Ende wettbewerbsfähig<br />

sind, welche Kundenwünsche am<br />

besten erfüllt werden können und<br />

wie sich Unternehmen heute am<br />

besten aufstellen, um von den Herausforderungen<br />

der Zukunft nicht<br />

überrascht zu werden, lässt sich<br />

Autor:<br />

Wolfgang Mahanty<br />

Geschäftsführer<br />

OPTIMUM datamanagement<br />

solutions GmbH<br />

www.optimum-gmbh.de<br />

zwar pauschal nicht sagen. Dennoch<br />

lohnt es sich, einen genaueren<br />

Blick auf die aktuellen und zukünftigen<br />

Anforderungen zu werfen, um<br />

Entwicklungen und Chancen besser<br />

einschätzen zu können.<br />

Manuelle Fertigung:<br />

den Mensch mitdenken<br />

In der manuellen Fertigung spielt<br />

neben den technischen Aspekten<br />

auch der Mensch eine zentrale Rolle<br />

in der Planung. Wer auch morgen<br />

noch effizient produzieren will, muss<br />

die Werker entlasten, um Qualitätseinbußen<br />

und stressbedingte Ausfälle<br />

zu vermeiden. Der Erhalt von<br />

Leistungsfähigkeit und Gesundheit<br />

spielt in Zeiten des Fachkräftemangels<br />

ohnehin eine immer größere<br />

Rolle und rückt Themen wie Ergonomie<br />

und Arbeitsplatzsicherheit<br />

noch stärker in den Vordergrund.<br />

Hier sind insbesondere die Anbieter<br />

von Assistenzsystemen gefordert,<br />

Lösungen zu schaffen, die in möglichst<br />

vielen der genannten Bereiche<br />

einen Mehrwert bieten. Eine umfassende<br />

Unterstützung der Mitarbeiter,<br />

schneller, qualitativ hochwertiger,<br />

nachhaltiger und flexibler zu produzieren,<br />

stellt sicher, dass manuelle<br />

Arbeitsplätze auch in Zukunft eine<br />

wertvolle Alternative zur vollautomatisierten<br />

Produktion darstellen.<br />

Generelle Anforderungen<br />

in der manuellen Fertigung<br />

Wann ist Produktion effizient?<br />

Reicht es aus, möglichst günstig<br />

und schnell zu produzieren? In den<br />

meisten Fällen nicht. Die moderne<br />

manuelle Fertigung stellt eine ganze<br />

Reihe an Anforderungen an Maschinen<br />

und Anlagen, die Hersteller erfüllen<br />

müssen, damit die Produktion<br />

wettbewerbsfähig bleibt:<br />

Effizienz und Produktivität: Die<br />

Massenproduktion lebt von hohen<br />

Ausstoßraten bei geringstmöglichem<br />

Einsatz von Energie und Arbeitskraft.<br />

Je besser dieses Verhältnis<br />

ist, desto effizienter ist die Anlage<br />

und desto höher fallen potenzielle<br />

Gewinne aus. Auch eine konkurrenzfähige<br />

Preisgestaltung ist nur<br />

mit maximal effizienten Systemen<br />

zu erreichen.<br />

Qualität und Präzision: Die<br />

höchste Produktionsgeschwindigkeit<br />

nützt wenig, wenn die Qualität<br />

nicht stimmt. Sonst häufen sich<br />

schnell die Beschwerden und Rückläufer.<br />

Auch der Ruf des Unternehmens<br />

leidet und lässt sich oftmals<br />

nur schwer korrigieren. Deshalb<br />

müssen Maschinen wie Menschen<br />

in der Lage sein, Waren mit<br />

hoher Genauigkeit und Konsistenz<br />

zu produzieren.<br />

Flexibilität und Anpassungsfähigkeit:<br />

Die meisten Produkte<br />

sind heute in einer Vielzahl von<br />

Varianten verfügbar. Eine moderne<br />

Produktionsstraße ist deshalb in der<br />

Lage, flexibel auf diese Anforderungen<br />

zu reagieren. Hier hat die<br />

manuelle Fertigung trotz immer<br />

intelligenter werdender Systeme<br />

Digitale Werkerführung gegen den Fachkräftemangel<br />

klare Vorteile gegenüber vollautomatischen<br />

Systemen, da ein Umrüsten<br />

oder das Einlernen neuer Varianten<br />

mit Hilfe von Assistenzsystemen<br />

wesentlich einfacher ist.<br />

Sicherheit: Der Arbeitgeber ist<br />

für das Wohl seiner Belegschaft<br />

verantwortlich. Das gilt vor allem<br />

für deren Sicherheit und körperliche<br />

Unversehrtheit. Es ist daher selbstverständlich,<br />

dass Maschinen mit<br />

Sicherheitseinrichtungen ausgestattet<br />

sind, die den Bediener vor Unfällen<br />

schützen und alle gesetzlichen<br />

Sicherheits- und Umweltschutzbestimmungen<br />

erfüllen.<br />

Integration und Konnektivität:<br />

Neue Anforderungen erfordern häufig<br />

neue Maschinen. Um eine reibungslose<br />

Integration zu gewährleisten,<br />

sollten diese so programmiert<br />

und konstruiert sein, dass<br />

eine nahtlose Implementierung in<br />

bestehende Produktionslinien problemlos<br />

möglich ist.<br />

Benutzerfreundlichkeit: Um<br />

Ausfälle durch Fehlbedienung und<br />

lange Einarbeitungszeiten zu vermeiden,<br />

ist eine benutzerfreundliche<br />

und einfache Bedienung über<br />

eine individuelle, durchdachte HMI-<br />

Oberfläche empfehlenswert.<br />

Nachhaltigkeit: Umweltschutz<br />

ist eines der bestimmenden Themen<br />

unserer Zeit. Maschinen und<br />

Anlagen sollten daher grundsätzlich<br />

so konzipiert sein, dass sie die<br />

Umwelt möglichst wenig belasten.<br />

22 <strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong>


Industrie 4.0<br />

Insbesondere der optimierte Einsatz<br />

von Ressourcen, um Verschwendung<br />

zu minimieren, steht hier im<br />

Vordergrund. Aber auch der möglichst<br />

effiziente Einsatz von Energie,<br />

das Recycling von Materialien<br />

oder die Wiederaufbereitung von<br />

Werkstoffen spielen eine immer<br />

größere Rolle.<br />

Zuverlässigkeit und Robustheit:<br />

Maschinen müssen über eine hohe<br />

Lebensdauer verfügen und möglichst<br />

lange Zeit ohne Ausfall arbeiten.<br />

Jede Wartung, jeder Stillstand,<br />

jede Reparatur ist ein Problem, das<br />

sich nicht nur auf die Fertigstellung<br />

eines einzelnen Artikels auswirkt.<br />

Sondern auch die nachgelagerte<br />

Weiterverarbeitung und auch<br />

die anschließende Logistik betrifft.<br />

Robuste, wenig fehleran fällige und<br />

schnell reparierbare Konstruktionen<br />

sind gefragt.<br />

Die Produktion der Zukunft<br />

Technologischer Fortschritt und<br />

sich ändernde Marktbedingungen<br />

schaffen ständig neue Herausforderungen,<br />

bieten aber auch neue<br />

Möglichkeiten, diesen zu begegnen.<br />

Wie diese aussehen, lässt<br />

sich bereits heute gut abschätzen,<br />

da die entsprechenden Technologien<br />

schon vorhanden sind:<br />

Digitalisierung und Konnektivität:<br />

Die treibende Kraft hinter<br />

Industrie 4.0. Das Internet der<br />

Dinge (Internet of Things, IoT) ermöglicht<br />

die vollständige Integration<br />

aller Maschinen in komplexe<br />

Netzwerke, die zur Verbesserung<br />

der Datenanalyse und Echtzeitüberwachung<br />

dienen und umfassende<br />

Möglichkeiten zur Auswertung,<br />

Optimierung und Simulation<br />

bieten.<br />

Virtuelle Realität (VR) und Augmented<br />

Reality (AR): Neue digitale<br />

Welten bieten bisher ungeahnte<br />

Möglichkeiten, Anlagen zu steuern,<br />

virtuelle Prototypen zu erstellen<br />

und rein digital erzeugte Systeme<br />

zu testen. Auch die Wartung<br />

oder gar Reparatur kann durch den<br />

Einsatz von AR verbessert werden.<br />

In der manuellen Fertigung kommt<br />

die Technologie bereits heute zum<br />

Einsatz. Erste Systeme sind bereits<br />

in der Lage, den Werker nicht nur<br />

auf Fehler im aktuellen Fertigungsschritt<br />

hinzuweisen und um Korrektur<br />

zu bitten, sondern ihm Lage und<br />

Problem mittels AR auch direkt am<br />

Werkstück anzeigen.<br />

Künstliche Intelligenz (KI) und<br />

Big Data: Mithilfe von KI und Big<br />

Data lassen sich in zahlreichen Situationen<br />

Prognosen mit einer hohen<br />

Genauigkeit und Zuverlässigkeit<br />

errechnen. Ein Beispiel dafür wäre<br />

die Vorhersage von Wartungsbedarf,<br />

bevor Ausfälle auftreten. Auch<br />

Produktionsfehler und daraus resultierende<br />

effizientere automatisierte<br />

Qualitätskontrollsysteme sind leicht<br />

vorstellbar. Darüber hinaus bieten<br />

umfassende Daten und ihre effiziente<br />

Nutzung die Möglichkeit, Produktionsspitzen<br />

und -flauten vorherzusagen<br />

und sowohl Personal<br />

als auch Lagerbestände entsprechend<br />

zu organisieren.<br />

Automatisierung und Autonomie:<br />

Selbstlernende Systeme<br />

werden in der Lage sein, aus Erfahrungen<br />

zu lernen und sich mit der<br />

Zeit zu verbessern. Das sorgt dafür,<br />

Werkerunterstützung durch digitale Arbeitsanweisungen und Feedback<br />

Maximale Produktivität in der manuellen Fertigung mithilfe von digitalen<br />

Informationen<br />

dass manuelle Produktionsabläufe<br />

immer effizienter werden und reduziert<br />

die Notwendigkeit kostspieliger<br />

Neuanschaffungen. In der manuellen<br />

Fertigung sorgt das für ein immer<br />

reibungsloseres Zusammenspiel von<br />

Mensch und Maschine, bei dem der<br />

digitale Kollege im Laufe der Zeit<br />

sogar die Eigenarten, Stärken und<br />

Schwächen des Werkers kennenlernt<br />

und entsprechend agieren kann.<br />

Nachhaltigkeit und Kreislaufwirtschaft:<br />

Eine effizientere Nutzung<br />

von Rohstoffen schont nicht nur<br />

die Umwelt, sondern senkt auch die<br />

Produktionskosten. Neue Technologien<br />

zur Reduzierung des Materialund<br />

Energieverbrauchs helfen, Einsparpotenziale<br />

noch besser auszuschöpfen.<br />

Und nicht nur in der Produktion<br />

selbst sind solche Technologien<br />

von Vorteil. Auch die Produkte<br />

werden zunehmend recycling- und<br />

wiederverwendungsorientiert hergestellt,<br />

um vorhandene Ressourcen<br />

optimal zu nutzen.<br />

Personalisierte Produktion: Systeme,<br />

die eine schnelle Anpassung<br />

an individuelle Produktanforderungen<br />

ermöglichen, geben Unternehmen<br />

die Möglichkeit, individuell auf alle<br />

Kundenwünsche einzugehen. Und<br />

zwar ohne dass die Kosten für den<br />

Kunden aus dem Ruder laufen. Technologien<br />

wie der 3D-Druck haben<br />

hier das Potenzial, die industrielle<br />

Produktion nachhaltig zu verändern.<br />

icherheit und Compliance: Die<br />

zunehmende Abhängigkeit von Internet<br />

und Computer führt zu einer<br />

höheren Vulnerabilität, der Unternehmen<br />

mit einem stärkeren Fokus<br />

auf Cybersicherheit begegnen müssen.<br />

Hier besteht derzeit noch ein<br />

großer Nachholbedarf, da die Problematik<br />

nicht allein durch Technik<br />

aufgefangen werden kann, sondern<br />

immer auch die Komponente<br />

Mensch eine Rolle spielt.<br />

Herausforderungen<br />

und Chancen<br />

Unternehmen stehen vor neuen<br />

Herausforderungen – und ungeahnten<br />

Chancen. Diese Entwicklungen<br />

werden voraussichtlich zu<br />

mehr Flexibilität, Effizienz und Nachhaltigkeit<br />

in Produktion und Fertigung<br />

führen. Gleichzeitig bringen<br />

sie aber auch neue Herausforderungen<br />

hinsichtlich der Integration<br />

von Technologien und der Anpassung<br />

an sich verändernde Marktbedingungen<br />

mit sich. Unternehmen<br />

sind gut beraten, sich bereits<br />

heute intensiv mit den zukünftigen<br />

Anforderungen auseinanderzusetzen<br />

und Technologien und Systeme<br />

zu implementieren, welche die aufgezeigten<br />

Entwicklungen unterstützen<br />

oder sogar mitgestalten können.<br />

Denn ihre Kundschaft ist schon jetzt<br />

auf der Suche nach den passenden<br />

Partnern, die die Anforderungen von<br />

morgen erfüllen können.<br />

Wer schreibt:.<br />

Wolfgang Mahanty ist Geschäftsführer<br />

der OPTIMUM datamanagement<br />

solutions GmbH. Als Impulsgeber<br />

für Anwendungen der Industrie<br />

4.0 treibt er die Entwicklung von<br />

intelligenten, optischen Assistenzsystemen<br />

für den digitalen Shopfloor<br />

voran. ◄<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong> 23


Automatisierung<br />

Wie das industrielle Edge-Computing<br />

dem Automatisierungsingenieur wieder<br />

die Kontrolle über seine Daten gibt<br />

Devices<br />

Azure IoT SDK<br />

Azure RTOS<br />

Azure<br />

Sphere<br />

Azure IoT<br />

Edge<br />

Die digitale Transformation hat<br />

in den letzten Jahren Einzug in<br />

alle Branchen Microsoft gehalten. Während<br />

zunächst Punktlösungen Azure auf dem<br />

Markt vorherrschten, wird das IIoT<br />

inzwischen mehr und mehr Teil<br />

einer erweiterten industriellen ITund<br />

Kommunikationsinfrastruktur.<br />

Diese wirkt sich auf die Konzeption<br />

herkömmlicher Automatisierungssysteme<br />

und industrieller<br />

Netzwerke aus und verändert<br />

auch die Art, wie Daten für modernere<br />

datengestützte Anwendungen<br />

verarbeitet werden.<br />

Der vielleicht einflussreichste<br />

Trend ist, dass das Edge-Computing<br />

die Trennung von Edge-Anwendungen<br />

und der Edge-Infrastruktur<br />

ermöglicht. Eine Edge-Infrastruktur<br />

besteht aus Computerund<br />

Netzwerkhardware, systemnaher<br />

Software und Diensten für<br />

das Lebenszyklus-Management<br />

von Infrastrukturkomponenten wie<br />

etwa Linux-basierten IIoT-Gateways.<br />

Edge-Anwendungen laufen<br />

Ingestion &<br />

provisioning<br />

Azure IoT<br />

Hub<br />

Device<br />

Provisioning<br />

Service<br />

Azure Digital<br />

Twins<br />

Hot path<br />

Azure Stream<br />

Analytics<br />

Warm path<br />

Cold path<br />

Azure Data<br />

Explorer<br />

Azure Machine<br />

Learning<br />

auf Edge-Computern und -Gateways<br />

in der Nähe der industriellen<br />

Anlagen, die von ihnen überwacht<br />

und verwaltet werden.<br />

Automatisierungsingenieure, die<br />

planen, die industrielle Kompetenz<br />

ihres Unternehmens auf die digitale<br />

Welt auszuweiten, sollten sich<br />

daher auf die Edge-Anwendungen<br />

konzentrieren und den Rest nach<br />

Möglichkeit auslagern.<br />

Kernkompetenz<br />

versus Outsourcing<br />

HDInsight Spark&<br />

Storm<br />

Azure Data<br />

Bricks<br />

Management & business integration<br />

Power BI<br />

API<br />

Management<br />

azure-iot-reference-architecture, https://docs.microsoft.com/en-us/azure/architecture/reference-architectures/iot<br />

© Microsoft<br />

Dynamics<br />

365<br />

Azure Maps<br />

Web apps<br />

Flow<br />

Search<br />

Mobile apps<br />

Logic<br />

apps<br />

Die Kernkompetenz von Industrieunternehmen<br />

bezieht sich typischerweise<br />

auf ein Portfolio physischer<br />

Ressourcen, die durch den<br />

Einsatz digitaler Technologien effizienter<br />

betrieben werden können.<br />

Oft machen diese digitalen Technologien<br />

auch neue und verbesserte<br />

Dienstleistungen möglich.<br />

Kernstück all dieser neuen Möglichkeiten<br />

sind Daten. Diese Daten<br />

stehen entweder schon vor Ort zur<br />

Verfügung oder können über zusätzliche<br />

Sensoren oder eine geänderte<br />

Konfiguration bzw. Programmierung<br />

vorhandener Komponenten<br />

aus den physischen Ressourcen<br />

und damit verbundenen Prozessen<br />

abgeleitet werden. Das Erfassen<br />

und Analysieren der Daten wird<br />

typischerweise als Kernkompetenz<br />

betrachtet, ebenso wie das Gewinnen<br />

von Erkenntnissen sowie die<br />

Entwicklung von Automatisierungslösungen<br />

auf Basis dieser Daten.<br />

Der Aufbau von Linux-basierten<br />

IIoT-Gateways und die Bereitstellung<br />

von Diensten für das Gerätelebenszyklus-Management<br />

sind<br />

bereits die Kernkompetenz anderer<br />

Unternehmen, die sich auf diese Art<br />

von Herausforderungen im Bereich<br />

der Edge-Infrastrukturen konzentriert<br />

haben. Die entsprechenden<br />

Produkte und Dienste sind heute<br />

als Standard lösungen erhältlich.<br />

IIoT-Projekte müssen<br />

einfach, schnell<br />

und skalierbar sein<br />

Der entscheidende Grund für die<br />

Konzentration auf Daten und Anwendungen<br />

liegt in der Geschwindigkeit.<br />

IIoT-Projekte beginnen typischerweise<br />

mit einer Machbarkeitsstudie<br />

oder einem Konzeptnachweis<br />

(Proof of Concept, PoC), wobei in<br />

kurzer Zeit Daten gesammelt werden<br />

müssen, um zu entscheiden, ob<br />

es sich lohnt, das Vorhaben fortzuführen<br />

oder nicht. Zugleich sollten<br />

die verwendeten Infrastrukturkomponenten,<br />

wie etwa das IIoT-<br />

Gateway und wichtige Softwarekomponenten,<br />

nach erfolgreichem<br />

Autor:<br />

Hermann Berg<br />

Moxa Europe GmbH<br />

www.moxa.com<br />

© Moxa Europe GmbH<br />

24 <strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong>


Automatisierung<br />

Abschluss der Machbarkeitsstudie<br />

problemlos in großem Maßstab<br />

bereitgestellt werden können.<br />

Anders ausgedrückt: Schon der<br />

PoC sollte auf der Edge-Infrastruktur<br />

aufgebaut sein, die für eine breit<br />

angelegte Einführung in der jeweiligen<br />

physischen Umgebung und an<br />

den vorgesehenen geografischen<br />

Standorten geeignet ist.<br />

Die „softwareunabhängige“<br />

Edge-Infrastruktur<br />

Hier zahlen sich jahrelange Erfahrungen<br />

mit Virtualisierung und Software-Containerisierung<br />

im IT-Bereich<br />

aus. Es gibt mehrere Möglichkeiten<br />

zum Aufbau von Edge-Infrastrukturen,<br />

auf denen viele verschiedene<br />

Softwareoptionen ausgeführt werden<br />

können: Virtuelle Maschinen sind,<br />

historisch betrachtet, ein ziemlich<br />

altes Verfahren zur Trennung von<br />

Software und Hardware. Die Software-Containerisierung,<br />

mit der die<br />

Firma Docker Pionierarbeit geleistet<br />

hat, ist heute das dominierende Verfahren<br />

zur einfachen Bereitstellung,<br />

Aktualisierung und Entfernung von<br />

Software auf Hardware aller Art.<br />

Aber auch schlichte Linux-Software<br />

kann problemlos über Cloudbasierte<br />

Dienste für das Gerätelebenszyklus-Management<br />

bereitgestellt<br />

werden. Ein letzter Impuls<br />

hin zur Trennung von Edge-Infrastruktur<br />

und Edge-Anwendungen<br />

kommt von den Cloud-Hyperscalern<br />

Microsoft, Amazon und Google: Ihre<br />

Managementfunktionen für Hardware-<br />

und Software-Container im<br />

Edge-Bereich ermöglichen eine<br />

besonders einfache und schnelle<br />

Integration einer skalierbaren Edge-<br />

Infrastruktur in die Cloud und in den<br />

rechenzentrumsbasierten IT-Stack<br />

des Unternehmens.<br />

Edge-Anwendungen und ein<br />

gemeinsames Datenmodell<br />

© Moxa Europe GmbH<br />

Insbesondere für komplexere<br />

Umgebungen mit vielen unterschiedlichen<br />

Subsystemen und vielfältigen<br />

Datenquellen ist es wichtig, eine<br />

gemeinsame Betriebsumgebung für<br />

den neuen Satz von Edge-Anwendungen<br />

zu schaffen. Die größte<br />

Herausforderung besteht häufig<br />

in der Erstellung eines gemeinsamen<br />

Datenmodells. Werden<br />

Anwendungen für eine bestimmte<br />

Rohdatenquelle entwickelt, ist es<br />

schwierig, sie an anderen Stellen<br />

wiederzuverwenden. Zum Erstellen<br />

eines gemeinsamen Datenmodells<br />

gehört die Umwandlung von<br />

Daten, beispielsweise vom Modbus-Rohdatenformat<br />

in das strukturierte<br />

MQTT/JSON-Format. Dieses<br />

strukturierte Format muss eine<br />

feste Syntax und eine definierte<br />

Bedeutung (Semantik) aufweisen,<br />

die unabhängig vom jeweiligen Gerät<br />

sind und über die jeweilige Anwendung<br />

hinaus gelten. Auf diese Weise<br />

kann es ohne Schwierigkeiten von<br />

allen aktuellen und künftigen Edge-<br />

Anwendungen verwendet werden,<br />

selbst dann, wenn im Lauf der Zeit<br />

ein vielfältiges Portfolio von Rohgeräten<br />

(Raw Devices) hinzugefügt<br />

wird.<br />

Die Konvertierung zwischen dem<br />

Rohdatenformat und dem neuen<br />

gemeinsamen Datenmodell erfolgt<br />

über einfache Software module, die<br />

für die Verständigung zwischen den<br />

beiden Welten sorgen. Mit einem<br />

gemeinsamen Datenmodell können<br />

sich die Entwickler auf die<br />

Geschäftslogik ihrer Edge-Anwendungen<br />

konzentrieren und brauchen<br />

sich nicht mehr mit der komplizierten<br />

Bytestruktur der Modbus-Register<br />

auseinanderzusetzen,<br />

was ihre Produktivität erheblich<br />

steigert.<br />

Wie soll man anfangen?<br />

Auch wenn die Theorie für Nichtfachleute<br />

vielleicht kompliziert klingt,<br />

kann die praktische Umsetzung<br />

ziemlich einfach sein, wenn man<br />

nur die richtigen Komponenten für<br />

ein neues IIoT-System auswählt.<br />

Moxa hat konkrete Angebote für<br />

Unternehmen entwickelt, mit denen<br />

sie ihre digitale Transformation beginnen<br />

oder beschleunigen können. Je<br />

nach der Strategie und den Fähigkeiten<br />

des Anwenders gibt es zahlreiche<br />

Möglichkeiten, in kurzer Zeit<br />

ein eigenes skalierbares IIoT-System<br />

aufzubauen und die Kontrolle über<br />

die eigenen industriellen Daten zu<br />

übernehmen. Hinter den Kulissen<br />

spielt die Edge-Computing-Technologie<br />

höchstwahrscheinlich eine<br />

wichtige Rolle bei der Umsetzung.<br />

Wer schreibt:<br />

Hermann Berg ist Head of Industrial<br />

Automation Segment bei der<br />

Moxa Europe GmbH. Er verfügt<br />

über langjährige Erfahrung in Technik,<br />

Beratung, Business Development<br />

und Vertrieb für IT, Telekommunikation<br />

und industrielle Automatisierung.<br />

Er verantwortet die Industrie<br />

und Key Account Abteilung<br />

für Moxa Europe sowie den Ausbau<br />

eines aktiven Netzwerks aus kompetenten<br />

IIoT Partnern. ◄<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong> 25


IPCs/Embedded Systeme<br />

Skalierbare Lösungen für Digitalisierung<br />

und mehr Effizienz in der Industrie<br />

Box- und Panel-PCs, Hard- und Software von Schubert System Elektronik<br />

Unternehmen im industriellen Umfeld müssen<br />

ihre Prozesse optimieren, um wettbewerbs- und<br />

zukunftsfähig zu sein. Deshalb stehen oben auf<br />

der Anforderungsliste skalierbare Lösungen, die<br />

einfach an die jeweilige Applikation anpassbar<br />

sind. Dabei spielen ebenfalls Agilität, Usability<br />

und Security eine wichtige Rolle. Genau diesen<br />

Anspruch an industrielle Computertechnik hat die<br />

Schubert System Elektronik (SSE) bei ihren Entwicklungen<br />

im Blick und erfüllt ihn in Hard- und<br />

Software mit den modularen Box- und Panel-<br />

IPCs und Softwareelementen wie Prime OS.<br />

Schubert System Elektronik GmbH<br />

www.schubert-system-elektronik.de<br />

Prime OS<br />

Die Produktmarke Prime Cube steht seit mehr<br />

als 10 Jahren für intelligente Lösungen in den<br />

Bereichen Bedienen, Visualisieren, Beobachten<br />

und Steuern. Dabei ist die jahrelange Erfahrung<br />

der Schubert System Elektronik in der Entwicklung<br />

kundenspezifischer Lösungen eingeflossen.<br />

Die optimale User Experience steht immer im<br />

Zentrum. Mit Prime Cube bietet Schubert System<br />

Elektronik seinen Kunden Lösungen nach<br />

Maß - made in Germany.<br />

Leistungsstarke und skalierbare<br />

Box- und Panel-PCs<br />

Abhängig von den individuellen Systemanforderungen<br />

bietet SSE Panel- und Box-PCs<br />

mit schlanker Rechenleistung oder als High-<br />

Performance-IPC an. Prime Box Pico sorgt mit<br />

einem robusten Systemdesign für hohe Zuverlässigkeit<br />

und Betriebssicherheit. In der kompakten<br />

Box verbirgt sich eine effiziente Plattform<br />

mit Intel-Atom-x7-E3950-Prozessor. Embedded<br />

Features sowie Funktionen zur Unterstützung<br />

von Echtzeit-Anwendungen und Virtualisierung<br />

bilden eine hervorragende Basis<br />

für ver schiedene Applikationen, unter anderem<br />

Edge Computing. Die Prime Box Performance<br />

ist bestens gerüstet für die Be- und Verarbeitung<br />

komplexer Daten. Die Performance-Systeme<br />

sind mit gesockelten Intel-Core-i- Prozessoren<br />

der 8. und 9. Generation ausgestattet. Beide<br />

Box-PCs verfügen über eine passive, lüfterlose<br />

CPU- und Systemkühlung.<br />

Kundenspezifische Anpassungen<br />

„Bei beiden Systemen sind individuelle Konfigurationen<br />

oder kundenspezifische Anpassungen in<br />

Hard- und Software schnell und effizient umsetzbar.<br />

Aufgrund der Funktions- und Leistungsreserven<br />

können auch zukünftige Aufgaben gelöst<br />

werden mit Blick auch auf die Investitionssicherheit.<br />

In drei Konfigurations stufen können alle<br />

Wünsche erfüllt werden - sei es eine schnell<br />

verfügbare Standardlösung, Anpassungen an<br />

ein Corporate Design oder ein komplett kundenspezifisches<br />

System. Alle Geräte sind in Form,<br />

Fit und Funktion zehn Jahre verfügbar, mit 36<br />

Monaten Gewährleistung“, so Alexander Matt,<br />

Produkt Management Prime Cube bei SSE.<br />

Multitouch als<br />

Ein- oder Anbau-Variante<br />

Die Panel-IPCs mit Multitouch, Prime Panel<br />

Pico und Prime Panel Performance, sind als Einund<br />

Anbau-Variante verfügbar. Von 10,1“ bis 21,5“<br />

stehen verschiedene Displaygrößen zur Auswahl<br />

und somit für unterschiedliche Ansprüche<br />

die richtige Lösung. Die Panel-IPCs zeichnen<br />

sich durch eine hohe EMV-Festigkeit und ein<br />

robustes, lüfterloses Systemdesign aus. Prime<br />

Panel Pico ist ideal als HMI-System mit einem<br />

Intel Atom x7-E3950 Prozessor und optimal für<br />

anspruchsvolle Web-Client-Lösungen. Prime<br />

Panel Performance ist ideal für komplexe Aufgaben<br />

und hohe Konnektivität.<br />

Spezialisierte Betriebssysteme<br />

Unter dem Namen Prime OS werden auf<br />

die eigene Hardware zugeschnittene, spezialisierte<br />

Betriebssysteme angeboten. Diese sind<br />

unter anderem für verschiedene Anwendungsszenarien<br />

optimiert und stehen für HMI-, Virtualisierungs-<br />

oder Container-Anwendungen zur<br />

Verfügung. Auch sie lassen sich entsprechend<br />

der individuellen Anforderungen zusammenstellen<br />

und konfigurieren. Darüber hinaus bietet<br />

SSE seinen Kunden individuell zugeschnittene<br />

Softwarelösungen an. Von der Firmware<br />

(UEFI)-Ebene über die Konfiguration von Betriebssystemen,<br />

wie WINDOWS IoT Enterprise und<br />

Linux Buildroot oder Debian, bis in die Middleware<br />

setzt SSE die Anforderungen verschiedener<br />

Industrieanwendungen auf den Box- und<br />

Panel-PC von Prime Cube um. Dabei profitieren<br />

die Kunden vom fundierten Know-how in der<br />

System- und Embedded Software, von kurzen<br />

Entscheidungswegen und direkter Ansprechbarkeit<br />

der Fachexperten und einer Begleitung<br />

entlang des gesamten Entwicklungs- und Integrationsprozesses.<br />

◄<br />

26 <strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong>


IPCs/Embedded Systeme<br />

Raspberry PI für industrielle<br />

Steuerungs- und Automatisierungslösungen<br />

ICO Innovative Computer GmbH<br />

www.ico.de<br />

Der Raspberry PI Pigeon RB700, ein leistungsstarker<br />

industrieller Computer, wurde speziell<br />

für den Einsatz in Steuerungs- und Automatisierungssystemen<br />

entwickelt. Angetrieben<br />

von dem Raspberry Pi Compute Module 4 und<br />

Linux-System, zeichnet sich das Modell RB700<br />

durch seine Anpassungsfähigkeit und Leistungsfähigkeit<br />

aus.<br />

Er ist in drei Versionen erhältlich: ESSENCE,<br />

STANDARD und ADVANCE, die sich hauptsächlich<br />

in der Anzahl der verfügbaren Schnittstellen<br />

unterscheiden. Die ESSENCE-Version,<br />

als die einfachste Option, kommt ohne USV,<br />

HDMI, analoge I/O und TPM, im Vergleich zur<br />

STANDARD-Version.<br />

Die ADVANCE-Version hingegen bietet zusätzliche<br />

Funktionen und geht über die STANDARD-<br />

Version hinaus, indem sie zwei M.2-Anschlüsse<br />

und zwei zusätzliche RS232-Ports bietet. Die<br />

M.2-Anschlüsse ermöglichen die Montage eines<br />

Modems mit Dual-SIM- und SSD-Festplattenunterstützung<br />

oder jedes anderen Moduls, das<br />

PCIe 2.0 unterstützt.<br />

Ein bemerkenswertes Merkmal des Pigeon<br />

RB700 ist die eingebaute USV auf Basis von<br />

Superkondensatoren, die kurze Stromunterbrechungen<br />

eliminieren und eine sichere Systemabschaltung<br />

gewährleisten kann. Bei einer Rückkehr<br />

der Stromversorgung sorgt ein Mikro controller<br />

für einen sicheren Neustart des Systems.<br />

Unabhängig von der gewählten Version verfügen<br />

alle Modelle des Pigeon RB700 über zwei<br />

RS485, zwei Ethernet, CAN, 1-WIRE, RS232,<br />

12 digitale Eingänge (8 opto-isolierte, 4 potentialfreie<br />

Kontakte) und 8 digitale Ausgänge.<br />

Mit der Einführung des Pigeon RB700 bietet<br />

die industrielle Automatisierung eine neue Ebene<br />

an Flexibilität und Leistung, die dazu beitragen<br />

kann, Betriebsabläufe zu optimieren und die Effizienz<br />

zu steigern. Der Pigeon RB700 ist bereit,<br />

die Herausforderungen moderner industrieller<br />

Steuerungs- und Automatisierungs systeme zu<br />

meistern. ◄<br />

14-16. Nov. 2023<br />

Halle 6, Stand 251J<br />

Concepion ® -tXf-L-v3<br />

A EUROTECH COMPANY<br />

Smart factory, simplified<br />

Edge Intelligence Gateway für<br />

KI-Anwendungen, z.B. zur<br />

Qualitätsinspektion<br />

Neueste Technologie - Intel ® Core<br />

i CPUs der 12. Generation<br />

Zuverlässig • hohe Leistung • bei<br />

Extrembedingungen<br />

Weitere passende Edge Computing Gateways<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong> finden Sie in unserem Portfolio:<br />

27<br />

www.inonet.com


IPCs/Embedded Systeme<br />

Hoch performanter Chipsatz<br />

und sehr schneller Speicher<br />

Acturion bringt Calmo Industrie PCs mit Alder Lake Prozessoren an den Start<br />

Industrie Rechner Systeme von<br />

Acturion haben ein langes Leben.<br />

Üblicherweise werden neue Generationen<br />

oder neue Modelle für einen<br />

Lebenszyklus von fünf Jahren aufgelegt.<br />

Reparaturen und der Support<br />

durch Acturion laufen sogar<br />

10 Jahre lang.<br />

Im Herbst 2023 schlägt Acturion<br />

mit der neuen Generation ein neues<br />

Kapitel bei den Calmo Industrie<br />

Rechner Systemen auf. Auch bei<br />

der neuen Industrie Rechner Generation<br />

hat man sich beim deutschen<br />

Hersteller Kontron aus Augsburg<br />

bedient. Als Plattform für die neue<br />

Generation kommt das Mainboard<br />

K3841-Q µATX zum Einsatz. Dieses<br />

Kontron Mainboard kann mit Intel<br />

i-Core i3, i5, i7 und i9 Prozessoren<br />

der 12. Generation (Alder Lake)<br />

und auch 13. Generation (Raptor<br />

Lake) bestückt werden. Das Kontron<br />

K3841-Q µATX Mainboard beherbergt<br />

den sehr performanten Intel<br />

Q670E Chipsatz. Unterstützung finden<br />

die Intel Prozessoren von sehr<br />

schnellem DDR5-4800 UDIMM Speicher,<br />

der auf dem Mainboard bis zu<br />

128 GB ausgebaut werden kann.<br />

Zahlreiche Schnittstellen<br />

Neben modernster Technik bietet<br />

das Mainboard K3841-Q µATX<br />

von Kontron auch zahlreiche<br />

Schnitt stellen an. Dazu gehören:<br />

vier DisplayPort-Anschlüsse, zwei<br />

2,5Gbe und ein 1Gbe RJ45 LAN-<br />

Anschluss, vier USB 3.2 Gen1 Buchsen,<br />

4x USB 3.2 Gen2 Buchsen,<br />

ein USB-C 3.2 Gen2 Anschluss,<br />

ein COM-Anschluss und Audio-<br />

Anschlüsse.<br />

K3851-R R680E ATX<br />

Optional bietet Acturion bei der<br />

neuen Generation der Calmo<br />

Industrie PCs auch das Mainboard<br />

K3851-R R680E ATX von Kontron.<br />

Dieses Mainboard hat den Intel<br />

Chipsatz R680 bestückt und bietet<br />

ebenfalls die Möglichkeit bis zu<br />

128 GB DDR5-4800 UDIMM mit<br />

ECC einzubauen. ECC bedeutet,<br />

dass Fehler im laufenden Betrieb<br />

festgestellt und korrigiert werden<br />

können, ohne dass es zum<br />

Datenverlust oder Absturz des<br />

Systems kommt. Diese Technik<br />

ist zwar etwas kostenintensiver,<br />

aber erhöht die Betriebssicherheit<br />

ganz erheblich.<br />

Auch das K3851-R R680E ATX<br />

Mainboard bietet die gleichen<br />

Schnittstellen wie das K3841-Q<br />

µATX. Bei den internen Schnittstellen<br />

bietet das K3851-R680E<br />

ATX Mainboard jedoch zwei PCIe<br />

Schnittstellen (insgesamt sechs)<br />

und noch zusätzlich eine alte<br />

PCI Schnittstelle mehr an als das<br />

K3841-Q μATX.<br />

Stufenweise Einführung<br />

Die Einführung auf die neue Generation<br />

erfolgt klassenweise. Jetzt im<br />

Herbst werden die Calmo UNI Pro<br />

und Calmo S und Calmo M Box-<br />

IPCs umgestellt. Anfang <strong>2024</strong> folgen<br />

dann die Panel-PC-Modelle<br />

und danach die Mini-IPCs.<br />

Acturion Datasys GmbH<br />

www.acturion.com<br />

www.acturion-industrie-pc.com<br />

28 <strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong>


IPCs/Embedded Systeme<br />

Von Intel prevalidierter AIoT-Computer<br />

Mit HDMI und DisplayPort++<br />

werden 4K-Auflösungen erreicht,<br />

insgesamt acht USB 3.2 Gen2<br />

sind verbaut und darüber hinaus<br />

zwei RS-232/422/485, vier RS-232<br />

und 12-bit Digitale Ein-/Ausgänge.<br />

Onboard ist eine 256 GB-SATA3-<br />

SSD und ein M.2-M-Key-Steckplatz<br />

bietet sich für eine NVMe-SSD an.<br />

Ein weitere M.2-A-Key-Steckplatz<br />

kann für ein WiFi-Modul genutzt werden.<br />

Zwei PCIe x8-Slots ermöglichen<br />

die Integration von Add-on-Karten<br />

wie die oben genannte Beschleunigerkarte.<br />

Der MIL-STD-810G 514.6C-1 zertifizierte<br />

AIoT-Computer ist im Temperaturbereich<br />

zwischen -20 °C und<br />

60 °C einsetzbar.<br />

Kompatible Betriebssysteme sind<br />

Windows 10 / 11 und Linux. ◄<br />

Mit dem neuen AIoT-Computer<br />

TANK-XM811AI-RPL bietet compmall<br />

einen Embedded-PC, der von Intel für<br />

KI-Anwendungen pre validiert wurde,<br />

sodass der PC schnell eingesetzt<br />

werden kann. Mit dem OpenVINO-<br />

Toolkit lässt sich der AIoT-Computer<br />

vielfältig einsetzen: In der Fertigung<br />

zur Qualitätskontrolle, für Predictive<br />

Maintenance oder um Prozesse zu<br />

automatisieren, in der Agrartechnik<br />

zur Kontrolle der Pflanzen auf<br />

Krankheiten und Wachstum, in der<br />

Medizin zur Analyse von MRT- und<br />

CT-Scans, im Security-Bereich zur<br />

Gesichtserkennung. Es gibt noch<br />

viele andere Beispiele und täglich<br />

werden es mehr.<br />

compmall GmbH<br />

info@compmall.de<br />

www.compmall.de<br />

OpenVINO<br />

ist eine Softwareplattform von<br />

Intel, die darauf abzielt, die Implementierung<br />

von Deep-Learning-<br />

Modellen zu optimieren. Das Toolkit<br />

basiert auf künstlichen neuronalen<br />

Netzen (CNN) und kann vortrainierte<br />

Deep-Learning-Modelle<br />

wie Caffe, MXNET und Tensorflow<br />

optimieren. Die Tool-Suite umfasst<br />

mehr als 20 vor trainierte Modelle<br />

und unterstützt mehr als 100 öffentliche<br />

und benutzerdefinierte Modelle<br />

(einschließlich Caffe, MXNet, TensorFlow,<br />

ONNX, Kaldi).<br />

Die Hardware ist entsprechend<br />

leistungsoptimiert konfiguriert. Der<br />

TANK-XM811AI-RPL basiert auf der<br />

13. Generation Intel Core i7-13700TE<br />

oder Core i9-13900TE und bietet bis<br />

zu 24 Kerne mit 32 Threads. Die<br />

Verarbeitungsgeschwindigkeit wird<br />

maximiert, wenn über den PCIe x8-<br />

Steckplatz die Mustang-V100-MX8-<br />

Beschleunigerkarte integriert wird.<br />

Der DDR4-Arbeitsspeicher mit<br />

3200 MHz kann bis 64 GB erweitert<br />

werden, 8 GB sind vorinstalliert.<br />

Für niedrige Latenzzeiten und hohe<br />

Netzwerk- und Datenübertragungsgeschwindigkeiten<br />

stehen zwei<br />

2,5 GbE-Ports und WiFi 6E-Unterstützung<br />

zur Verfügung.<br />

Schnittstellen sorgen für die Anbindung<br />

von Displays, Sensoren, IP-<br />

Kameras und anderer Geräte.<br />

Großdisplays<br />

für Digital Signage<br />

Diagonalen 21"-98" Diagonalen 21"- 98"<br />

auch mit Software<br />

- FrontFace - zum<br />

selbst-programmieren<br />

("No-code-Lösung").<br />

HMI-Bedienterminals<br />

IPC´s mit Multi-Touchscreen<br />

7"-21" für Schaltschränke,<br />

Pulte, embedded Boxes.<br />

CPU und Betriebssystem zur<br />

Wahl + viele Schnittstellen.<br />

Auch 7"Handheld / 10"Tablet-<br />

PC´s für robuste Einsätze.<br />

M A S S GmbH<br />

Josef-Bautz-Str.15 63457 Hanau<br />

Tel. +49 (0)6181 90688-0<br />

www.mass.de * info@mass.de<br />

Industriecomputer nach MASS<br />

Raspberry Pi 3/4<br />

mit digit./analog I/O´s<br />

oder kompletter SPS;<br />

Touchdisplays 7"/10".<br />

Schnittstellen RFID,<br />

WIFI, WLAN, CAN,<br />

USB 3.0. Robust und<br />

industriefähig.<br />

__________________________________________<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong> 29<br />

MASS Anzeige neu für 2023 : 1/4 Seite color


IPCs/Embedded Systeme<br />

Leistungsstark, zertifiziert und kostengünstig<br />

Das 10,1“ CAXA0 ist ein robuster und kostengünstiger<br />

Industrial Tablet-PC, der hervorragend<br />

in den Bereichen Medizin, Transport, Logistik<br />

und Automatisierung eingesetzt werden kann.<br />

Das Tablet ist nach IP65 wasser- und staubdicht<br />

und übersteht Stürze aus bis zu 1,2 m Höhe problemlos<br />

durch seinen verstärkten Rahmen und<br />

ein Schutzglas. Außerdem bietet es verschiedene<br />

Zertifizierungen wie beispielsweise nach<br />

der DIN EN 60601-1-2 für medizinische Geräte.<br />

Das CAXA0 enthält einen leistungsstarken Intel<br />

Pentium N4200 bzw. Celeron N3350 Prozessor<br />

und verfügt über verschiedene Schnittstellen je<br />

nach Ausstattungsvariante und Anwendungsfeld.<br />

Dazu zählen unter anderem ein 1D/2D-Scanner,<br />

eine Kamera, USB-Anschlüsse und HDMI. Die<br />

Akkulaufzeit beträgt bis zu 6 Stunden.<br />

Außerdem gibt es für das Gerät diverses praktisches<br />

Zubehör, zum Beispiel eine Wandhalterung,<br />

eine Desktop Docking Station, ein externes<br />

Batterie-Ladegerät sowie Schultergurt oder<br />

Handschlaufe für den einfachen Transport. Das<br />

Tablet hat eine Langzeitverfügbarkeit von mindestens<br />

5 Jahren.<br />

FORTEC Integrated<br />

info@distec.de<br />

www.distec.de<br />

Zertifiziert:<br />

Zertifiziert: DIN-ISO<br />

DIN-ISO 9001:2015<br />

9001:2015<br />

Zertifiziert:<br />

DIN-ISO<br />

9001:2015<br />

Industriecomputer nach MASS<br />

Industriecomputer nach MASS<br />

Industriecomputer nach MASS<br />

info@mass.de<br />

info@mass.de www.mass.de<br />

www.mass.de 06181/ 906880<br />

06181/ 906880<br />

info@mass.de<br />

www.mass.de<br />

06181/ 906880<br />

Seit 42 Jahren Entwicklung und Produktion kundenspezifischer Geräte für Fabrikautomation und<br />

■ Seit 42 Jahren Entwicklung und Produktion kundenspezifischer Geräte für Fabrikautomation und<br />

IT - Anwendungen. Über 100 000 IPCs weltweit ausgeliefert. Service z.T. über 10 Jahre lang.<br />

IT - Anwendungen. Über 100 000 IPCs weltweit ausgeliefert. Service z.T. über 10 Jahre lang.<br />

■ Produktgruppen<br />

Seit 42 Jahren Entwicklung und Produktion kundenspezifischer Geräte für Fabrikautomation und<br />

■ Produktgruppen<br />

IT - Anwendungen. Über 100 000 IPCs weltweit ausgeliefert. Service z.T. über 10 Jahre lang.<br />

■ Produktgruppen<br />

Panel-PCs mit mit Multi- Multi- Bedienterminals frei frei Großdisplays mit/ohne mit/ohne PC PC 19" Rechnersysteme<br />

19" Touchscreen zum zum stehende Geräte Geräte aus aus 21-86" 21-86" für Digital für Digital Signage. Signage. mit / ohne mit / Display ohne Display<br />

Einbau Panel-PCs in in Fronttafeln, mit Multi- Alu Bedienterminals Alu / Stahl / Stahl / Edelstahl / frei ILFD Großdisplays ILFD Schulungssoftware; mit/ohne PC in 19" Baugruppen in Rechnersysteme<br />

Baugruppen 1-4 HE 1-4 HE<br />

Pulte Touchscreen / Schaltschank- / zum mit stehende mit Standfuß, Geräte Wand- Wand- aus OS 21-86" OS Android Android für und/oder Digital und/oder Signage. WIN, WIN, als mit Embedded / als ohne Embedded Display Box Box<br />

türen. Einbau 7-21" in Fronttafeln, Displays. halter Alu<br />

halter<br />

/ oder Stahl<br />

oder Tragarm. / Edelstahl mit ILFD Software mit Software<br />

Schulungssoftware; FrontFace. FrontFace. oder in Baugruppen f. oder Schaltschränke<br />

f. Schaltschränke<br />

1-4 HE<br />

__________________________________________________________________________________<br />

Pulte / Schaltschank- mit Standfuß, Wand- OS Android und/oder WIN, als Embedded Box<br />

türen. 7-21" Displays. halter oder Tragarm. mit Software FrontFace. oder f. Schaltschränke<br />

__________________________________________________________________________________<br />

Europakarten-Systeme<br />

Europakarten-Systeme<br />

Europakarten-Systeme<br />

Raspberry Pi- Raspberry Pi mit Robuster Robuster 19" Rack-PCs z.B. 3 HE<br />

ohne Raspberry Displays Pi- 7"-10"Display+RFID Raspberry Pi mit Handheld- Robuster Tablet- Robuster mit Einfach-Euroboards,<br />

19" Rack-PCs z.B. 3 HE<br />

ohne als Raspberry Displays Blackbox Pi- 7"-10"Display+RFID mit Raspberry I/O´s oder Pi SPS mit Robuster Handheld- PC 7" PC Robuster Tablet- 10" Kassetten 19" mit Rack-PCs Einfach-Euroboards,<br />

21"-84" z.B. breit 3 HE<br />

__________________________________________________________________________________<br />

als ohne Blackbox Displays 7"-10"Display+RFID mit I/O´s oder SPS Handheld- PC 7" Tablet- PC 10" mit Kassetten Einfach-Euroboards,<br />

21"-84" breit<br />

__________________________________________________________________________________<br />

als Blackbox mit I/O´s oder SPS PC 7" PC 10" Kassetten 21"-84" breit<br />

__________________________________________________________________________________<br />

32 <strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong>


Kompakte EtherCAT Slave I/O-Module<br />

für Maschinen- und Fabrikautomation<br />

Kommunikation<br />

Mit den EtherCAT AMAX-4800-I/O-Modulen bietet AMC Einzel-I/O-Module zur Echtzeiterfassung von<br />

Sensordaten sowie zur Erfassung von Statuseingängen und zur Ausgabe von Sollwerten und Schaltausgängen<br />

an Maschinen und Anlagen an.<br />

Einfache Erweiterbarkeit<br />

• Maximaler Abstand zwischen zwei<br />

Modulen kann 100 Meter betragen.<br />

• Zwei Drehschalter zur Einstellung<br />

der Slave-ID (bis zu 256<br />

Slave-IDs).<br />

• Maximale-I/O-Kanäle, die nicht<br />

durch PCI- oder PCIe-Steckplätze<br />

begrenzt sind.<br />

• Unterstützt verschiedene Topologien,<br />

einschließlich Linie, Stern,<br />

Baum und Daisy Chain.<br />

AMC - Analytik & Messtechnik<br />

GmbH Chemnitz<br />

info@amc-systeme.de<br />

www.amc-systeme.de<br />

Die AMAX-4800-Serie umfasst industrielle<br />

EtherCAT-Slave-Module,<br />

die mit dem EtherCAT-Protokoll ausgestattet<br />

sind. Die kompakte Größe<br />

und das integrierte Hutschienen-Montageset<br />

sorgt für eine einfache Montage<br />

in Schaltschränken bzw. direkt<br />

am Anlagensystem. Die Steckklemmen<br />

und LED-Anzeigen erleichtern<br />

die Einrichtung und Wartung des Systems.<br />

Alle Module haben einen Isolationsschutz<br />

bis zu 2500 Volt und<br />

eignen sich für industrielle Anwendungen.<br />

Sie unterstützen den Modus<br />

„EtherCAT Distributed Clock“ (DC)<br />

und den SyncManager-Modus. Mit<br />

Hilfe der übergeordneten EtherCAT-<br />

Master Steuerung oder der BOX-PC-<br />

EtherCAT-Anwendung lassen sich<br />

die Slave Module einfach anbinden,<br />

um so ihre Signalkanäle zu verarbeiten<br />

und zu erweitern.<br />

Haupteigenschaften:<br />

Kompakte Größe<br />

• pro Modul - viele Kanäle auf<br />

kleinem Raum anschließbar<br />

• DIN-Schienen-Montage sorgt für<br />

einfache Montage in Schränken<br />

Einfache Handhabung<br />

• LED-Anzeigen, Drehschalter und<br />

Klemmen sind frontseitig zugänglich.<br />

• Der Anwender kann den Modulstatus<br />

lesen und die Drähte der<br />

Signale leicht anschließen.<br />

• Einfache DIN-Montage auf Hutschienen<br />

und Steckklemmen vereinfachen<br />

die Wartung und sparen<br />

Zeit.<br />

Synchronisation<br />

• EtherCAT-Knoten können die Zeitdifferenz<br />

zwischen dem Verlassen<br />

und dem zurückgebenden Rahmen<br />

messen.<br />

• Mit verteilten Clocks kann Ether-<br />

CAT eine genaue Synchronisationszeit<br />

von


Kommunikation<br />

Direkte Anbindung an die IT mit SPE:<br />

<strong>Produktionsautomatisierung</strong><br />

mit smarten Sensoren<br />

Wenn heutzutage neue Produktionsanlagen<br />

errichtet werden, so<br />

ist es eine Selbstverständlichkeit,<br />

dass diese Systeme vernetzt und<br />

im Sinne der Automatisierungspyramide<br />

von Industrie 4.0 auch direkt<br />

aus der IT gesteuert werden können.<br />

Bei umfangreicheren Neuprojekten<br />

(Greenfield) sorgt dabei<br />

meist OPC UA für die Verbindung<br />

und Kommunikation der einzelnen<br />

Ebenen untereinander.<br />

In den Schichten oberhalb der<br />

Feldebene erfolgen dabei Vernetzung<br />

und Kommunikation seit jeher<br />

über Ethernet und das IP-Protokoll,<br />

während innerhalb der Steuerung<br />

selbst und zur Anbindung einzelner<br />

Sensoren auch heute noch teilweise<br />

analoge Leitungen und Feldbusse<br />

verwendet werden. Damit ist aber<br />

nach wie vor ein direkter Zugriff auf<br />

viele Sensor- und Aktuator werte<br />

nur dann möglich, wenn dies explizit<br />

als Funktion des Systems implementiert<br />

ist.<br />

Problematische Vernetzung<br />

von Altsystemen<br />

Bei vielen Altsystemen (Brownfield)<br />

gibt es sogar überhaupt<br />

keine Möglichkeit, halbwegs zeitnah<br />

auf Sensordaten zugreifen zu<br />

können. Viele neue Verfahren zur<br />

Produktions- und Kostenoptimierung<br />

wie etwa digitale Zwillinge<br />

und vorausschauende Wartung<br />

(„predictive Maintenance“) benötigen<br />

aber regelmäßige Informationen<br />

über den jeweils aktuellen<br />

Zustand der Maschine im Betrieb.<br />

In der Praxis bedeutet dies, dass<br />

entweder zusätzliche Sensoren<br />

eingesetzt oder vorhandene Sensoren<br />

rückwirkungsfrei ausgelesen<br />

werden müssen. Hierzu gibt<br />

es schon viele Konzepte, wie etwa<br />

spezielle Gateways oder den grundsätzlichen<br />

Einsatz von smarten,<br />

direkt auslesbaren Sensoren. Um<br />

Zukunftssicherheit gewähren zu<br />

können, müssen solche Konzepte<br />

auf offenen Standards basieren<br />

und auch lange Sensor leitungen<br />

bei gleichzeitig hohen Datenraten<br />

unterstützen.<br />

SPE: Ideal für direkte<br />

Sensoreinbindung<br />

Beide Anforderungen erfüllt<br />

Single Pair Ethernet (SPE) in geradezu<br />

idealer Weise. Das Medium<br />

ist kostengünstig und dank dünner<br />

Kabel und kleiner Biegeradien<br />

auch nachträglich leicht zu verlegen.<br />

Selbst mit einfachen, ungeschirmten<br />

Datenleitungen wie etwa Telefonkabeln<br />

oder „Klingeldraht“ sind<br />

hier in der Praxis Segmentlängen<br />

von 100 Metern und mehr zu erreichen,<br />

und dies bei Datenraten von<br />

bis zu 100 Mbit/s (100Base-T1).<br />

Bild 1 zeigt einen Demonstrationsaufbau<br />

für eine Distanzmessung<br />

mit einer weit entfernten Messtelle,<br />

einem zusätzlichen periMICA embedded<br />

Edge Computer und einem<br />

iPad zur Visualisierung der Messergebnisse.<br />

Wann ist ein Sensor smart?<br />

Generell reagieren Sensoren auf<br />

eine Änderung der zu messenden<br />

Größen (Temperatur, Druck, Abstand,<br />

etc.) mit der Änderung einer elektrischen<br />

Größe wie etwa ihrem<br />

Widerstandswert. Zur Nutzung in<br />

der IT muss dieser Wert aber erst<br />

Perinet GmbH<br />

www.perinet.io<br />

Bild 1: Demonstrationsbeispiel:<br />

Kommunikation zwischen einem über 100 m entfernten Distanzsensor und einer Signalleuchte<br />

34 <strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong>


Kommunikation<br />

Bild 2: Das periCORE SOC-Modul<br />

bearbeitet und in ein Datenformat<br />

umgesetzt werden, das die IT verstehen<br />

kann. Dies setzt ein Mindestmaß<br />

an lokaler Intelligenz voraus,<br />

die den meisten Bestandssystemen<br />

an dieser Stelle fehlt. Abhilfe können<br />

hier Gateways und Bus-Interfaces<br />

schaffen, die aber aufwändig<br />

konfiguriert und gewartet werden<br />

müssen. Der Einsatz von schon<br />

ab Hersteller „smarten“ Sensoren<br />

macht die Aufgabe leider nicht immer<br />

einfacher: Abgesehen von der noch<br />

eingeschränkten Verfügbarkeit und<br />

den hohen Preisen unterscheiden<br />

sich deren Schnittstellen in Auslegung,<br />

Konfiguration und Bedienung<br />

je nach Hersteller erheblich.<br />

Universelle Lösung:<br />

Standardisierte Mikroserver<br />

Perinet hat als erster Hersteller<br />

weltweit ein Kommunikationsmodul<br />

(Bild 2) entwickelt, das genau<br />

diese Aufgabenstellungen kostengünstig<br />

und einfach löst. Es basiert<br />

auf einem ARM Cortex R4 Systemon-Chip<br />

(SOC) mit Watchdog, Flash-<br />

Speicher, Netzwerk- und Peripherieinterface<br />

und integriertem 24V-Netzteil.<br />

(Bild 3) und stellt einen integrierten<br />

Microserver und viele weitere<br />

anspruchsvolle bzw. „smarte“ Funktionen<br />

bereit. So kann es Sensorsignale<br />

vorverarbeiten, konsolidieren<br />

und in digitale, direkt von der IT<br />

nutzbare Datensätze umwandeln.<br />

Durch die Möglichkeit zur lokalen<br />

Zwischenspeicherung können die<br />

Daten bedarfsgerecht direkt, zeitoder<br />

ereignisgesteuert kommuniziert<br />

werden. Das Modul eignet sich für<br />

praktisch alle Sensortypen und verfügt<br />

über ein einfach zu bedienendes,<br />

einheitliches Benutzerinterface. Es<br />

wickelt die komplette Kommunikation<br />

zwischen dem jeweiligen Sensor<br />

und dem SPE-Netzwerk ab, so<br />

dass die Daten dann ohne Medienbruch<br />

direkt in der IT weiterverarbeitet<br />

werden können.<br />

Einfache Nachrüstung<br />

per Adapterstecker<br />

Alternativ zur Ausführung als peri-<br />

CORE SOC-Platine (13 x 16,7 x 3,8<br />

mm) sind die Kommunikationsmodule<br />

auch in IEC-normierte, peri-<br />

NODE Adapterstecker integriert<br />

lieferbar. Diese verfügen auf der<br />

(hybriden) SPE-Seite über einen<br />

4-poligen M8-Rundstecker und<br />

auf der Sensorseite entweder über<br />

A-codierte 4-pin M12 Anschlussstecker<br />

(0-10 V oder Pt100) oder<br />

über vier Anschlussleitungen für<br />

ein GPIO-Interface. Die benutzerfreundliche<br />

Konfiguration erfolgt mit<br />

einem beliebigen Webbrowser über<br />

das SPE-Interface (Bild 4). Die Verwendung<br />

von hybriden SPE-Kabeln<br />

vereinfacht die Verdrahtung und<br />

sorgt für eine rückwirkungsfreie<br />

Spannungsversorgung von Peripheriegeräten<br />

auch mit höherem<br />

Leistungsbedarf bis zu insgesamt<br />

etwa 400 W Leistungsaufnahme<br />

(abhängig vom Kabeltyp).<br />

Starterkits:<br />

Ohne Vorkenntnisse<br />

sofort loslegen<br />

Fertig konfigurierte Starterkits<br />

ermöglichen einen Soforteinstieg<br />

auch ohne jegliche Vorkenntnisse<br />

und sind in verschiedenen<br />

Bild 3: Blockschaltbild des PeriCORE SOC-Moduls<br />

Konfigurationen für unterschiedliche<br />

Aufgabenstellungen lieferbar.<br />

Bild 5 zeigt das Starterkit „Distance“<br />

mit einem Distanzsensor, Sensorinterface,<br />

Kabeln und einem Medienwandler<br />

mit Netzteil zur Einspeisung<br />

der Versorgungsspannung<br />

in das hybride SPE-Netz und zum<br />

Übergang in „normales“ Ethernet.<br />

Mit Zero Trust<br />

maximale Sicherheit<br />

Einfache Sensorleitungen und<br />

die meisten konventionellen Bussysteme<br />

verfügen über keinerlei<br />

Sicherheitsmechanismen und stellen<br />

so ein gefährliches Einfallstor<br />

für Malware dar. Alle Kommunikationsmodule<br />

von Perinet verfügen<br />

über eine zukunftssichere 256-Bit<br />

Endpunkt-zu-Endpunkt Verschlüsselung,<br />

mit der ganz einfach und<br />

benutzerfreundlich fortschrittliche<br />

Zero-Trust-Konzepte implementiert<br />

werden können. Dies erhöht<br />

die Cybersicherheit gegenüber konventionellen,<br />

Perimeter-basierten<br />

Konzepten ganz erheblich. Trotzdem<br />

ist die patentierte Sicherheitslösung<br />

PKI2go auch von Nichtfachleuten<br />

einfach zu konfigurieren und<br />

zu bedienen. Sie funktioniert auch<br />

ohne permanenten Cloud-Zugang<br />

lokal, basiert auf Public Key Infrastrukturen<br />

(PKI) und ermöglicht<br />

damit transparente Maschine-zu-<br />

Maschine Kommunikation ohne<br />

Passwörter. PKI2go kann problemlos<br />

auch zusätzlich zu bereits bestehenden<br />

Sicherheits lösungen installiert<br />

werden.<br />

Fazit<br />

Smarte Sensoren können die<br />

Automatisierung in der Produktion<br />

sinnvoll unterstützen, indem sie den<br />

Zugang zu neuen Technologien wie<br />

Predictive Maintenance oder digitalen<br />

Zwillingen erleichtern oder bei<br />

Altsystemen überhaupt erst ermöglichen.<br />

Globale Standards wie SPE<br />

und IP-basierende Protokolle sorgen<br />

für Zukunftssicherheit und hohe<br />

Performance ohne Medienbrüche<br />

und ermöglichen eine durchgängige<br />

Anbindung der Produktionstechnik<br />

(OT, Operational Technology)<br />

bis in die Sensor- bzw. Feldebene.<br />

Hohe lokale Intelligenz der Smarten<br />

Sensoren bzw. derer smarten Interfaces<br />

reduzieren das Datenvolumen<br />

und erhöhen die Cyberresilienz<br />

durch die integrierte Verschlüsselung<br />

und die Einführung von Zero-<br />

Trust-Konzepten. Wenn dann Systeme<br />

und Komponenten auch noch<br />

so wie bei Perinet durch Nichtfachleute<br />

konfiguriert und bedient werden<br />

können, so hebt dies die Akzeptanz<br />

und sorgt für zusätzliche Kostenersparnis.<br />

◄<br />

Bild 4: Sensorkonfiguration per Browser<br />

Bild 5: Perinet Starterkit „Distance“<br />

mit periNode Sensorinterface,<br />

Distanzsensor und periSTART<br />

Medienwandler zum Anschluss an<br />

Stromversorgung und „Standard“-<br />

100 BaseTX Ethernet<br />

Bild 6: Verschiedene periNODE<br />

Adapterstecker<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong> 35


Kommunikation<br />

Industrielle Ethernet-Switche und Remote-I/O<br />

in der <strong>Produktionsautomatisierung</strong><br />

Ethernet-Switche angeschlossen.<br />

Der Standardverbinder für<br />

industrielle Ethernet-Switches ist<br />

der RJ45-Anschluss. Dieser hat<br />

8 Positionen und 8 Leiter/Kontakte<br />

(8P8C – P für die möglichen Kontaktpositionen<br />

und C für die Anzahl der<br />

tatsächlich bestückten Kontakte).<br />

Die 8 Leitungen sind als 4 verdrillte<br />

Paare realisiert – eine Art der Verdrahtung,<br />

bei der zwei Leiter eines<br />

einzelnen Stromkreises miteinander<br />

verdrillt werden, um die elektromagnetische<br />

Störsicherheit zu<br />

verbessern.<br />

Bild 1: brainboxes Ethernet-Switches in Anreih-Gehäuse-Bauform für DIN-Hutschiene<br />

Ein essenzieller Faktor in der<br />

industriellen <strong>Produktionsautomatisierung</strong><br />

ist die vernetzte Datenkommunikation.<br />

Hier ist das „Industrial-Ethernet“<br />

einer der weit verbreiteten<br />

Standards. Solche Netzwerke<br />

in industriellen Anlagen sind<br />

meist sehr umfangreich und großflächig.<br />

Zudem sind industrielle<br />

Umgebungen oft störungsbehaftete<br />

und stellen auch höhere Anforderungen<br />

an die Sicherheit aller Komponenten<br />

gegenüber Umwelteinflüssen<br />

wie Klima, Staub, Vibration etc.<br />

Autor:<br />

Ernst Bratz,<br />

Meilhaus Electronic<br />

www.meilhaus.de<br />

nach Unterlagen von Brainboxes<br />

www.brainboxes.com<br />

Switche<br />

Ein wesentlicher Baustein von<br />

industriellen Netzwerken sind<br />

Switche, denn sie ermöglichen<br />

erste eine Vernetzung: Sie verbinden<br />

Geräte sternförmig. Dabei<br />

leiten sie Datenframes aber nicht<br />

nur gleichwertig an alle Ports weiter.<br />

Anhand der erlernten Adressen<br />

angeschlossener Geräte entscheiden<br />

Switche, an wen die Frames<br />

weitergeleitet werden.<br />

Im Gegensatz zu Ethernet-Hubs,<br />

die eingehende Datenpakete an alle<br />

Ports senden, können Industrial-<br />

Ethernet-Switches innerhalb von<br />

Adressierungsschemata arbeiten<br />

und Datenkollisionen begrenzen,<br />

indem sie nur bestimmte Datenpakete<br />

an ihre Ziel-Ports senden.<br />

Man unterscheidet managed (konfigurierbare)<br />

und unmanaged („selbstlernende“,<br />

ohne Konfiguration sofort<br />

einsatzbereite) Switche. Unmanaged<br />

Switches erkennen automatisch<br />

die Netzwerk geschwindigkeit<br />

jedes Geräts und identifizieren und<br />

speichern Netzwerkgeräte über die<br />

MAC-Adressfunktion. Diese Intelligenz<br />

ermöglicht es dem Switch,<br />

alle Nachrichten nach ihrem spezifischen<br />

Identifizierungscode zu<br />

sortieren und sie an den richtigen<br />

Port zu senden, was die Übertragungsleistung<br />

erheblich verbessert.<br />

Aufgaben der Switche:<br />

• Herstellen von Netzwerkverbindungen<br />

zwischen mehreren<br />

Geräten.<br />

• Der Datenverkehr zwischen angeschlossenen<br />

Geräten stört andere<br />

Geräte im selben Netzwerk nicht.<br />

• Kontrolle und Überwachung des<br />

Zugriffs auf verschiedene Teile<br />

des Netzwerks.<br />

• Ermöglicht die Überwachung der<br />

Auslastung.<br />

• Hochgeschwindigkeitskommunikation<br />

innerhalb des Netzwerks.<br />

Fast-Industrial-Ethernet-<br />

Switches<br />

Fast-Ethernet steigert die<br />

Geschwindigkeit von Ethernet<br />

mit einer Übertragungsrate von<br />

10 Megabit pro Sekunde (10 Mbps)<br />

bis 100 Megabit pro Sekunde<br />

(100 Mbps). Geräte werden über<br />

Cat5-Kabel an Fast-Industrial-<br />

Gigabit-Switches<br />

für industrielles Ethernet bieten<br />

zwar offensichtliche Geschwindigkeits-<br />

und Leistungsvorteile, aber<br />

nicht jede Anwendung erfordert diese<br />

Geschwindigkeit. Bei Automatisierungs-<br />

und Überwachungs projekten,<br />

die keine Gigabit-Geschwindigkeiten<br />

erfordern, wie z. B. Fahrkartenautomaten<br />

für Züge, Beleuchtungssteuerungen<br />

oder Erweiterungen von<br />

Schalttafeln, bieten Fast-Ethernet-<br />

Switches zuverlässige Remote-<br />

Funktionen und können so die Zahl<br />

der Serviceeinsätze reduzieren.<br />

Gigabit-Ethernet-Switches<br />

Mit einer Datenübertragung von<br />

1000 Mbps pro Sekunde ermöglicht<br />

der Gigabit-Standard das gleichzeitige<br />

Senden und Empfangen<br />

von Daten mit einer 10-mal höheren<br />

Geschwindigkeit als Fast Ethernet.<br />

Gigabit-Ethernet-Switche werden<br />

für netzwerkintensive Anwendungen<br />

eingesetzt, bei denen es<br />

auf eine schnelle Datenübertragung<br />

ankommt. Sie zeichnen sich durch<br />

eine höhere Geschwindigkeit, Effizienz<br />

und Leistung aus und erleichtern<br />

die Konfiguration und Unterstützung<br />

von Hochgeschwindigkeits-<br />

Datenübertragungen zwischen Geräten<br />

und/oder der zentralen Steuerung.<br />

Sie sind rückwärts kompatibel<br />

und können in ältere Netzwerke<br />

integriert werden. Dabei sind sie<br />

in der Lage, eine Verbindung zu<br />

Geräten mit 10 Mbs, Fast Ethernet<br />

(100 Mbs) oder Gigabit herzustellen,<br />

wobei sie die höchste gemeinsame<br />

Geschwindigkeit zwischen beiden<br />

Enden der Verbindung erkennen.<br />

36 <strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong>


www.moxa.com<br />

Geben Sie Cyberattacken keine Chance!<br />

EDS-(G)4000 IEC-62443-4-2 Switch Serie<br />

§ IEC-62443-4-2 zertifiziert<br />

§ 68 Modelle mit bis zu 14 Ports<br />

§ Fast Ethernet, GbE, 2.5GbE Uplink, SFP, IEEE802.3bt PoE<br />

§ Web-GUI, LED Anzeigen, drehbares Powermodul<br />

§ Turbo Ring / Turbo Chain und RSTP/STP für Netzwerkredundanz<br />

Weitere Informationen:<br />

©2022 Copyright systerra computer GmbH. MOXA ist ein eingetragenes Warenzeichen von MOXA, Inc.<br />

systerra computer GmbH<br />

Kreuzberger Ring 22<br />

65205 Wiesbaden<br />

0611 44889-555<br />

www.systerra.de


Kommunikation<br />

Bild 2: Industrielles Remote-I/O-Modul in Anreih-Gehäuse-Bauform für DIN-Hutschiene,<br />

Beispiel 4-Kanal RTD-Eingänge<br />

So bietet zum Beispiel die Firma<br />

Brainboxes (im Vertrieb der Meilhaus<br />

Electronic GmbH) Switche sowohl für<br />

Fast-Ethernet als auch für Gigabit-<br />

Geschwindigkeiten. Im Unterschied<br />

zu Office-Switchen sind die industriellen<br />

Ausführungen auf Robustheit<br />

ausgelegt: Sie haben Metallgehäuse<br />

für Wand- oder DIN-Hutschienenmontage<br />

(„Anreih gehäuse“), Weitbereichseingänge<br />

für die Versorgung<br />

(z. B. +5 bis +30 V, bei vielen<br />

Modellen redundant ausgeführt<br />

für erhöhte Ausfallsicherheit) und<br />

erweiterte Temperaturbereiche z. B.<br />

-40 bis +80 °C. Damit sind sie für<br />

eine Vielzahl von anspruchsvollen<br />

Anwendungen geeignet, wie z. B.<br />

Fabriken, HLK, Öl- und Gasfelder,<br />

Minen, Bauwesen, militärische<br />

Anwendungen sowie Sicherheitsund<br />

Überwachungskontrolle. Es<br />

sind Varianten mit 4 bis 8 Ports<br />

verfügbar.<br />

Industrielle Datenerfassung -<br />

Remote-Module<br />

Mit den beschriebenen Switchen<br />

kann nun also ein Ethernet-basiertes<br />

Netzwerk im industriellen Automations-Umfeld<br />

eingerichtet werden.<br />

Für einfache Schaltprozesse und<br />

Messungen sind oft keine komplexen<br />

Messgeräte erforderlich. Hier<br />

reichen einfache I/O-Module aus,<br />

um zum Beispiel den Anschluss<br />

von Temperatur- und anderen Sensoren<br />

zu ermöglichen, Zustände<br />

zu erfassen oder Schaltvorgänge<br />

zu steuern.<br />

Die Herausforderung im industriellen<br />

Umfeld sind neben den oft harten<br />

Umgebungsbedingungen auch<br />

die über große Areale, Werkshallen<br />

oder sogar Freigelände verteilen<br />

Messstellen. Es macht also Sinn,<br />

die Spannungswerte von Sensoren<br />

direkt vor Ort mit kurzen Leitungen<br />

zu erfassen, zu digitalisieren und<br />

dann zur weiteren Verarbeitung über<br />

das Netzwerk an einen steuernden<br />

Rechner zu übertragen.<br />

Für die Messstellen vor Ort bieten<br />

sich Remote-I/O-Module, ebenfalls<br />

in industrieller, robuster Bauweise<br />

für Wand- oder DIN-Hutschienenmontage<br />

an. Sie werden<br />

über Ethernet vernetzt und<br />

haben digitale und/oder analoge<br />

Ein- und Ausgänge zum Anschluss<br />

Bild 3: Beispiel eines Netzwerk-Ausschnitts mit Switches und Remote-I/O-Modulen<br />

(Hintergrundbild der Bilder 1 bis 3: © cottonbro studio from Pexels)<br />

der Sensoren und Aktoren. Im einfachsten<br />

Fall sind dies Digital- Einund<br />

Ausgänge, die einen digitalen<br />

Schaltzustand erfassen oder auslösen<br />

können (Ausführungen auch<br />

mit Relais möglich). Für Sensoren<br />

bieten solche Module Spannungseingänge,<br />

im Idealfall schon speziell<br />

für Thermo elemente, RTDs<br />

und andere, bei denen bereits eine<br />

Signal anpassung an die kleinen<br />

Signalpegel der Sensoren berücksichtigt<br />

ist.<br />

Sinnvoll können auch hier Modell<br />

mit redundanter Stromversorgung<br />

und erweiterten Temperaturbereichen<br />

sein.<br />

Zusammenfassung:<br />

In der industriellen <strong>Produktionsautomatisierung</strong><br />

sind – im Gegensatz<br />

zu Entwicklung und Prüffeld<br />

– die Mess- und Steueraufgaben<br />

selbst oft einfacher „gestrickt“. Dafür<br />

stellt die Industrieumgebung hohe<br />

Anforderungen an Robustheit, Störund<br />

Ausfallsicherheit sowie an eine<br />

großflächige, weitläufige Verteilung<br />

der Messstellen.<br />

Das Industrial-Ethernet mit industriellen<br />

Switchen sowie Remote-<br />

I/O-Modulen für das Messen und<br />

Steuern stellen hier eine gute Lösung<br />

dar. Ein weiterer Vorteil ist auch die<br />

Erweiterbarkeit eines solchen Standard-Netzwerks<br />

über einen langen<br />

Zeitraum. ◄<br />

38 <strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong>


Gigabit-Ethernet-Switch<br />

mit AVB/TSN und integrierten PHYs<br />

für die industrielle Automatisierung<br />

Kommunikation<br />

LAN9662 verfügt über eine Echtzeit-Engine zur Verarbeitung zyklischer Hochgeschwindigkeitsdaten<br />

im laufenden Betrieb.<br />

Konfigurierbare Schnittstellen<br />

Der LAN9662 unterstützt bis zu<br />

zwei RGMII/RMII-, zwei 1000BASE-<br />

X/SerDes/2,5GBASE-X/KX- und<br />

eine Quad-SGMII/Quad-USGMII-<br />

Schnittstelle. Die konfigurierbaren<br />

Schnittstellen ermöglichen Entwicklern<br />

den Zugriff auf verschiedene<br />

physikalische Ebenen oder Verbindungen,<br />

die sie eventuell benötigen.<br />

Microchip ist ein etablierter Anbieter<br />

von Netzwerklösungen für den<br />

industriellen Einsatz und bietet ein<br />

breites Angebot an robusten, energieeffizienten<br />

und hoch integrierten<br />

Produkten mit deterministischer<br />

Switch-Funktion und fehlertoleranter<br />

Redundanz. Die Produkte<br />

von Microchip ermöglichen weniger<br />

komplexe und aufwändige<br />

Ethernet-Lösungen in industriellen<br />

Anwendungen.<br />

Entwicklungstools<br />

Der LAN9662 wird von der Switch-<br />

API von Microchip, dem EVB-<br />

LAN9662 und dem EVB-LAN9662-<br />

Carrier-Board unterstützt. Software-Support<br />

steht über das Platform<br />

BSP, Linux Switchdev und<br />

den PROFINET-Software-Stack<br />

bereit. ◄<br />

Industrielle Automatisierung und<br />

digitale Transformation fördern das<br />

Wachstum skalierbarer und standardisierter<br />

Netzwerklösungen, um die<br />

Anforderungen kommerzieller Technologien<br />

und Betriebsverfahren (OT;<br />

Operational Technology) zu erfüllen.<br />

Um Anbietern im Bereich Automatisierungstechnik<br />

eine umfassende<br />

Netzwerk lösung bereitzustellen,<br />

kündigt Microchip Technology<br />

den Gigabit-Ethernet-Switch<br />

LAN9662 mit vier Ports, Audio-<br />

Video Bridging und Time Sensitive<br />

Network (AVB/TSN), zwei integrierten<br />

10/100/1000BASE-T PHYs<br />

und einem 600 MHz-Arm-Cortex-<br />

A7-CPU-Subsystem an.<br />

Echtzeit-/ Real-Time-Engine<br />

(RTE)<br />

Um industrielle Ethernet-Anwendungen<br />

zu unterstützen, verfügt der<br />

LAN9662 über eine Echtzeit-/ Real-<br />

Time-Engine (RTE), die den Ethernet-Frame<br />

während der Übertragung<br />

modifizieren kann und so schnellere<br />

Microchip Technology Inc<br />

www.microchip.com.<br />

zyklische Datenraten und eine niedrige<br />

Latenz ermöglicht.<br />

Der LAN9662 ist mit Standards<br />

wie der OPC Unified Architecture<br />

(OPC/UA) und dem PROFINET Software<br />

Stack kompatibel und bietet<br />

deterministische Kommunikation,<br />

die für industrielle Netzwerkanwendungen<br />

erforderlich ist.<br />

Charles Forni, Vice President der<br />

USB and Networking Business Unit<br />

bei Microchip, dazu: „Als Erweiterung<br />

der LAN966x-Reihe ermöglicht<br />

der LAN9662 die Skalierung<br />

mit TSN-fähigen Netzwerkendpunkten.<br />

Unsere Lösungen bieten<br />

Kunden den Vorteil, dass sie ihre<br />

Designs auf der Grundlage von<br />

Industriestandards beginnen können,<br />

unterstützt durch ein umfassendes<br />

Software-Angebot.“<br />

Geringe Latenzzeit<br />

Mit zwei integrierten PHYs bietet<br />

der LAN9662 eine sehr geringe<br />

Latenz, um verschiedene Daisy-<br />

Chain-Topologien zu unterstützen.<br />

Die PHY-Schnittstellen ermög lichen<br />

eine schnelle Datenverarbeitung<br />

innerhalb einer bestimmten Zeit,<br />

um ein zuverlässiges Netzwerk für<br />

Automatisierungsanwendungen wie<br />

Motor-, Förderband- und Mehrachsen-Robotersteuerungen<br />

bereitzustellen.<br />

Datenintegration<br />

und 3D-Anlagenmodellierung<br />

für Industrie 4.0<br />

taraXchange: Datenintegration<br />

ohne Kompromisse<br />

Systemintegratoren, Kompo nenten<br />

hersteller und Anlagenbetreiber<br />

planen den Einsatz ganzheitlicher<br />

Datenformate, wie<br />

AutomationML (AML) oder Asset<br />

Administration Shell (ASS).<br />

Voraussetzung dafür ist jedoch,<br />

Daten aus unterschiedlichen<br />

Quellen zuverlässig zusammenzuführen<br />

und zu konvertieren.<br />

taraXchange ermöglicht es<br />

Ingenieuren, auf No-Code-Basis<br />

Regelsätze zur Datenkonvertierung<br />

zu erstellen, ohne existierende<br />

Datenstrukturen ändern<br />

zu müssen.<br />

taraVRbuilder: 3D-Anlagenmodellierung<br />

vereinfacht<br />

taraVRbuilder stellt eine weit<br />

verbreitete Lösung dar, die Ingenieuren<br />

ermöglicht, mit minimalem<br />

Aufwand 3D-Modelle<br />

von Automatisierungsanlagen<br />

zu erstellen. Diese Modelle sind<br />

entscheidend für die Planung,<br />

Simulation und vertriebsunterstützende<br />

Visualisierung von<br />

Anlagenkonzepten.<br />

tarakos GmbH<br />

Werner-Heisenberg-Str. 1<br />

39106 Magdeburg<br />

Tel.: 0391/597495-0<br />

info@tarakos.de<br />

www.tarakos.de<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong> 39


Kommunikation<br />

Sträflich vernachlässigt:<br />

Widerstands-Unsymmetriemessungen<br />

in IT-Verkabelungen<br />

Alle Bilder © Traeger, ansonsten sind diese gekennzeichnet<br />

Autor:<br />

Dirk Traeger<br />

Technical Solutions Manager<br />

DataVoice<br />

Telegärtner Karl Gärtner GmbH<br />

www.telegaertner.com<br />

Power over Ethernet versorgt netzwerkfähige<br />

Geräte über die Datenleitung<br />

auch gleich mit Strom. Separate<br />

elektrische Anschlüsse sind<br />

nicht nötig - keine Steckdosen,<br />

keine Steckernetzteile, keine Elektroleitungen.<br />

Eine elektrotechnische<br />

Fachkraft wird zur Installation ebenfalls<br />

nicht benötigt, da Power over<br />

Ethernet – kurz PoE – mit Gleichspannung<br />

von weniger als 60 Volt<br />

arbeitet. Das ist nicht grundlegend<br />

neu, denn schließlich wurde schon<br />

der Telefonapparat unserer Großeltern<br />

über die Telefonleitung auch<br />

mit Strom versorgt, aber praktisch<br />

ist es allemal. Und wirtschaftlich<br />

noch dazu. Wenn es funktioniert.<br />

Das Problem liegt im Detail<br />

Wo liegt das Problem bei einer so<br />

geringen Spannung? Das liegt wie<br />

immer im Detail. Es kann nämlich<br />

durchaus vorkommen, dass eine<br />

Verkabelung die Abnahmemessung<br />

mit Bravour besteht und treu<br />

und brav höchste Datenraten überträgt,<br />

aber Probleme bereitet, sobald<br />

Power over Ethernet aktiviert wird.<br />

Das kann sich in niedrigeren Datenraten<br />

als zuvor äußern, kann aber<br />

auch bis zum Ausfall einer Verbindung<br />

gehen. Verursacht wird das<br />

Ganze durch Widerstands-Unsymmetrien<br />

in der Datenleitung, die zu<br />

einer ungleichmäßigen Stromverteilung<br />

führen. Diese wiederum führt<br />

zu einer Übersteuerung oder Übersättigung<br />

der Elektronik, die für die<br />

Datenübertragung zuständig ist. Die<br />

Folge sind verzerrte Datensignale,<br />

die nicht mehr ausgewertet werden<br />

Widerstand und Impedanz<br />

Die Begriffe Widerstand und<br />

Impedanz werden gelegentlich<br />

verwechselt, daher hier eine<br />

kurze Begriffsklärung. „Widerstand“<br />

bezieht sich auf Gleichspannung,<br />

„Impedanz“ auf Wechselspannung.<br />

Die Impedanz ist<br />

also der „Wechselstromwiderstand“<br />

der Verkabelungsstrecke.<br />

Sie hängt von der Frequenz der<br />

elektromagnetischen Welle ab, die<br />

auf der Leitung übertragen wird.<br />

Manche Messgeräte messen die<br />

Impedanz nur an einer bestimmten<br />

Stelle, beispielsweise vier Meter<br />

nach Beginn der Leitung.<br />

können. Im schlimmsten Fall fällt die<br />

Strecke aus. Um das zu verhindern,<br />

sollten die Gleichstromparameter<br />

einer Strecke gemessen werden –<br />

und zwar alle.<br />

Gleichstrom-<br />

Schleifenwiderstand<br />

Der Schleifenwiderstand wird bei<br />

Messungen nach ISO/IEC- und EN-<br />

Vorgaben vom Messgerät automatisch<br />

mitgemessen. Nur nach den<br />

Vorgaben der amerikanischen TIA ist<br />

er freiwillig. Der Gleichstrom-Widerstand<br />

einer Leitung verursacht Verluste<br />

und bestimmt die Stromstärke<br />

nach der alten Formel:<br />

I = U/R, Stromstärke I ist gleich<br />

Spannung U geteilt durch den<br />

Widerstand R.<br />

Da eine Datenleitung bis zu neunzig<br />

Meter lang sein darf, ist es nahezu<br />

unmöglich, den Widerstand zwischen<br />

den beiden Leitungsenden zu messen.<br />

Man behilft sich damit, die Adern<br />

eines Aderpaares an einem Ende<br />

kurzzuschließen und den Widerstand<br />

der so entstehenden Leiterschleife<br />

zu messen. Möchte man<br />

den Widerstand der Leitung wissen,<br />

teilt man einfach den Schleifenwiderstand<br />

durch zwei. Um sich die<br />

Rechnerei zu ersparen, verzichtet<br />

man in der Praxis gerne auf den Leitungswiderstand<br />

und arbeitet gleich<br />

mit dem Schleifenwiderstand. Das<br />

funktioniert allerdings nur, wenn<br />

Impedanzmessungen sind in<br />

der Praxis selten. Bei deutlichen<br />

Änderungen der Impedanz, beispielsweise<br />

bei einem Knick<br />

im Kabel oder beim Übergang<br />

vom Kabel auf einen Steckverbinder,<br />

wird ein Teil des Datensignals<br />

reflektiert. Dies wird<br />

durch die Messung der Rückflussdämpfung<br />

(englisch Return<br />

Loss) wesentlich besser erfasst,<br />

ganz besonders da die Rückflussdämpfung<br />

nicht nur an<br />

einer bestimmten Stelle sondern<br />

über die gesamte Strecke<br />

gemessen wird.<br />

40 <strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong>


Kommunikation<br />

gemessen werden. Mit der Messung<br />

des Gleichstrom-Schleifenwiderstands<br />

kann daher nicht ermittelt<br />

werden, ob die Widerstände der<br />

beiden Adern eines Paares voneinander<br />

abweichen, was bei Power<br />

over Ethernet zu erheblichen Problemen<br />

führen kann.<br />

Bild 1: Der Schleifenwiderstand gibt den Gleichstromwiderstand eines Aderpaares an. Er lässt allerdings keine<br />

sichere Aussage auf die Widerstände der einzelnen Adern zu<br />

Bild 2: Bei Power over Ethernet fließt der Strom nicht aderweise, sondern paarweise in eine Richtung.<br />

Bild 3: Auch der Gleichstromwiderstand verschiedener Aderpaare kann verschieden sein, was bei der Fernspeisung<br />

ebenfalls zu Problemen führen kann. Aufschluss gibt auch hier die Messung der installierten Strecke<br />

Bild 4: Die Gleichstromwiderstände der beiden Adern eines Paares können unterschiedlich sein, was bei Power over<br />

Ethernet Probleme verursachen kann<br />

Strom fließt paarweise<br />

Bei Power over Ethernet fließt der<br />

Strom durch die spezielle Art der Einspeisung<br />

nicht aderweise, sondern<br />

paarweise in dieselbe Richtung. Weisen<br />

die Adern eines Paares unterschiedliche<br />

Widerstände auf, führt<br />

dies zu einer ungleichmäßigen Verteilung<br />

des Stroms im Aderpaar, was<br />

zur Übersättigung des Sende-Übertragers<br />

damit zu geringerer Leistung<br />

führen kann. Am Empfänger kann<br />

eine Übersättigung oder Übersteuerung<br />

zu einem verzerrten Daten signal<br />

und damit zu Störungen in der Datenübertragung<br />

führen. Diese Störungen<br />

können so stark sein, dass<br />

keine Datenübertragung mehr möglich<br />

ist. So kommt es durchaus vor,<br />

dass eine Übertragungsstrecke bei<br />

der reinen Datenübertragung problemlos<br />

funktioniert, aber ausfällt,<br />

sobald Power over Ethernet aktiviert<br />

wird (Bild 2).<br />

Widerstandsunsymmetrie<br />

zwischen zwei Paaren<br />

beide Adern den gleichen Widerstand<br />

haben, was allerdings nicht<br />

sicher ist. Der englische Fachbegriff<br />

für den Gleichstrom-Schleifenwiderstand<br />

ist DC Loop Resistance<br />

oder nur Loop Resistance (Bild 1).<br />

Die Schleifenwiderstandsmessung<br />

erkennt keine<br />

Unsymmetrien<br />

Bei der Messung des Schleifenwiderstands<br />

werden die Adern eines<br />

Paares am fernen Ende miteinander<br />

verbunden (kurzgeschlossen),<br />

so dass eine sehr lange, schmale<br />

Leiterschleife entsteht. Wird nun der<br />

Gleichstromwiderstand gemessen,<br />

gilt der Wert für die beiden miteinander<br />

verbundenen Adern im Gesamten.<br />

Die Widerstände der einzelnen<br />

Adern können so nicht einzeln<br />

Messgröße (Parameter)<br />

Die Aderpaare einer Datenleitung<br />

sind unterschiedlich stark verdrillt,<br />

um unerwünschte Störungen<br />

von einem auf das andere Paar zu<br />

vermeiden. Durch die unterschied-<br />

Gleichstrom-Schleifenwiderstand<br />

(DC Loop<br />

Resistance)<br />

Widerstandsunsymmetrie<br />

innerhalb<br />

eines Aderpaares (DC<br />

Resistance Unbalance<br />

Within a Pairs)<br />

Widerstandsunsymmetrie<br />

zwischen<br />

zwei Aderpaaren (DC<br />

Resistance Unbalance<br />

Between Pairs)<br />

ist zu messen nach<br />

DIN EN 50173-1:2018-10/<br />

DIN EN 50174-1:2018-10<br />

ISO/IEC 11801-1: 2017<br />

TIA-1152-A<br />

ja / ja ja freiwillig<br />

freiwillig / ja freiwillig freiwillig<br />

freiwillig / ja freiwillig freiwillig<br />

DIN EN 50174-1:2018-10 ist eine besonders praxisorientierte Norm und fordert Messungen der<br />

Widerstandsunsymmetrie sowohl innerhalb eines Aderpaares als auch zwischen zwei Aderpaaren.<br />

Quelle Fachbuch „Wer viel misst ...“, Joachim Treiber Meisterbuchverlag<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong> 41


Kommunikation<br />

Bild 5: Das Datenblatt gibt Aufschluss über die Symmetrie einer Leitung<br />

(Beispiel: Kategorie-7 A -Leitung AMJ 1400) © Telegärtner<br />

liche Verdrillung sind die Leiter der<br />

Paare jedoch unterschiedlich lang<br />

und die Adern haben dadurch<br />

einen unterschiedlichen Gleichstromwiderstand.<br />

Dies wird durch<br />

die Widerstandsunsymmetrie zwischen<br />

zwei Paaren angegeben. Der<br />

englische Fachbegriff dafür ist Pairto-pair<br />

Unbalance (P2PUbl) oder<br />

DC Resistance Unbalance Between<br />

Pairs. Die Widerstandsunsymmetrie<br />

innerhalb einer Aderpaares<br />

sollte möglichst klein sein,<br />

das heißt, die Gleichstromwiderstände<br />

der beiden Paare sind möglichst<br />

gleich (Bild 3).<br />

Widerstandsunsymmetrie<br />

innerhalb eines Aderpaares<br />

Wird die Widerstandsunsymmetrie<br />

innerhalb eines Aderpaares gemessen,<br />

wird ersichtlich, ob und wie<br />

sehr sich die Gleichstrom-Widerstände<br />

der Adern voneinander unterscheiden.<br />

Die Widerstandsunsymmetrie<br />

innerhalb eines Aderpaares<br />

wird auch als Gleichstrom-Widerstandsunterschied,<br />

Widerstandsunterschied<br />

oder Gleichstrom-Widerstandsungleichgewicht<br />

bezeichnet,<br />

im Englischen als DC Resistance<br />

Unbalance Within a Pair oder als<br />

Pair Unbalance.<br />

Die Widerstandsunsymmetrie<br />

innerhalb eines Aderpaares sollte<br />

möglichst klein sein, das heißt, die<br />

Gleichstromwiderstände der beiden<br />

Adern sind möglichst gleich. Nur so<br />

ist sichergestellt, dass der Stromfluss<br />

innerhalb eines Aderpaares<br />

gleichmäßig auf die beiden Adern<br />

verteilt ist (Bild 4).<br />

Gleichstrom-Widerstandsunsymmetrien<br />

messen<br />

DIN EN 50173-1:2018-10 legt<br />

die Werte für die zulässige Widerstandsunsymmetrie<br />

der Übertragungsstrecke<br />

(Verkabelung inklusive<br />

Patchkabel), der Installationsstrecke<br />

(Verkabelung zwischen<br />

Verteiler und Anschlussdose, ohne<br />

Patchkabel), der Leitungen und der<br />

Steckverbinder fest (Bild 5 und 6).<br />

Die Verkabelungsnormen DIN EN<br />

50173-1:2018-10 (Deutschland/EU),<br />

ISO/IEC 11801-1:2017 (global gültig)<br />

und ANSI/TIA-568.2-D (USA)<br />

schreiben Messungen nicht zwingend<br />

vor. DIN EN 50173-1:2018-10<br />

empfiehlt jedoch Messungen unter<br />

anderem, wenn<br />

• eine Strecke länger ist als nach<br />

dem jeweiligen Teil der DIN EN<br />

50173 vorgesehen,<br />

• eine Strecke mehr Komponenten<br />

enthält als nach dem jeweiligen<br />

Teil der DIN EN 50173 vorgesehen,<br />

• eine Strecke an einem Ende mehr<br />

als ein Patchkabel enthält<br />

• eine Strecke Komponenten enthält<br />

mit geringerer Leistungsfähigkeit<br />

als in DIN EN 50173-1:2018-<br />

10 festgelegt<br />

• geprüft werden soll, ob sich eine<br />

Strecke für eine bestimmte Anwendung<br />

eignet<br />

• die Leistungsfähigkeit der Verkabelung<br />

nachgewiesen werden<br />

soll (was für die Abnahme einer<br />

Verkabelung wichtig ist).<br />

DIN EN 50174-1:2018-10 empfiehlt<br />

jedoch ausdrücklich Abnahmeprüfungen<br />

in Form von Abnahmemessungen.<br />

Und sie fordert, dass dabei<br />

die Widerstandsunsymmetrien zu<br />

messen sind.<br />

Messungen sind sinnvoll<br />

Aus praktischer Sicht sind Messungen<br />

sinnvoll, denn die Messprotokolle<br />

dienen allen Beteiligten –<br />

Auftraggeber, Planer und Installateur<br />

– als Nachweis, dass die Verkabelung<br />

die in den Normen festgeschriebenen<br />

Werte erreicht. Da<br />

Unsymmetriemessungen nach ISO/<br />

IEC 11801 nur freiwillig sind, sind sie<br />

im Messprogramm mancher Feldmessgeräte<br />

ausgeblendet. Sie sind<br />

jedoch meist leicht einzuschalten,<br />

Typische Fehlerursachen<br />

Kontakte in Verteilfeld, Dose<br />

oder Stecker verschmutzt<br />

Kontakte in Verteilfeld, Dose<br />

oder Stecker verschlissen<br />

Kontakte in Verteilfeld, Dose<br />

oder Stecker korrodiert<br />

Adern in Verteilfeld, Dose oder<br />

Stecker schlecht aufgelegt<br />

Adern in Verteilfeld, Dose oder<br />

Stecker haben sich gelockert<br />

Kontakte der Messleitung<br />

verschmutzt<br />

Kontakte der Messleitung<br />

verschlissen<br />

Kontakte der Messleitung<br />

korrodiert<br />

Aderpaare im Patchkabel zu<br />

unterschiedlich verdrillt<br />

Patchkabel fehlerhaft<br />

Aderpaare in der Leitung zu<br />

unterschiedlich verdrillt<br />

(nur bei DC Resistance<br />

Unbalance Between Pairs)<br />

Leitung fehlerhaft<br />

(Materialfehler)<br />

ein Blick in die Gebrauchsanweisung<br />

des Messgeräts spart dabei Zeit.<br />

Tipps zur Fehlersuche<br />

Schlechte Messergebnisse bei den<br />

Unsymmetriemessungen können verschiedene<br />

Ursachen haben. Bei Neuinstallationen<br />

sind eher Material- oder<br />

Installationsfehler verantwortlich, bei<br />

vorhandenen Netzen können auch<br />

Schmutz, Abnutzung und Korrosion<br />

Gründe für hohe Unsymmetrien sein.<br />

Zusammenfassung<br />

In der Praxis kommt es vor, dass<br />

auf einer Verkabelungsstrecke, die<br />

Das könnte helfen (ohne Gewähr)<br />

Kontakte reinigen<br />

Verteilfeld/Dose/Stecker<br />

ersetzen<br />

Verteilfeld/Dose/Stecker<br />

ersetzen<br />

Adern neu auflegen<br />

Adern neu auflegen<br />

Stecker reinigen<br />

Stecker/Messleitung ersetzen<br />

Stecker/Messleitung ersetzen<br />

Patchkabel ersetzen<br />

Patchkabel ersetzen<br />

Leitung ersetzen<br />

Leitung ersetzen<br />

Typische Fehlerursachen bei schlechten Unsymmetrie-Messergebnissen und<br />

mögliche Lösungen, die sich in der Praxis bewährt haben.<br />

Quelle: Fachbuch „Wer viel misst ...“, Joachim Treiber Meisterbuchverlag<br />

problemlos Daten überträgt, Störungen<br />

auftreten, sobald Power<br />

over Ethernet zusätzlich eingeschaltet<br />

wird. Grund dafür sind oftmals<br />

Gleichstrom-Widerstandsunsymmetrien<br />

zwischen den beiden<br />

Adern eines Aderpaares oder zwischen<br />

zwei Aderpaaren. Diese<br />

Parameter sollten daher bei Neuinstallationen<br />

gemessen werden,<br />

was nach DIN EN 50174-1:2018-10<br />

auch gefordert ist. Bei vorhandenen<br />

Installationen sind diese Messungen<br />

sinnvoll, wenn Probleme auftreten,<br />

sobald Power over Ethernet eingeschaltet<br />

wird. ◄<br />

Bild 6: Im Datenblatt von Steckverbindern wird statt der Unsymmetrie meist<br />

die Eignung für die Fernspeisung angegeben. Der konkrete Normbezug wie<br />

„4PPoE gemäß IEEE 802.3bt“ wie in diesem Ausschnitt aus dem Datenblatt<br />

des RJ45-Moduls AMJ-SL gibt zusätzliche Sicherheit © Telegärtner<br />

42 <strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong>


Kommunikation<br />

Effiziente und sichere Netzwerkkommunikation<br />

in Echtzeit<br />

L3-TSN-Switch (SFP/RJ45) für die Echtzeit-Automation<br />

Ethernet hat sich als Standard in<br />

Automationsnetzen durchgesetzt,<br />

stößt allerdings jetzt an seine Grenzen,<br />

da Industrie 4.0, Robotik und<br />

maschinelle Intelligenz immer höhere<br />

Anforderungen insbesondere an die<br />

Echtzeitkommunikation stellen. Speziell<br />

entwickelte Bussysteme haben<br />

bisher nur dazu geführt, dass echtzeitfähige<br />

Datennetze getrennt von<br />

Netzwerken mit zeitunkritischem<br />

Datenverkehr arbeiten.<br />

Time Sensitive Networking<br />

Eine Reihe neuer Standards<br />

unter dem Oberbegriff TSN (Time<br />

Acceed<br />

www.acceed.com<br />

Sensitive Networking) hat das Ziel,<br />

bisherige Ethernet-Netzwerke durch<br />

Zeitsynchronisation aller Teilnehmer<br />

fit zu machen für harte Echtzeitanforderungen.<br />

Zu den Kernkomponenten<br />

neuer TSN-Netze gehören<br />

naturgemäß gemanagte TSN-Switche<br />

wie der neue, jetzt bei Acceed<br />

erhältliche TSN-6325-8T4S4X. Die<br />

Bezeichnung 8T4S4X steht für die<br />

Ausstattung mit 16 Ports, davon<br />

8x 10/100/1000BASE-T (RJ45),<br />

4x 1G/2,5GBASE-X (SFP) und 4x<br />

10G-BASE-SR/LR (SFP+).<br />

Effizient und sicher<br />

Neben der Unterstützung von TSN<br />

bietet der TSN-6325-8T4S4X zahlreiche<br />

Funktionen für die effiziente<br />

und sichere Datenkommunikation,<br />

darunter Quality of Service (QoS)<br />

für die Priorisierung des Datenverkehrs,<br />

Port-Spiegelung und VLAN-<br />

Unterstützung für die Netzwerksegmentierung.<br />

Industrietauglich und robust<br />

Der neue administrierbare TSN-<br />

Switch TSN-6325-8T4S4X des Herstellers<br />

Planet ist ein industrietauglicher<br />

Switch im robusten Metallgehäuse<br />

für den sicheren Einsatz in<br />

rauen Umgebungen, der alle Ebenen<br />

des industriellen Automatisierungsnetzwerks<br />

adressiert, vom<br />

Feldbus bis zum Fabrik-Backbone.<br />

Die zulässige Umgebungstemperatur<br />

im Betrieb beträgt nach Herstellerangaben<br />

-40 bis +75 °C. Mit seinen<br />

10-Gbps-Glasfaserschnittstellen<br />

kann der TSN-6325-8T4S4X große<br />

Datenmengen in einer sicheren<br />

Topologie verarbeiten, die mit einem<br />

industriellen Backbone, einer 5G<br />

NR-Basisstation oder einem drahtlosen<br />

Wi-Fi6/6E-AP verbunden ist.<br />

Netzwerkkommunikation<br />

in Echtzeit<br />

Durch Anwendung der TSN-Standards<br />

und Nutzung des IEEE 1588<br />

Precision Time Protocol (PTPv2) für<br />

die Zeitsynchronisation an allen Ports<br />

bietet der TSN-6325-8T4S4X Netzwerkkommunikation<br />

in Echtzeit und<br />

mit geringer Latenz für die Industrieautomation,<br />

5G- NR-Netzwerke,<br />

Industrie 4.0, 4K/8K-Videostreaming<br />

und VR/AR-Anwendungen. Zu<br />

den unterstützten TSN-Standards<br />

gehören das IEEE 802.1AS-REV-<br />

Profil für die Zeitsynchronisation,<br />

IEEE 802.1Qbv Enhancements for<br />

Scheduled Traffic, IEEE 802.1Qbu<br />

Frame Preemption, IEEE 802.3br<br />

Interspersing Express Traffic (IET),<br />

IEEE 802.1Qci für Per-Stream Filtering<br />

and Policing (PSFP) und IEEE<br />

802.1CB Frame Replication and Elimination<br />

for Reliability (FRER) für<br />

die nahtlose Redundanz.<br />

Sicherheit durch Redundanz<br />

Die Systemzuverlässigkeit wird<br />

durch redundante Ringtechnologie<br />

mit der Fähigkeit zur schnellen<br />

Wiederherstellung der Datenverbindungen<br />

abgesichert. Neben<br />

der ITU-T G.8032 ERPS-Technologie<br />

(Ethernet Ring Protection Switching)<br />

kommt das Spanning-Tree-<br />

Protokoll (802.1s MSTP) zum Einsatz.<br />

Zu den Schutzmechanismen<br />

gehören die 802.1X Port-basierte<br />

und MAC-basierte Benutzer- und<br />

Geräteauthentifizierung, außerdem<br />

die Funktionen DHCP Snooping,<br />

IP Source Guard und Dynamic<br />

ARP Inspection, um vor Angriffen<br />

zu schützen und ARP-Pakete<br />

mit ungültiger MAC-Adresse abzuweisen.<br />

Das redundante Stromversorgungssystem<br />

sorgt für zusätzliche<br />

Betriebssicherheit. Als weitere Features<br />

werden die Kommunikationsprotokolle<br />

SSHv2 und TLSv1.2 zum<br />

Schutz vor Cyber-Attacken, das<br />

Modbus-TCP/IP-Protokoll, sowie<br />

die Nachrichtenprotokolle SMTP<br />

und SNMP für die schnelle Alarmierung<br />

bei Störungen unterstützt.<br />

Produkte von Planet<br />

bei Acceed<br />

Die 1993 gegründete Planet Technology<br />

Corporation ist ein weltweit<br />

führender Anbieter von IP-basierten<br />

Netzwerklösungen für IoT-, IIoTund<br />

IoV-Anwendungen. Der deutsche<br />

Distributor Acceed informiert<br />

auf www.acceed.com ausführlich<br />

über den neuen TSN-Switch und<br />

weitere Produkte von Planet für industrielle<br />

Netze, Automation, IIoT-<br />

Anwendungen und Smart-Home-<br />

Lösungen. ◄<br />

GNSS Netzwerkzeitserver 6890<br />

Präzise und zuverlässige Zeitsynchronisation<br />

für industrielle Automatisierung und digitale<br />

Produktion mit Unterstützung von erweiterten<br />

IT/OT Cyber Security Funktionen<br />

Time and Frequency<br />

Solutions<br />

www.hopf.com | sales@hopf.com<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong> 43


Kommunikation<br />

Campusvernetzung:<br />

Digitaler Vorsprung durch private 5G-Netze<br />

Unternehmen, die große Areale wie bspw. Häfen bewirtschaften, profitieren mit einem privaten 5G-Netz von der hohen Verfügbarkeit und garantierten<br />

Datenraten auf großer Fläche. Alle Bilder © Cradlepoint<br />

Autor:<br />

Jan Willeke<br />

Area Director Central Europe<br />

Cradlepoint<br />

www.cradlepoint.com/de-de/<br />

Netzwerke auf Basis der 5G-Technologie<br />

erlauben hohe Datenraten<br />

und eine sehr hohe Endgerätedichte.<br />

Gleichzeitig punkten sie<br />

mit Flexibilität bei Quality of Service,<br />

mit Verfügbarkeit und hoher<br />

Sicherheit. Unternehmen, welche<br />

die Leistungsfähigkeit der fünften<br />

Mobilfunkgeneration voll ausschöpfen<br />

möchten, können sich in<br />

Deutschland vergleichsweise einfach<br />

ein eigenes lokales Netz aufbauen.<br />

Dieser Artikel illustriert die<br />

wichtigsten Vorteile von 5G-Campusnetzwerken.<br />

Geht es um die Vorteile, stehen<br />

in der Öffentlichkeit meist Anwendungen<br />

wie autonomes Fahren im<br />

Fokus, für die hohe Datenraten<br />

und geringe Latenzen nötig sind.<br />

Doch das ist längst nicht alles: Als<br />

erste Mobilfunkgeneration wurde<br />

5G dazu entwickelt, nicht nur Menschen<br />

miteinander zu vernetzen –<br />

sondern auch Maschinen und Produkte,<br />

Roboter und Sensoren. Menschen,<br />

Orte und Dinge also. Das<br />

erfordert hohe Flexibilität, Sicherheit<br />

und Verfügbarkeit der zugrundeliegenden<br />

Technologie. Genau<br />

hier liegen die Stärken von 5G beim<br />

Einsatz in privaten Campusnetzen.<br />

Garantierte Bandbreite<br />

und hohe Sicherheit<br />

Für viele drahtlose Vernetzungsszenarien<br />

in Wide Area Networks<br />

wird 4G/LTE heute schon genutzt,<br />

etwa im öffentlichen Nahverkehr<br />

oder in Rettungsfahrzeugen. Geht<br />

es allerdings um Anwendungen mit<br />

besonders hohen Anforderungen<br />

an Bandbreitenverfügbarkeit und<br />

Datensicherheit, können Firmen<br />

vom Aufbau eines eigenen lokalen<br />

5G-Netzes profitieren.<br />

Das private ist vom öffentlichen<br />

Mobilfunknetz getrennt oder über für<br />

den Unternehmenseinsatz geeignete<br />

Netzwerkgeräte („Backhaul“)<br />

mit öffentlichen 4G-, 5G- oder anderen<br />

Netzen gesichert verbunden.<br />

Es nutzt ein privates lizenziertes<br />

Frequenzspektrum und eigene<br />

Hardware- Infrastruktur, die vom<br />

Unternehmen kontrolliert und durch<br />

Sicherheitstechnologien wie Firewalls<br />

geschützt wird. Die Authentifizierung<br />

erfolgt SIM-basiert, was<br />

eine eigene Sicherheits- und Authentifizierungsschicht<br />

ermöglicht. Nur<br />

Geräte mit SIM-Karten, die mit den<br />

korrekten Netzwerkdetails versehen<br />

sind, kommen in das Netzwerk.<br />

Verlorene SIM-Karten können<br />

sofort blockiert werden. Private<br />

5G-Netze sind damit sicherer<br />

als WLANs.<br />

Drei Vorteile<br />

Das bringt drei Vorteile: Verfügbarkeit,<br />

Verlässlichkeit und Sicherheit.<br />

Das komplette Frequenzband<br />

steht dem Unternehmen zur alleinigen<br />

Nutzung zur Verfügung,<br />

anders als etwa bei WLAN, dessen<br />

offener Standard von allen<br />

genutzt werden kann. Es gibt keine<br />

Interferenzen mit anderen Netzen<br />

und Nutzern. Durch die abgekoppelte<br />

Hardware-Infrastruktur ist das<br />

44 <strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong>


Kommunikation<br />

Ein privates 5G-Netz zu planen, aufzubauen und zu betreiben ist alles<br />

andere als trivial. Es braucht Know-how in unterschiedlichen Bereichen.<br />

Spezialisierte Service-Partner bauen dieses Wissen gerade auf.<br />

private 5G-Netz nur mit Berechtigung<br />

erreichbar. Für produzierende<br />

Unternehmen, bei denen hochsensible<br />

Daten übertragen werden und<br />

Maschinen korrekt funktionieren<br />

müssen, sind diese Aspekte mindestens<br />

ebenso wesentlich wie Latenz<br />

und Datendurchsatz.<br />

Drahtlose<br />

Echtzeitkommunikation<br />

Und dennoch: Latenz und Datendurchsatz<br />

bleiben ein wichtiges Argument.<br />

Allerdings können Unternehmen,<br />

die für ihre Anwendungen auf<br />

Echtzeitkommunikation angewiesen<br />

sind, die Vorteile des neusten Mobilfunkstandards<br />

nur ausschöpfen,<br />

wenn sie auf ein privates 5G-Netz<br />

setzen. Denn nur hier sind bislang<br />

die notwendigen Latenzen und die<br />

garantiert hohen Datendurchsätze<br />

möglich. In öffentlichen oder teilöffentlichen<br />

5G-Netzen (privaten Network-Slices<br />

im öffentlichen 5G-Netz<br />

von einem Carrier oder Systemintegrator<br />

als Managed-Service) gibt es<br />

diese Qualitätsgarantien nicht oder<br />

nicht vollständig.<br />

In privaten 5G-Campusnetzen werden<br />

neue Anwendungen real, etwa<br />

fahrerlose Transportfahrzeuge auf<br />

dem Firmencampus, da ein barrierefreier<br />

Handover von einer Funkzelle<br />

in die nächste möglich ist.<br />

Viel Konnektivität<br />

für große Flächen<br />

Wer große Flächen abdecken<br />

muss, auf denen viele Endgeräte<br />

gleichzeitig zum Einsatz kommen –<br />

etwa Sportstadien, Messe gelände,<br />

Flughäfen, Seehäfen oder weit läufige<br />

Industrieareale – profitiert ebenfalls.<br />

Hier lassen sich auf einem Quadratkilometer<br />

bis zu eine Million Endgeräte<br />

anbinden, ohne dass es zu Störungen<br />

kommt.<br />

So können Unternehmen die Produktivität<br />

ihrer Anlagen durch den<br />

großflächigen Einsatz von Sensoren<br />

optimieren. Im Rahmen einer<br />

vorausschauenden Wartung (Predictive<br />

Maintenance) lässt sich der<br />

Status einer Maschine mit vielen<br />

Sensoren in Echtzeit überwachen.<br />

Das minimiert ungeplante Ausfallzeiten<br />

und senkt die Kosten für die<br />

routinemäßige Wartung.<br />

Für jede Anwendung<br />

der passende Abschnitt<br />

Ein weiterer Vorteil ist das sogenannte<br />

„Network Slicing“. Mobilfunk<br />

der fünften Generation bietet die<br />

Möglichkeit, eine physische Netzwerkinfrastruktur<br />

in mehrere virtuelle<br />

Abschnitte zu unterteilen, die<br />

sich für unterschiedliche Einsatzzwecke<br />

optimieren lassen. Die so<br />

genannte „Quality of Service“ jeder<br />

dieser Netzwerkschichten lässt sich<br />

mit entsprechenden SD-WAN-Tools<br />

feingranular abstufen, die KPIs sind<br />

mess- und somit kontrollierbar. Damit<br />

wird der Tatsache Rechnung getragen,<br />

dass verschiedene Anwendungen<br />

unterschiedliche Anforderungen<br />

bei Übertragungsraten,<br />

Latenzzeiten, Reichweiten sowie<br />

Verfügbarkeiten haben. Und während<br />

einige Abläufe einen wichtigen<br />

Zweck erfüllen, ihr temporärer<br />

Ausfall aber nicht bedrohlich<br />

für die Betroffenen ist, ist er es in<br />

anderen Bereichen schon.<br />

So kann ein Industrieunternehmen<br />

bspw. in einem virtuellen Netzwerkabschnitt<br />

maximale Datenübertragungsraten<br />

zur Verfügung<br />

stellen und dort hochauflösende<br />

Kamerasysteme vernetzen, die<br />

für einen videobasierten Abgleich<br />

von Stückzahlen mit hinterlegten<br />

Auftragsdaten hohe Geschwindigkeiten<br />

benötigen. Ein anderer Network<br />

Slice kann für Anwendungen<br />

optimiert werden, die auf geringe<br />

Latenzen angewiesen sind, etwa<br />

mobile Roboter in der Produktionshalle.<br />

Bei der Abwägung „geschäftskritisch“<br />

versus „missionskritisch“ fällt<br />

die Produktion in die erste Kategorie,<br />

sie darf in keinem Fall ausfallen<br />

und erhält im Ernstfall Vorrang vor<br />

der menschlichen Kommunikation.<br />

Missionskritisch ist beispielsweise<br />

der E-Mail-Verkehr.<br />

Einfache Lizensierung<br />

zu transparenten Kosten<br />

Wer sich ein Netzwerk konfigurieren<br />

möchte, das genau auf<br />

die eigenen Anforderungen zugeschnitten<br />

ist, kann in Deutschland<br />

eine private 5G-Lizenz erwerben.<br />

Dazu hat die Bundesnetzagentur<br />

bereits 2019 den Frequenzbereich<br />

von 3.700 bis 3.800 MHz für lokale<br />

Netzwerke freigegeben.<br />

Seit Anfang 2022 ist es zudem<br />

möglich, private Frequenzen von<br />

24.250 bis 27.500 MHz zu beantragen.<br />

Dieses so genannte „High-<br />

Band-5G“ ermöglicht – zumindest<br />

über kurze Distanzen – sehr hohe<br />

Datengeschwindigkeiten. Sie sind<br />

die Voraussetzung z. B. für flüssig<br />

laufende Augmented-Reality-Anwendungen<br />

im industriellen Umfeld. Über<br />

AR-Datenbrillen können sich Servicetechniker<br />

bei der Maschinenüberwachung<br />

Zustandsinformationen<br />

in Echtzeit einblenden und<br />

so bei der Instandhaltung unterstützen<br />

lassen.<br />

Der Antrag auf Zuteilung eines<br />

eigenen Frequenzspektrums erfolgt<br />

online bei der Bundesnetz agentur<br />

(www.bundesnetzagentur.de/lokalesbreitband).<br />

Die Nutzungsgebühr<br />

wird abhängig von gewünschter<br />

Bandbreite, Größe und Art der<br />

abgedeckten Fläche sowie beantragter<br />

Laufzeit nach einer einheitlichen<br />

Formel berechnet. So bleiben<br />

die Preise fair und transparent,<br />

anders als etwa in den USA<br />

(Lizenzen werden versteigert) oder in<br />

Großbritannien („wer zuerst kommt,<br />

mahlt zuerst“).<br />

Die „eierlegende<br />

Wollmilchsau“?<br />

Bei all den angeführten Punkten<br />

könnte man meinen, ein privates<br />

5G-Netz wäre die sprichwörtliche<br />

eierlegende Wollmilchsau. Im Hinblick<br />

auf das Funktionsspektrum ließe<br />

sich das sicher bejahen. Allerdings<br />

erfordern der Netzaufbau und in der<br />

Folge dessen Betrieb Spezialwissen<br />

in vielen Bereichen, etwa der<br />

Netzplanung (Ausbreitungseigenschaften<br />

oder Dämpfungen), dem<br />

baurechtlichen Bereich (Antennen<br />

dürfen nicht überall aufgestellt werden)<br />

oder IT-Spezialwissen (Integration<br />

in bestehender IT- und OT-<br />

Systeme).<br />

IT-Dienstleister sind gerade erst<br />

im Begriff, dieses Feld zu erschließen.<br />

Noch gibt es nicht viele Partner,<br />

die Unternehmen beim Aufbau<br />

und Betrieb eines privaten 5G-Campusnetzes<br />

unterstützen können. Die<br />

Hersteller von Netzwerktechnologie<br />

arbeiten allerdings auf Hochtouren<br />

an der Qualifizierung ihrer<br />

Partner, die breite Verfügbarkeit<br />

einschlägiger Angebote ist nur eine<br />

Frage der Zeit.<br />

Vorteile privater 5G-Netze<br />

im Überblick:<br />

• Hohe Sicherheit<br />

• Garantierte Bandbreite<br />

• Hohe Verlässlichkeit<br />

• Flexible Quality of Service<br />

• Geringe Latenzen<br />

• Hohe Datendurchsatzraten<br />

• Viele Endgeräte<br />

• Transparente Lizenzierung<br />

Wer schreibt:<br />

Cradlepoint verbindet Menschen,<br />

Orte und Dinge. Für mehr Einsatzszenarien,<br />

mehr Möglichkeiten zum<br />

Arbeiten und mehr geschäftlichen<br />

Erfolg – überall. Das 2006 gegründete<br />

Unternehmen ist ein Pionier im<br />

Bereich Wireless WAN: Im Angebot<br />

sind fortschrittliche Router und<br />

Adapter für die Mobilfunkstandards<br />

4G LTE und 5G, gesteuert über die<br />

Management-Software NetCloud.<br />

Unternehmen und Behörden verlassen<br />

sich auf Cradlepoint und<br />

seine „Cellular Intelligence“, um<br />

ein zuverlässiges, sicheres Netzwerk<br />

aufzubauen, wo immer sie es<br />

brauchen. ◄<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong> 45


Kommunikation<br />

OpenVPN einfach realisiert<br />

mit FlexEdge<br />

Client<br />

Laptop - Client<br />

Bild 1: Normale OpenVPN Installation<br />

Themen wie Digitalisierung und<br />

IoT (Internet der Dinge) gewinnen<br />

im industriellen Umfeld zunehmend<br />

an Bedeutung. Präventive<br />

Wartung, vorausschauende Analysen,<br />

maschinelles Lernen und<br />

Fernüberwachung/Störungsbeseitigung<br />

gehören zu den treibenden<br />

Faktoren. In vielen Fällen wird es<br />

immer schwieriger, die Mitarbeiter<br />

im Außeneinsatz sicher mit der Zentrale<br />

zu verbinden.<br />

Zum einen geht es um die Einbindung<br />

der Fernwartung , wie z. B.<br />

die Umsetzung des Fernzugriffes<br />

in den Prozess. Die Lösung muss<br />

dabei eine Vielzahl von Anforderungen<br />

erfüllen:<br />

• eine unabhängige Kommunikation<br />

mit der Anlagensteuerung<br />

ermöglichen<br />

• ein gewisses Maß an Datensicherheit<br />

gewährleisten<br />

• kostengünstige Lösungen für<br />

die Erfassung und Übertragung<br />

großer Datenmengen bieten<br />

• und einfach zu installieren und<br />

zu betreiben sind.<br />

Stabile und sichere<br />

Kommunikation<br />

Protocol<br />

Converter<br />

DA10<br />

Protocol<br />

Converter<br />

DA10<br />

Protocol<br />

Converter<br />

DA10<br />

Ein virtuelles privates Netzwerk<br />

(VPN) bietet eine gute Grundlage<br />

für eine stabile und sichere Kommunikation<br />

zwischen verschiedenen<br />

Maschinen, insbesondere in<br />

weitläufigen Umgebungen mit oder<br />

ohne Fernzugriff. Wie der Name<br />

schon sagt, benötigt ein virtuelles<br />

Netzwerk kein eigenes physisches<br />

Netzwerk, sondern nutzt die vorhandene<br />

Infrastruktur für die Kommunikation.<br />

Ein VPN- Tunnel schafft<br />

einen sicheren und verschlüsselten<br />

Tunnel zwischen mehreren Geräten<br />

im Feld. Es verbindet Geräte an entfernten<br />

Stand orten oder unterschiedliche<br />

Fabrikanlagen sicher miteinander,<br />

unabhängig von der physischen<br />

Netzwerkkonfiguration. Außerdem<br />

wird ein virtuelles Netzwerk aufgebaut,<br />

das eine sichere Kommunikation<br />

zwischen den Geräten und dem<br />

Kontrollzentrum ermöglicht, sowohl<br />

innerhalb einer Anlage als auch<br />

extern. Die Vorteile dieser sicheren<br />

PLC<br />

HMI<br />

PANEL<br />

MATTER<br />

Site 2<br />

Site 3<br />

Site 1<br />

Konnektivität bestehen darin, dass<br />

von einem zentralen Standort aus<br />

Firmware aktualisiert, Daten gesammelt<br />

und Anwendungen fernüberwacht<br />

und -gesteuert werden können.<br />

VPN-Tunnel sind auch sehr<br />

nützlich für die Fehlersuche aus<br />

der Ferne, da die Möglichkeit des<br />

Fernzugriffs auf Endgeräte viel Zeit<br />

und Geld spart.<br />

OpenVPN - Auf vielen<br />

Plattformen bewährt<br />

Die populäre VPN-Lösung Open-<br />

VPN ist für alle gängigen Betriebssysteme<br />

verfügbar, bietet sichere<br />

Datenverschlüsselung und kann<br />

über das Web oder die Befehlszeilenschnittstelle<br />

konfiguriert werden.<br />

Für industrielle Anwendungen<br />

gibt es jedoch einige Herausforderungen:<br />

Reale Netzwerke in rauen<br />

Um gebungen, die einen „VPN-<br />

Tunnel” verwenden, werden oft<br />

über Wi-Fi, Mobilfunk oder Satellitenfunk<br />

verbunden. Dies kann aber<br />

zu intermittierenden Verbindungsausfällen<br />

führen und verringert die<br />

Zuverlässigkeit des Netzwerks.<br />

Daher müssen die für den Datenaustausch<br />

verwendeten Protokolle<br />

in der Lage sein, solche Störungen<br />

zu be wältigen und gleichzeitig die<br />

Integrität der Daten zu wahren.<br />

Zukunftssichere<br />

Automatisierungsplattform<br />

Wie kann nun eine OpenVPN-<br />

Lösung implementiert und an den<br />

jeweiligen Anwendungsfall angepasst<br />

werden? Grundsätzlich sind<br />

zwei Szenarien zu betrachten: Beim<br />

ersten Szenario handelt es sich<br />

um eine Kommunikation innerhalb<br />

bestimmter Bereiche, wie z. B. ein<br />

geschlossenes Netzwerk innerhalb<br />

einer Anlage; beim zweiten Szenario<br />

handelt es sich um einen Fernzugriff<br />

von außen, wie z. B. einen<br />

standortübergreifenden Informationsaustausch.<br />

Die FlexEdge Advanced IIoT-Edge-<br />

Controller basierend auf der Automatisierungssoftware<br />

Crimson 3.2<br />

bieten eine zuverlässige Lösung<br />

sowohl für die Netzwerkkonnektivität<br />

im Werk als auch an dezentralen<br />

Standorten. Diese OpenVPN-<br />

Lösung kann in einer Vielzahl von<br />

Anwendungen und Szenarien eingesetzt<br />

werden, ohne dass zusätzliche<br />

Tools erforderlich sind.<br />

Edge-Controller<br />

verbinden Cloud-Technologien mit<br />

den Betriebsabläufen und Maschinen<br />

in der Produktion. Sie befinden<br />

sich am „äußeren Rand” der<br />

Fabrik und übersetzen die interne<br />

PLC<br />

OpenVPN ist dabei ein leistungsfähiges<br />

Automatisierungswerkzeug,<br />

indem es die Arbeit eines sicheren,<br />

virtuellen Netzwerks mit flexiblen<br />

Edge Controllern verbindet.<br />

Client<br />

FlexEdge® DA70A<br />

(VPN - Server/Client)<br />

HMI<br />

PANEL<br />

MATTER<br />

Site 1<br />

FlexEdge® DA70A<br />

(VPN - Server/Client)<br />

Site 2<br />

Laptop - Client<br />

FlexEdge® DA70A<br />

(VPN - Server/Client)<br />

Site 3<br />

Red Lion<br />

www.redlion.net<br />

Bild 2: OpenVPN Installation mit FlexEdge<br />

46 <strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong>


Kommunikation<br />

Communicate & Convert<br />

300 protocols<br />

IT/OT Convergence<br />

Cloud Connection<br />

Acquire & Store<br />

Serial<br />

Digital/Analog<br />

Fieldbus<br />

Ethernet<br />

Kommunikation einer Vielzahl von<br />

Feldbussen in IP-Kommunikation.<br />

Am häufigsten werden OPC UA<br />

oder MQTT für den Datenaustausch<br />

verwendet. Alle vorhandenen Anlagen<br />

werden dann über FlexEdge<br />

mit einem SCADA-System oder<br />

der Cloud verbunden. Dabei können<br />

Initiativen wie IIoT, Connected<br />

Factory und Industrie 4.0 dank der<br />

Point-and-Click-Funktionalität der<br />

Crimson-Software leicht zum Leben<br />

erweckt werden.<br />

Konvertierung von<br />

mehr als 300 Protokollen<br />

Die wichtigsten Funktionen von<br />

Crimson sind die herstellerunabhängige<br />

Protokollkonvertierung<br />

von mehr als 300 Protokollen, die<br />

Datenerfassung und -aufbereitung<br />

für SCADA- oder ERP-Systeme, die<br />

Datenprotokollierung und vorkonfigurierte<br />

MQTT-Verbindungen, für die<br />

Unterstützung der gängigsten Cloud-<br />

Anbieter. Benutzer wählen eine vertrauenswürdige<br />

Cloud-Plattform<br />

aus, um ihre Industrie 4.0-Anwendung<br />

aus der Ferne zu überwachen,<br />

zu steuern oder Wartungskonzepte<br />

zu entwickeln.<br />

Point-and-Click-<br />

Konfigurationsumgebung<br />

Die intuitive und grafische Pointand-Click-Konfigurationsumgebung<br />

von Crimson ermöglicht es<br />

Benutzern, Anwendungen für die<br />

Fernüberwachung, OT/IT-Konnektivität<br />

oder das Senden von<br />

Daten in die Cloud zu erstellen.<br />

Control & Monitor<br />

Analyze<br />

Mit vor installierten Bootstrap- und<br />

JavaScript-Bibliotheken, einem<br />

responsiven Design, das sich<br />

automatisch an die Größe mobiler<br />

Geräte anpasst, und der Unterstützung<br />

von HTML5-, CSS- und<br />

HTTPS-Operationen ist es auch<br />

möglich, schnell benutzerdefinierte<br />

Dashboards für einen sofortigen<br />

Überblick über Prozesse und KPI-<br />

Überwachung zu erstellen.<br />

Skalier- und erweiterbar<br />

Der FlexEdge-Controller ist skalierbar<br />

und kann vor Ort aufgerüstet<br />

werden, um sich an künftige Anforderungen<br />

anzupassen. Eine zukunftssichere<br />

Lösung wenn eine Anwendung<br />

wächst oder sich ändert. Der<br />

Controller kann um bis zu zehn hotswap-fähige<br />

E/A-Module für analoge,<br />

diskrete, PID-, Relais- und<br />

SSR-Optionen mit hoher Dichte<br />

erweitert werden. LED-Leuchten an<br />

den Modulen erleichtern die Fehlerdiagnose<br />

vor Ort. Darüber hinaus<br />

sind bis zu drei vor Ort installierbare<br />

Kommunikationssteckplätze<br />

(Sleds) verfügbar, um LTE-Mobilfunk-,<br />

Wi-Fi- oder serielle Schnittstellen<br />

sowie Ethernet- oder USB-<br />

Funktionen zu integrieren. Mit mehreren<br />

industriellen Protokolloptionen,<br />

einschließlich OPC UA und DNP3,<br />

werden Daten auch dann verarbeitet,<br />

wenn die Konnektivität unterbrochen<br />

oder eingeschränkt ist, und<br />

der Betrieb wird ohne Datenverlust<br />

fortgesetzt. Mit OPC UA beispielsweise<br />

werden die Daten während<br />

des normalen Betriebs in Echtzeit<br />

Data Transfer &<br />

Device Management<br />

Industrial Networking<br />

Visualize<br />

OEE/KPI/Andon<br />

Local/Remote<br />

Crimson ist die Basis für den FlexEdge Advanced IIoT-Edge-Controller und bietet eine zuverlässige Lösung für die<br />

Netzwerkkonnektivität<br />

M2M<br />

Wi-Fi<br />

ausgetauscht. Tritt jedoch ein Kommunikationsproblem<br />

auf, werden die<br />

betroffenen Daten gespeichert und<br />

erneut gesendet, sobald die Verbindung<br />

wiederhergestellt ist.<br />

Hohe Flexibilität<br />

und einfache Installation<br />

Bei der praktischen Umsetzung<br />

der OpenVPN-Kommunikation ist<br />

die Automatisierungsplattform sehr<br />

flexibel. Die FlexEdge-Lösung kann<br />

als klassische Server/Client-Lösung<br />

oder als OpenVPN in der Cloud aufgesetzt<br />

werden. In jedem Fall werden<br />

separate Subnetze verwendet,<br />

deren logische Grenzen definiert<br />

werden, um eine saubere Trennung<br />

zu ermöglichen. Trotz der vielen<br />

Varianten ist die Realisierung<br />

eines VPN-Netzwerkes wesentlich<br />

einfacher als bisher üblich.<br />

FlexEdge<br />

mit Crimson-Lösung<br />

Traditionell wird eine OpenVPN-<br />

Verbindung für jedes Gerät online<br />

über die Web- oder Befehlszeilenschnittstelle<br />

konfiguriert. Dies erfordert<br />

in der Regel ein relativ großes<br />

Fachwissen darüber, wie ein solches<br />

Netzwerk funktioniert. Die<br />

FlexEdge mit Crimson-Lösung vereinfacht<br />

den Prozess und ermöglicht<br />

es, die Konfiguration offline<br />

durchzuführen. Dies spart Zeit, da<br />

die Konfiguration offsite vorbereitet<br />

wird. Dieselbe Grundkonfiguration<br />

kann auch für mehrere Geräte<br />

verwendet und bei Bedarf jederzeit<br />

über das Geräteverwaltungssystem<br />

aktualisiert werden. Die Daten werden<br />

bei der geplanten vorbeugenden<br />

Wartung einfach gesichert.<br />

Obligatorisches Zertifikat<br />

Eine weitere wichtige Voraussetzung<br />

für ein VPN ist ein obligatorisches<br />

Zertifikat. Jede OpenVPN-<br />

Lösung benötigt ein Schlüsselzertifikat,<br />

um sicher zu funktionieren.<br />

Die Schlüssel werden normalerweise<br />

von der IT-Abteilung generiert.<br />

FlexEdge powered by Crimson<br />

stellt ein Tool zur Verfügung,<br />

das dieses Zertifikat auf intuitive<br />

Weise generiert und dem Betriebspersonal<br />

mit geringen IT-Kenntnissen<br />

die Möglichkeit gibt, schnell ein<br />

sicheres und redundantes Open-<br />

VPN einzurichten, was Zeit und<br />

Geld spart. Bei Änderungen oder<br />

Erweiterungen einer Anwendung im<br />

Betrieb werden keine neuen Komponenten<br />

benötigt, sondern nur ein<br />

Upgrade des eingesetzten Modells.<br />

Die Verwendung von FlexEdge<br />

als OpenVPN-Lösung bietet einen<br />

benutzerfreundlichen, sicheren Fernzugriff<br />

für eine Vielzahl von Industrieprotokollen,<br />

die die Datenintegrität<br />

in der gesamten Anwendung<br />

gewährleisten.<br />

Wer schreibt<br />

Seit über 50 Jahren steht Red Lion<br />

für „THE Industrial Data Company”.<br />

Das Unternehmen entwickelt und<br />

produziert innovative Lösungen für<br />

den Zugriff auf Daten, die Verbindung<br />

und Visualisierung von Daten<br />

und wandelt die Unternehmensinformationen<br />

in industrielle Werte um.<br />

Die Produkte von Red Lion ermöglichen<br />

Industrien weltweit eine Echtzeit-Datentransparenz<br />

zur Steigerung<br />

der Produktivität. ◄<br />

Bild 3: FlexEdge als OpenVPN-Lösung<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong> 47


Kommunikation<br />

Robuste Industrial 5G-Kommunikation<br />

Mit IT+OT und 5G für zukunftssichere Lösungen<br />

NetModule AG<br />

www.netmodule.com<br />

Die 5G-Technologie ist Türöffner<br />

für höchst innovative Trends wie<br />

die Konvergenz von IT (Informationstechnologie)<br />

und OT (Betriebsdaten),<br />

die Einblicke in die Leistung<br />

und Verfügbarkeit der Anlagen<br />

und Qualität der Geräte und<br />

Fertigungslinien liefert. Als bahnbrechende<br />

Funktechnologie für<br />

IT- und OT-Firmennetze bietet die<br />

5G-Technologie eigene Frequenzen<br />

und hebt damit die Beschränkungen<br />

in Bezug auf Zugänglichkeit,<br />

Bandbreite, Geschwindigkeit und<br />

Latenzzeit für die weltweite Konnektivität<br />

auf.<br />

Voraussetzung sind funktionsfähige<br />

Geräte und Expertise bei der<br />

Implementierung, auch in großem<br />

Umfang, wie sie NetModule anbietet.<br />

Der Hersteller von (5G)-Routern<br />

und weiterer Infrastruktur kann auf<br />

eine nachgewiesene Erfolgsbilanz<br />

in punkto Geräte, Roll-Out und eingeführten<br />

Ökosystemen verweisen.<br />

Die NetModule Industrial 5G-Router<br />

der Serien NB1800 und NB1810<br />

vernetzen Maschinen im industriellen<br />

Umfeld von -40 °C bis +70 °C<br />

und ermöglichen eine robuste Netzwerkverbindung<br />

für die kritische<br />

Infrastruktur in Industrieanlagen.<br />

Maximale Ausfallsicherheit<br />

Dazu können mehrere Ethernet-,<br />

Glasfaser- und LTE-Advanced-Verbindungen<br />

zur maximalen<br />

Ausfallsicherheit kombiniert werden.<br />

Über diverse verschiedene<br />

Schnittstellen-Erweiterungen wie<br />

USB, RS-232, RS-485 oder einem<br />

4-Port Gbit Ethernet Switch mit<br />

PoE+ lassen sich weitere Geräte<br />

oder Maschinen direkt an die Router<br />

anbinden.<br />

Indem die Industrial 5G-Router<br />

eine hervorragende Interaktion mit<br />

der Maschinenelektronik ermöglichen<br />

und sich auch für Big-Data-<br />

Analysen eigenen, schlagen sie die<br />

Brücke zwischen IT- und OT-Netzwerken.<br />

Die gesammelten Daten<br />

können mittels LXC auf dem Router<br />

vorverarbeitet werden. Dank<br />

Quality of Service (QoS) haben<br />

die systemrelevantesten Betriebsdaten<br />

bei der Übertragung in die<br />

Zentrale immer Vorrang.<br />

Hohe Performance<br />

Mit der Netzwerk-optimierten ARM<br />

Dual-Core CPU überzeugt die Serie<br />

NB1800 mit Routing Performance<br />

und einem breiten Einsatzbereich<br />

im industriellen Umfeld. Das modulare<br />

Design erlaubt anwenderspezifische<br />

Produktvarianten. Mit der<br />

‚Connectivity Suite‘ bietet Net Module<br />

eine Managementsoftware für die<br />

Verwaltung und Überwachung der<br />

Router selbst. ◄<br />

OT/IT-Gateway ermöglicht virtuelles Patchen<br />

SSV Software Systems GmbH<br />

www.ssv-embedded.de<br />

Verschiedene neue EU-Regelwerke<br />

zur Informationstechnik sowie<br />

Änderungen zur Produkthaftung<br />

erfordern ein Umdenken hinsichtlich<br />

der OT-Cybersecurity. Aus diesen<br />

Vorgaben lässt sich ableiten,<br />

dass in Zukunft anlassbezogene<br />

Software-Updates zur Fehler- und<br />

Schwachstellenbeseitigung für Produktanbieter<br />

verpflichtend werden.<br />

Aber auch die Betreiber von IT- und<br />

OT-Infrastrukturen sind gefordert.<br />

Sie müssen mit Hilfe geeigneter<br />

Cybersicherheits-Management-<br />

48 <strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong>


Kommunikation<br />

Hochsichere Datendiode unterstützt<br />

OPC-UA-Verschlüsselung und -Authentifizierung<br />

Werden Informationen aus sensiblen Produktionsnetzwerken oder kritischen Infrastrukturen für die<br />

weitere Verarbeitung benötigt, sind aus Sicherheitsaspekten Datendioden wie die cyber-diode des<br />

IT-Sicherheitsunternehmens genua GmbH erste Wahl.<br />

genua GmbH<br />

www.genua.de<br />

Die cyber-diode ermöglicht eine<br />

rückwirkungsfreie Ausleitung von<br />

Maschinen- und Anlagendaten in<br />

unsichere Netze, etwa in die Cloud<br />

zur Datenanalyse. In ihrer neuesten<br />

Version 2.5 unterstützt die cyberdiode<br />

nun auch die Verschlüsselung<br />

und Authentifizierung nach dem<br />

Interoperabilitätsstandard OPC UA.<br />

genua erfüllt damit die hohe Nachfrage<br />

in der Industrie nach OPC-UAnativer<br />

Verschlüsselung.<br />

Hochsichere vertikale und<br />

horizontale Datenausleitung<br />

OPC UA ermöglicht die plattformunabhängige<br />

Kommunikation und<br />

den standardisierten Austausch von<br />

Maschinendaten, sowohl horizontal<br />

(also die Vernetzung von Steuerungen,<br />

einzelner Maschinen, Anlagen<br />

oder Produktionseinheiten) als<br />

auch vertikal (vom Maschinensensor<br />

bis hin zur Cloud). Durch den<br />

Einsatz der cyber-diode beispielsweise<br />

zwischen OPC-UA-Servern<br />

von Maschinen und Zielen wie<br />

Datenbanken, Visualisierungs-Clients<br />

oder Clouddiensten können<br />

Daten zur weiteren Verarbeitung<br />

verschlüsselt und hochsicher ausgeleitet<br />

werden – zum Beispiel für<br />

die Zustandsüberwachung. Dabei<br />

lässt die Datendiode ausschließlich<br />

One-Way-Datentransfers zu.<br />

In Gegenrichtung blockt sie jeden<br />

Informationsfluss ab. Ein Transport<br />

von Schadcode oder andere Cyber-<br />

Risiken sind damit ausgeschlossen.<br />

Auslesen von Teilmengen<br />

senkt TCO<br />

Die neue Version der cyber-diode ermöglicht<br />

es ferner, Informationen aus<br />

einer Teilmenge von UPC-UA-Knoten<br />

auszuleiten. Damit wird, etwa<br />

bei umfassend sendenden Maschinenanlagen,<br />

die Datenlast gesenkt<br />

und die Übertragungsgeschwindigkeit<br />

der übrigen Daten erhöht, da<br />

die Diode nur noch Daten durchleitet,<br />

die für das Zielsystem relevant<br />

sind. Je nach Lizenzmodell für Anlagenkomponenten<br />

und Quellserver<br />

kann dies außerdem die Gesamtbetriebskosten<br />

(TCO, Total Cost of<br />

Ownership) senken. Für einige am<br />

Markt verfügbare Quellserver hängen<br />

die Lizenzkosten von der Menge<br />

der ausgeleiteten Daten ab.<br />

Secure by Design<br />

Die cyber-diode ist die einzige industrielle<br />

Softwaredatendiode auf<br />

Basis eines für den Geheimschutz<br />

zugelassenen Produkts. Ihre besondere<br />

Hardware-Separierung auf<br />

Mikrokernel-Ebene gewährleistet<br />

den Integritätsschutz hochsicherer<br />

industrieller Netzwerke. Ein geringer<br />

Komplexitätsgrad des Betriebssystems<br />

(Security by Design) sichert<br />

die Funktionalität, schützt vor Manipulationen<br />

und senkt das Maschinenausfallrisiko.<br />

◄<br />

• IT-Sicherheitsanbieter genua<br />

bedient mit cyber-diode 2.5<br />

hohe Industrienachfrage<br />

nach OPC-UA-nativer Verschlüsselung<br />

• Zusätzliche Optimierungen<br />

reduzieren die Datenlast<br />

und damit die Total Cost of<br />

Ownership<br />

Prozesse systematisch nach potenziellen<br />

Schwachstellen suchen und<br />

diese beheben.<br />

Herausforderungen<br />

In der vernetzten Automatisierung<br />

existieren diesbezüglich allerdings<br />

weitere Herausforderungen.<br />

Zum einen lässt sich nicht jede Baugruppe<br />

innerhalb eines OT-Netzwerks<br />

im Bedarfsfall durch einen<br />

Software-Update auf den neuesten<br />

Stand bringen. Die Ursachen<br />

dafür sind unterschiedlich. Teilweise<br />

werden von den Herstellern<br />

einfach keine Updates entwickelt.<br />

In einigen Fällen stehen auf Grund<br />

der End-of-Support-Problematik<br />

keine aktuellen Software-Patches<br />

zur Verfügung.<br />

Vielfach sind solche Updates<br />

technisch auch gar nicht vorgesehen<br />

bzw. auf Grund der Baugruppenkonstruktion<br />

unmöglich. Zum<br />

anderen gibt es für die Betreiber von<br />

Maschinen und Anlagen aber auch<br />

verschiedene funktionale Gründe,<br />

die gegen Software-Updates oder<br />

den Austausch bestimmter Baugruppen<br />

sprechen. Dazu gehören z. B.<br />

Echtzeitaspekte, die Maschinensicherheit,<br />

bestimmte Vertragsbedingungen<br />

mit Haftungsausschluss<br />

bei Veränderungen usw.<br />

Spezielles Gateway<br />

für Cybersicherheit<br />

Mit dem IGW/936A hat SSV ein<br />

spezielles Gateway für Cybersichere<br />

OT/IT-Integrationsaufgaben<br />

entwickelt. Es ist als Infrastrukturbaugruppe<br />

zur Domänenbildung<br />

bzw. Domänenisolation zwischen<br />

Ethernet-basierten IT-Netzwerken<br />

sowie Maschinen und Anlagen vorgesehen.<br />

Zum Lieferumfang gehört eine<br />

Patch-Management-Server-Software,<br />

um in der Gateway-Laufzeitumgebung<br />

virtuelle Software-<br />

Updates zum Schließen der Sicherheitslücken<br />

einzelner OT-Systeme<br />

zu aktivieren.<br />

Darüber hinaus unterstützen weitere<br />

Gateway-Funktionen die sichere<br />

OT/IT-Vernetzung für Baugruppen<br />

mit fehlender Verschlüsselung, unzureichender<br />

Authentifizierung sowie<br />

fehlenden Datenintegritätsmerkmalen.<br />

Über optionale Sensoren eignet<br />

sich ein IGW/936A auch für zusätzliche<br />

Überwachungsaufgaben hinsichtlich<br />

der jeweiligen Anwendungsumgebung.<br />

◄<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong> 49


Kommunikation<br />

Moxa erhält die weltweit erste<br />

IEC 62443-4-2-Zertifizierung<br />

für sichere Industrie-Router<br />

Die neueste Version, MX-ROS 3.0,<br />

bietet robusten Sicherheitsschutz<br />

und nutzerfreundliche Arbeitsabläufe<br />

dank vereinfachter Web- und<br />

CLI-Schnittstellen. Zudem verfügt<br />

es über zahlreiche branchenübergreifende<br />

OT-Netzwerkmanagementfunktionen.<br />

Führende Lösungen<br />

Moxa Inc., ein marktführendes<br />

Unternehmen im Bereich der industriellen<br />

Kommunikation und Vernetzung,<br />

hat die weltweit erste IEC<br />

62443-4-2 Security Level 2 (SL2)<br />

Zertifizierung [1] für seine sicheren<br />

Industrierouter der Serien EDR-<br />

G9010 und TN-4900 erhalten. Die<br />

IEC 62443-Zertifizierung wurde<br />

von Bureau Veritas (BV) als globale<br />

Zertifizierungsstelle ausgestellt.<br />

„Wir gratulieren dem Router-<br />

Team von Moxa zur erfolgreichen<br />

IEC 62443-4-2 Security Level 2<br />

Zertifizierung für die TN-4900 und<br />

EDR-G9010 Serien als weltweit<br />

erste IEC 62443-4-2 SL2-zertifizierte<br />

sichere Industrierouter auf<br />

dem Markt“, erklärt Pascal Le-Ray,<br />

General Manager von Bureau Veritas<br />

(BV) CPS Technology Products<br />

Moxa Europe GmbH<br />

www.moxa.com<br />

Taiwan. „Diese Zertifizierung steht<br />

für Moxas entschlossenes Engagement<br />

für Sicherheit und seine<br />

herausragende Stellung auf dem<br />

Markt für industrielle Netzwerke.“<br />

Mehrschichtiger<br />

Defense-in-Depth-Schutz<br />

Damit untermauert Moxa einmal<br />

mehr seine Position als weltweit<br />

führender Anbieter von Lösungen<br />

für industrielle Netzwerke, die Netzwerk-<br />

und OT-Cybersicherheit mit<br />

mehrschichtigem Defense-in-Depth-<br />

Schutz verbinden. Die Lösungen<br />

von Moxa umfassen sicherheitsgehärtete<br />

Geräte basierend auf dem<br />

Cybersecurity-Standard IEC 62443-<br />

4-2, OT-Netzwerksegmentierung<br />

mit Schutz vor Sicherheitsbedrohungen<br />

sowie maßgeschneiderte<br />

OT Deep Packet Inspection (DPI)<br />

zur Umsetzung eines industriellen<br />

Intrusion Prevention System (IPS).<br />

„Angesichts der zunehmenden<br />

Cyberbedrohungen, die auf industrielle<br />

Netzwerke abzielen, haben<br />

wir bewiesen, dass Sicherheit Teil<br />

der DNA des Produkt- und Lösungsportfolios<br />

von Moxa ist“, so Samuel<br />

Chiu, Vorsitzender des Cybersecurity<br />

Steering Committee von Moxa.<br />

„Wir wahren die Netzwerkintegrität<br />

und bleiben in Sachen Netzwerksicherheit<br />

an der Spitze, indem wir<br />

unsere Produkte konsequent Validierungsprozessen<br />

unterziehen,<br />

die aktuellsten Sicherheitsprotokolle<br />

genauestens befolgen und<br />

so zuverlässige Lösungen für die<br />

Industrie garantieren.“<br />

Sichere Router<br />

Das sind die weltweit ersten IEC<br />

62443-4-2-zertifizierten sicheren<br />

Router für wachsende Cybersecurity-Bedrohungen:<br />

Die Serien EDR-G9010 und<br />

TN-4900 nutzen das Moxa Router<br />

Operating System (MX-ROS),<br />

eine Softwareplattform für industrielle<br />

Security-Router und Firewalls.<br />

Mit ihren sicherheitsspezifischen<br />

Funktionen, die auf dem Cybersecurity-Standard<br />

IEC 62443-4-2 basieren,<br />

sind die Serien EDR-G9010 und<br />

TN-4900 die führenden Lösungen<br />

in der Bahn- und Automatisierungsbranche.<br />

Sie erleichtern die Datenkonnektivität<br />

und bieten fortschrittliche<br />

Sicherheitsfunktionen, wie ein<br />

Intrusion Prevention System (IPS),<br />

ein Intrusion Detection System (IDS)<br />

und Deep Packet Inspection (DPI),<br />

um ein Höchstmaß an industrieller<br />

Netzwerksicherheit zu gewährleisten.<br />

Indem sie für einen stabilen<br />

Betrieb sorgen, verhindern diese<br />

sicheren Router, dass sich Bedrohungen<br />

im Netzwerk ausbreiten.<br />

„Die Serien EDR-G9010 und<br />

TN-4900 von Moxa haben die weltweit<br />

erste IEC 62443-4-2 SL2- Zertifizierung<br />

in der Kategorie der Industrierouter<br />

erhalten und damit ihre<br />

hochmodernen Sicherheitsfunktionen<br />

unter Beweis gestellt“, so Li<br />

Peng, Leiter des Moxa Industrial<br />

Network Security Business. „Es<br />

ist unser Ziel, eine vollständige und<br />

sichere Lösung anzubieten, die den<br />

Cybersecurity-Vorschriften für kritische<br />

Infrastrukturen entspricht<br />

und unseren Kunden echte Vorteile<br />

bringt.“<br />

Weitere Information stehen auf<br />

den Produktseiten der EDR-9010<br />

und TN-4900 Serien zur Verfügung.<br />

Links<br />

[1] IEC 62443-4-2 Certification of<br />

EDR-9010: https://certificates.iecee.<br />

org/#/deliverables/CERT/1667679/<br />

view<br />

IEC 62443-4-2 Certification of<br />

TN-4900 : https://certificates.iecee.<br />

org/#/deliverables/CERT/1682810/<br />

view ◄<br />

50 <strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong>


Software<br />

Kabellos unterwegs – Die Zukunft der<br />

zuverlässigen Roboterkonnektivität<br />

Für Unternehmen sind heut zutage<br />

zuverlässige nahtlose Verbindungen<br />

unabdingbar. Die Lösung heißt<br />

Meshmerize. Sie verbindet mobile<br />

Geräte sicher und kabellos.<br />

Was ist Meshmerize?<br />

Meshmerize ist ein mobiles<br />

Ad-hoc-Netzwerk, das speziell<br />

für die zuverlässige Maschinenkommunikation<br />

mit geringer Latenz<br />

entwickelt wurde. Anstatt sich auf<br />

einzelne drahtlose Verbindungen<br />

zwischen den Basisstationen und<br />

den Geräten zu verlassen, nutzt<br />

Meshmerize eine dezentrale Kommunikation<br />

von Gerät zu Gerät, um<br />

das Netzwerk von innen heraus zu<br />

stärken.<br />

Bei Meshmerize handelt es sich<br />

um ein speziell für die komplexen<br />

Anforderungen dynamischer industrieller<br />

Umgebungen entwickeltes<br />

Softwareprodukt. Dank seiner Fähigkeit,<br />

robuste Netzwerke mit geringer<br />

Latenzzeit zu schaffen, garantiert<br />

es, dass Roboter sich nicht nur<br />

ungestört bewegen, sondern auch<br />

nahtlos kommunizieren können.<br />

Somit werden kostspielige Ausfallzeiten<br />

eliminiert und Funk löcher<br />

umgangen.<br />

Keine Ausfallzeiten,<br />

keine Kabel<br />

Dies ist das Hauptziel von<br />

Meshmerize. Das Netzwerk ist dank<br />

Meshmerize in der Lage, sich im<br />

Fehlerfall selbst zu regenerieren,<br />

ohne menschlichen Eingriff. Es<br />

arbeitet dort weiter, wo es aufgehört<br />

hat. Mit Wiederverbindungszeiten<br />

im Milli sekundenbereich gibt<br />

es nur minimale Unterbrechungen<br />

und es kommt nicht zu Ausfallzeiten.<br />

Dies ist nicht nur ein Versprechen<br />

von Meshmerize, sondern Realität.<br />

erforderlich. Das Erweitern des<br />

Netzwerks ist so einfach wie das<br />

Hinzufügen von Zugangspunkten.<br />

Der Kern von Meshmerize ist die<br />

Mesh-Netzwerksoftware, die in den<br />

meisten Linux- basierten Systemen,<br />

einschließlich OpenWRT, installiert<br />

und integriert werden kann.<br />

Es stellt sich als virtuelles Ethernet-Gerät<br />

dar und ist für die Anwendungen,<br />

die es verwenden, völlig<br />

transparent. Dadurch kann Meshmerize<br />

weit über den Standard- IP-<br />

Verkehr (TCP/UDP) hinaus Daten<br />

transportieren. Viele Industrieprotokolle<br />

wie Modbus und Profinet werden<br />

unterstützt.<br />

Meshmerize in Aktion<br />

Meshmerize ist stolz darauf, seine<br />

gleichnamige Software in großen,<br />

eng bestückten Lager häusern der<br />

Welt, mit Netzwerkteilnehmern von<br />

bis zu 100 Knoten, erfolgreich einzusetzen.<br />

Dadurch konnten erhebliche<br />

Verringerungen von Ausfallzeiten,<br />

vervielfachte Abdeckung<br />

unbeeinflusst von Funklöchern<br />

oder anderen physischen Hindernissen<br />

und eine Netzwerkzuverlässigkeitsrate<br />

von über 99,999 %<br />

erreicht werden.<br />

Meshmerize bietet eine kostenlose<br />

30-Tage-Lizenz zum Ausprobieren<br />

an. ◄<br />

Einfache Integration<br />

Meshmerize GmbH<br />

www.meshmerize.net<br />

Meshmerize lässt sich mühelos<br />

in verschiedene vorhandene<br />

Hardware- Konfigurationen integrieren.<br />

Es ist keine aufwendige Überarbeitung<br />

der aktuellen Hardware<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong> 51


Software<br />

Virtuelle Inbetriebnahme von automatisierten Maschinen und Anlagen<br />

Fehler durch Simulation<br />

schneller finden und Schäden verhindern<br />

Virtuelle Inbetriebnahme<br />

Da Mechanik und Software erst<br />

spät bei der Inbetriebnahme getestet<br />

werden, fallen erst zu diesem<br />

späten Zeitpunkt im Prozess<br />

Fehler auf. Es kann jetzt zu Verzögerungen<br />

und teuren Anpassungen<br />

kommen. Bei der Anwendung einer<br />

virtuellen Inbetriebnahme wird in<br />

den Prozess des Anlagenbaus ein<br />

digitaler Zwilling der Maschine bzw.<br />

Anlage angelegt, anhand dem die<br />

Inbetriebnahme simuliert wird. Diese<br />

folgt einem ähnlichen Ablauf mit der<br />

Überprüfung der Schnittstellen und<br />

dem Vorhandensein der Komponenten<br />

in der Simulation sowie dem<br />

I/O-Check. Auch die Signale des<br />

Modells werden vollständig geprüft<br />

und Einstellungen an Komponenten<br />

in der Simulationssoftware vorgenommen.<br />

Diese virtuelle Inbetriebnahme<br />

findet bereits im Zeit-Slot mit Elektrik-<br />

und Softwareentwicklung der<br />

eigentlichen Inbetriebnahme statt.<br />

Autor:<br />

Kevin Spörl<br />

blue automation GmbH<br />

www.blue-automation.de<br />

Die Inbetriebnahme von Maschinen<br />

mit beweglichen Komponenten<br />

bzw. automatischen Bewegungen<br />

birgt mehrere Risiken: Bei Fehlern<br />

in der Mechanik, Elektrik oder Programmierung<br />

können an der teuren<br />

Mechanik durch Funktionsstörungen<br />

schnell Schäden in Höhe von Zehntausenden<br />

Euro entstehen. Zudem<br />

werden Probleme im Prozess erst<br />

in der Inbetriebnahme entdeckt –<br />

daraus resultieren Verzögerungen.<br />

Die Korrekturen gestalten sich oft<br />

aufwändig und vor allem teuer. Mit<br />

einer virtuellen Inbetriebnahme lassen<br />

sich am digitalen Zwilling der<br />

Anlage Probleme deutlich früher<br />

erkennen und schon im Prozess<br />

beheben.<br />

Konstruktions- und<br />

Inbetriebnahme-Prozess<br />

Im gängigen Konstruktions- und<br />

Inbetriebnahme-Prozess wird eine<br />

Maschine zunächst geplant und<br />

konstruiert, darauf aufbauend werden<br />

Schaltpläne und Elektrik entwickelt<br />

und danach die Software<br />

programmiert. Die Maschine wird<br />

montiert, verdrahtet und angeschlossen<br />

und in Betrieb genommen.<br />

Dabei erfolgt die Überprüfung<br />

der Hardwareschnittstelle sowie der<br />

Anwesenheit aller Komponenten,<br />

der Sensoren und Aktoren. Beim<br />

I/O-Check (Ein- und Ausgangssignaltest)<br />

wird validiert, dass die<br />

Signale für Ansteuerung und Rückmeldungen<br />

ankommen.<br />

Mechanische Komponenten<br />

wie Antriebe und pneumatische<br />

Zylinder werden eingestellt. Dann<br />

erfolgt der Funktionstest: Die Software<br />

wird zunächst durch den Handbetrieb<br />

an der Anlage getestet,<br />

danach erfolgt die Grundstellungsfahrt<br />

und der Automatikablauf. Die<br />

manuelle Ansteuerung der Komponenten<br />

und Rückmeldungen der Sensoren<br />

stellt sicher, dass alle Teile im<br />

definierten Zustand und der richtigen<br />

Position für die anschließende Automatik-Fahrt<br />

sind. Festgestellte Fehler<br />

in der Software werden beseitigt<br />

und die Inbetriebnahme über den<br />

Anlauf der Produktion und die Produktionsbegleitung<br />

abgeschlossen.<br />

Mechanik und Abläufe<br />

müssen exakt dargestellt<br />

werden<br />

Grundlegend für die virtuelle Inbetriebnahme<br />

ist ein CAD-Modell mit<br />

den 3D-Informationen aus der Konstruktion<br />

des Maschinenbauers. Die<br />

Komponenten können über eine<br />

Software animiert werden. Dafür<br />

muss die Struktur des Modells für<br />

die Kinematisierung geeignet und<br />

jedes Bauteil einzeln verfügbar sein,<br />

damit Teilkomponenten ausgewählt<br />

werden können.<br />

Alle Aktoren, die eine energieführende<br />

Bewegung ausführen,<br />

und alle Sensoren, die Bauteile<br />

erkennen und eine Rückmeldung<br />

aus der Maschinenumgebung liefern,<br />

müssen im Modell enthalten<br />

sein, sonst wird eine Nachrüstung<br />

erforderlich. Liegen mechanische<br />

Abhängigkeiten oder Bauformen<br />

nicht genau vor, wird es zwischen<br />

Modell und Wirklichkeit zu Abweichungen<br />

kommen. Deswegen ist<br />

die Korrektheit von Mechanik und<br />

Abläufen des Modells essenziell für<br />

die virtuelle Inbetriebnahme.<br />

52 <strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong>


Software<br />

Virtuelles Modell ist wichtig<br />

Oft muss die Konstruktionsabteilung<br />

der Maschinenbauer für<br />

die Erfordernisse eines virtuellen<br />

Modells sensibilisiert werden, da es<br />

sich dabei noch um Neuland handelt.<br />

Wichtig ist zudem ein technisches<br />

Grundverständnis – wer die<br />

Komponenten aus der Praxis kennt,<br />

kann diese Erfahrungswerte auch an<br />

der virtuellen Maschine umsetzen.<br />

Für die Umsetzung des digitalen<br />

Zwillings eignet sich die Software<br />

Siemens NX Mechatronics Concept<br />

Designer. Darin werden die<br />

Maschinenkomponenten mit kinematischen<br />

und physikalischen Eigenschaften<br />

versehen, etwa Bewegung,<br />

Richtung, Masse oder Trägheit. Ist<br />

das Modell umgesetzt, werden die<br />

Steuerungsanbindung geplant und<br />

Signalschnittstellen programmiert,<br />

die mit der Logik verbunden werden.<br />

Die Programmierer können auf<br />

die Schnittstellen zugreifen und die<br />

Anlage im Programm laufen lassen.<br />

So realitätsnah wie möglich<br />

Das Ziel ist, mit der virtuellen<br />

Anlage so nah wie möglich an die<br />

echte heranzukommen. Die virtuelle<br />

Inbetriebnahme betrachtet aber<br />

immer ein Ideal. Verluste und Reibungen<br />

der Anlage werden zum Beispiel<br />

nicht exakt wiedergegeben. Je<br />

realer die Nachbildung, desto mehr<br />

muss simuliert und eingestellt werden<br />

und damit steigt der Aufwand.<br />

Deswegen ist es wichtig, zu wissen,<br />

was man genau erreichen will,<br />

um die notwendige Detailtiefe der<br />

Simulation festzulegen. Kinematik<br />

und Bewegungsabläufe lassen sich<br />

zum Beispiel leichter virtualisieren<br />

als das Verhalten von Flüssigkeiten<br />

und Luftmassen, etwa bei Befüllanlagen<br />

von Rohrsystemen.<br />

Die Potenziale der virtuellen<br />

Inbetriebnahme<br />

Durch die virtuelle Inbetriebnahme<br />

entstehen zunächst ein Mehraufwand<br />

und höhere Kosten, da sie<br />

einen zusätzlichen Schritt im Prozess<br />

zur fertigen Maschine darstellt.<br />

Dennoch sprechen die Vorteile für<br />

diesen Mehraufwand.<br />

Mit der virtuellen Inbetriebnahme<br />

sind Tests bereits deutlich früher im<br />

Modell möglich und darüber können<br />

wertvolle Informationen über<br />

die Anlage gewonnen werden –<br />

läuft die Mechanik korrekt, stimmen<br />

Maße und Abstände, funktioniert<br />

die Software. Fehlkonstruktionen<br />

sind zum Beispiel am 3D-Modell<br />

erfassbar. Fehler können dann<br />

bereits vor der Montage und der<br />

realen Inbetriebnahme korrigiert<br />

werden. Auch Änderungen an der<br />

Software können schneller vorgenommen<br />

werden, so dass sie auf<br />

der Baustelle in der Praxis sofort<br />

funktioniert. Kritische Korrekturen,<br />

die sehr viel teurer sein können als<br />

das Modul der virtuellen Inbetriebnahme,<br />

werden verhindert und die<br />

Qualität des Endprodukts verbessert.<br />

Der Test am Modell statt in der<br />

Praxis gibt auch dem Personal eine<br />

größere Sicherheit und nimmt die<br />

Angst vor Fehlern.<br />

Schweren Schäden<br />

vermeiden<br />

Hinzu kommt, dass der Ansteuerungstest<br />

der Hardware virtuell vollkommen<br />

risikolos erfolgen kann.<br />

Maschinenteile und -komponenten<br />

sind oft sehr teuer – Fehler in der<br />

Mechanik oder der Programmierung<br />

können schnell zu schweren<br />

Schäden führen: Das Unternehmen<br />

muss die zerstörten Teile neubeschaffen<br />

und austauschen lassen,<br />

die Inbetriebnahme verzögert sich<br />

und die Kosten steigen enorm. Die<br />

Simulation sorgt also dafür, dass die<br />

Maschine sofort wie geplant funktioniert,<br />

verhindert Verzögerungen und<br />

verkürzt auf diese Weise den Projektverlauf.<br />

Hinzu kommt, dass die<br />

Präsenzzeit der Mitarbeiter auf der<br />

Baustelle reduziert werden kann, da<br />

ein Teil der Inbetriebnahme bereits<br />

im Büro durchgeführt wurde.<br />

Anpassungen<br />

und Umbauten<br />

Ist die Anlage virtuell im Modell<br />

umgesetzt, lassen sich auch Anpassungen<br />

und Umbauten – Änderungen<br />

von Robotern oder der Mechanik –<br />

simulieren und überprüfen und die<br />

Software dafür anpassen und vorbereiten.<br />

Auch hier profitieren Unternehmen<br />

von einem Mehr an Sicherheit<br />

und einer kürzeren Inbetriebnahme<br />

Phase. Zudem ist die reale<br />

Anlage schneller wieder einsetzbar<br />

und wird während der Entwicklung<br />

nicht blockiert.<br />

Ideales<br />

Schulungsinstrument<br />

Der digitale Zwilling ist darüber<br />

hinaus ein ideales Schulungsinstrument<br />

für Bedienpersonal. Es kann<br />

dort trainiert werden und Erfahrungen<br />

aufbauen, wie die Steuerung<br />

der Maschine reagiert und<br />

was im Fall von Fehlern passiert,<br />

ohne die echte Maschine für die<br />

Trainingsphase in Anspruch nehmen<br />

zu müssen. Auch hier werden<br />

Fehler und Beschädigungen<br />

vermieden. Ergänzend bietet das<br />

virtuelle Modelle eine gute Schulungsmöglichkeit<br />

für angehende<br />

Programmierer, statt an der echten<br />

Anlage zu üben. Automatisierungstechnik<br />

wird oft im laufenden Prozess<br />

gelernt – entsprechend hoch ist<br />

der zeitliche Druck und jener, keine<br />

Fehler zu machen. An der virtuellen<br />

Anlage kann sich der Programmierer<br />

dagegen voll auf das Lernen und<br />

das Ausprobieren konzentrieren.<br />

Fazit<br />

Die Simulation am digitalen Zwilling<br />

macht die Inbetriebnahme von<br />

Anlagen und Maschinen mit automatisierten<br />

Bewegungen sicherer.<br />

Fehler in der Mechanik und Programmierung<br />

fallen deutlich früher<br />

auf und können behoben werden,<br />

bevor die Anlage aufgebaut ist. So<br />

lassen sich teure Schäden und Produktionsverzögerungen<br />

vermeiden.<br />

Eine digitale Maschine bietet sich<br />

auch als Schulungstool für Bediener<br />

und Programmierer an. ◄<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong> 53


Software<br />

Warum Low Code die Automatisierung<br />

revolutioniert<br />

Low-Code-Plattformen liegen im Trend und sind dabei, die Programmierung zu revolutionieren.<br />

hin, dass der Anteil der KI- Vorreiter<br />

signifikant zunehmen wird. Bis <strong>2024</strong><br />

erwarten wir eine Verdoppelung von<br />

12 auf 27 Prozent. Einen hohen KI-<br />

Reifegrad zu erzielen ist nicht länger<br />

eine Option. Sie ist eine Notwendigkeit<br />

und Chance, die alle Branchen,<br />

Unternehmen und Führungskräfte<br />

ergreifen müssen.“<br />

Weitere<br />

Effizienzsteigerungen<br />

Autor:<br />

Stephan Romeder,<br />

Vice President<br />

Global Business Development<br />

Magic Software Enterprises<br />

www.magicsoftware.com/de/<br />

Industrie- und Fertigungsunternehmen<br />

profitieren: Low-Code-Plattformen<br />

beschleunigen die Software-<br />

Entwicklung, senken Projektkosten<br />

und benötigen weniger IT-Experten<br />

- ein entscheidender Erfolgsfaktor<br />

bei dem akuten Fachkräftemangel.<br />

Die fortschreitende Digitalisierung,<br />

fehlende Programmierer, heterogene<br />

Systemlandschaften und immer komplexere<br />

Datensilos erhöhen zusätzlich<br />

den Druck nach neuen Technologien<br />

und Methoden. Schnelligkeit<br />

ist zu einem kritischen Erfolgsfaktor<br />

geworden. Unternehmen sind angehalten,<br />

effizient zu produzieren sowie<br />

Kunden, Geschäftspartner und Mitarbeiter<br />

möglichst schnell zu bedienen.<br />

Low-Code-Plattformen können<br />

hier Abhilfe schaffen.<br />

Automatisierungstrend:<br />

Low Code Plattformen<br />

Der weltweite Markt für Low-<br />

Code-Entwicklungstechnologien<br />

wird im Jahr 2026 voraussichtlich<br />

9,2023 Milliarden US-Dollar betragen,<br />

ein Anstieg von 19,6 % gegenüber<br />

2022, so die neueste Prognose<br />

von Gartner, Inc.. Low Code<br />

basierte Data Management Plattformen<br />

bieten vor allem mittelständischen<br />

Betrieben gute Chancen, ihre<br />

Automatisierungs- und Digitalisierungsprojekte<br />

zügig zu realisieren.<br />

Bedarfsorientierte Automatisierungund<br />

Modernisierungs lösungen sind<br />

damit deutlich einfacher umzusetzen.<br />

© Photon photo /shutterstock<br />

Visuelle Applikations designer und<br />

grafische Modellierungsmethoden<br />

ersetzen zunehmend klassische Programmiertechniken,<br />

Programmiersprachen<br />

und Kodieren von Hand.<br />

Entwicklungszeiten<br />

extrem verkürzen<br />

Entwickler und IT-Fachkräfte<br />

kommen in die Lage, mit einer grafischen<br />

Benutzerfläche schnell und<br />

unkompliziert Funktionen, Algorithmen,<br />

Logiken, Einstellungen und<br />

Designs ohne manuellen Programmieraufwand<br />

zu erstellen. Das spart<br />

Zeit und Kosten! Unternehmen profitieren<br />

von kürzeren Entwicklungszeiten<br />

(Kosten- und Zeitersparnis!),<br />

einer schnellen App-Entwicklung und<br />

besseren Kompatibilität mit anderen<br />

Programmen und Interfaces.<br />

Künstliche Intelligenz<br />

und Maschine Learning<br />

einbinden<br />

Führende Experten sind der Meinung:<br />

Deutschland und die Europäische<br />

Union sehen sich einer<br />

herausfordernden geopolitischen<br />

Gesamtsituation sowie einem harten<br />

globalen Wettbewerb gegenüber.<br />

Die Zukunftstechnologie KI<br />

ist für die Wettbewerbsfähigkeit<br />

Deutschlands notwendig.<br />

Vertreter von Accenture, einer globalen<br />

Unternehmens- und Strategieberatung,<br />

erklären: „Unsere Machine-<br />

Learning-Modelle deuten darauf<br />

Sehen wir uns in der industriellen<br />

Fertigung und Automatisierung<br />

um, sind durch den Einsatz von KI-<br />

Technologien und Maschine Learning<br />

(MI) in Zukunft weitere Effizienzsteigerungen<br />

zu erreichen.<br />

Zu den Einsatzgebieten gehören<br />

unter anderem Instandhaltung,<br />

Logistik, Produktenwicklung und<br />

Ressourcenplanung. Mit Hilfe von<br />

Low Code Plattformen lassen sich<br />

diese neuen Zukunftstechnologien<br />

unkompliziert an bestehende IT-<br />

Infrastrukturen anbinden. Und mit<br />

einem modernen Data Management<br />

und intelligenter Data Analytics<br />

lassen sich datenbasierte Entscheidungen<br />

treffen.<br />

Fazit:<br />

• Low-Code-Plattformen sind ein<br />

effizienter Technologieansatz für<br />

die Zukunft, um auf das wachsende<br />

Bedürfnis nach größerer<br />

Produktivität und Flexibilität im<br />

gesamten Entwicklungsprozess<br />

zu reagieren.<br />

• Mit dem Einsatz von Low-Code-<br />

Plattformen lassen sich die Entwicklungs-<br />

und Bereitstellungszeiten<br />

für eine neue App signifikant<br />

verkürzen und die gesamten<br />

Projektkosten (Entwicklung,<br />

Training, Einarbeitung, Entwicklungsaufwand)<br />

deutlich senken.<br />

• Low-Code-Plattformen versetzen<br />

mittelständische Industrie- und<br />

Fertigungsbetriebe schnell in die<br />

Lage, ihre Wettbewerbs fähigkeit<br />

zu sichern und langfristig erfolgreich<br />

zu agieren. Die Abhängigkeit<br />

von (fehlenden) IT-Fach kräften<br />

auf dem Markt sinkt. ◄<br />

54 <strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong>


IoT-Lösungen nach Maß<br />

Digitalisieren mit Mehrwert<br />

Wir bringen den Wettbewerbsvorteil IoT in Ihr Unternehmen<br />

Wir haben im Laufe der Jahre in zahlreichen nationalen und internationalen Kundenprojekten einen bewährten Ansatz entwickelt, um IoT-Projekte<br />

erfolgreich mit M2MGate umzusetzen. Dabei gilt: jedes Unternehmen und jedes Projekt ist einzigartig. Aus diesem Grund bietet M2MGate<br />

die notwendige Flexibilität, mit der wir maßgeschneidert auf Ihre individuellen Anforderungen eingehen können. Sprechen Sie uns an, gerne<br />

begleiten wir Sie bei Ihren IoT-Plänen.<br />

INSIDE M2M ist ein Pionier<br />

der IoT-Entwicklung<br />

INSIDE M2M unterstützt seit<br />

2004 Kunden aus den unterschiedlichsten<br />

Branchen dabei,<br />

mit maßgeschneiderten IoT-Lösungen<br />

die Digitalisierung ihrer<br />

Geschäftsprozesse voran zu<br />

treiben.Unser Unternehmen mit<br />

Stammsitz im niedersächsischen<br />

Garbsen zählt zu den führenden<br />

Anbietern von IoT-Plattformen im<br />

deutschsprachigen Raum.<br />

Wir begleiten unsere Kunden<br />

von den ersten Projektideen,<br />

über die Entwicklung des Geschäftsmodells<br />

bis hin zum Rollout<br />

und Betrieb der Anwendung.<br />

Basierend auf den Ergebnissen<br />

einer gemeinsamen Anforderungsanalyse<br />

erstellen wir ein<br />

Konzept für die optimale Systemarchitektur.<br />

Wir entwickeln<br />

mit Ihnen eine ganzheitliche<br />

Lösung vom Endgerät bis in die<br />

Cloud mit allen Schnittstellen für<br />

Ihre Bedürfnisse und die Ihrer<br />

Kunden. Wir sind Ihr Fullservice-<br />

Dienstleister, bei dem Sie alles<br />

aus einer Hand bekommen.<br />

Flaggschiffprodukt ist die<br />

IoT-Plattform M2MGate V<br />

Das Herzstück jedes IoT-Systems ist die IoT-Plattform: sie<br />

steuert die Kommunikation zwischen den verbundenen Geräten<br />

und übernimmt einen Großteil der Datenanalysen. Ihre<br />

Leistungsfähigkeit entscheidet darüber, wie intelligent die über<br />

sie verbundenen Geräte wirklich sein können. Je leistungsfähiger<br />

die Plattform ist, desto mehr digitale Zusatzfunktionen<br />

erhalten IoT-Geräte und desto größer ist der potenzielle Wertschöpfungsbeitrag.<br />

M2MGate V ist die von INSIDE M2M entwickelte IoT-Plattform,<br />

um Geräte und Services einfach und sicher miteinander zu<br />

verbinden. Dabei umfasst M2MGate V, im Vergleich zu alternativen<br />

Plattformen, nicht nur die Software auf Serverseite,<br />

sondern auch die Software an den Endgeräten. Auf dem Server<br />

werden die Daten über eine verteilte Event-Streaming Plattform<br />

weiterverarbeitet und über Standardschnittstellen wie REST die<br />

Anbindung an Drittsystem ermöglicht. Eine Anbindung an alle<br />

relevanten Datenbanksystem runden den Funktionsumfang auf<br />

der Serverseite ab.<br />

M2MGate V ist aus 20 Jahren IoT-Erfahrung aus der Zusammenarbeit<br />

mit nationalen und internationalen Kunden entstanden<br />

und bietet durch kontinuierliche Weiterentwicklung und Optimierung<br />

ein hohes Maß an Sicherheit und Stabilität, das weit<br />

über vergleichbaren Lösungen liegt.<br />

Lassen Sie uns über neue<br />

Potentiale für Ihre Unternehmung<br />

sprechen.<br />

+49 (0) 5137-90 95 0-0<br />

vertrieb@inside-m2m.de<br />

inside-m2m.de<br />

INSIDE M2M GmbH<br />

Berenbosteler Straße 76 B<br />

30823 Garbsen<br />

Gewerbepark 9-11<br />

49143 Bissendorf<br />

Gerichtstraße 51<br />

13347 Berlin Wedding


Software<br />

Smartes Krisenmanagement:<br />

Mit KI resilienter und flexibler produzieren<br />

zu werden und Qualität sowie Effizienz<br />

in der Fertigung zu sichern.<br />

Doch Automatisierung – ob mit<br />

Sondermaschinen oder Industrierobotern<br />

– ist bisher nur dann möglich,<br />

wenn Prozesse und Abläufe<br />

präzise und auf lange Sicht planbar<br />

sind. Häufig wechselnde Produkte<br />

oder Varianzen in der Produktionsumgebung<br />

wie natürliches<br />

Licht, Positionierung der Werkteile<br />

oder Fertigungstoleranzen stellen<br />

aktuelle Automatisierungslösungen<br />

vor kaum überwindbare Hindernisse.<br />

Der Mensch ist nach wie vor<br />

gefragt – die Anzahl der Handarbeitsplätze<br />

bleibt hoch.<br />

MIRAI im Einsatz bei ZF, Bilder © Micropsi Industries<br />

Autor:<br />

Maximilian Mutschler<br />

Vice President Sales<br />

Micropsi Industries<br />

www.micropsi-industries.com<br />

Automatisierung verhilft Unternehmen<br />

zu mehr Effizienz und konstanter<br />

Qualität, auch bei variantenreichen<br />

Produktionen. Um auf<br />

aktuelle Herausforderung wie den<br />

Arbeitskräftemangel reagieren zu<br />

können, bedarf es allerdings zunehmend<br />

flexiblerer Lösungen mit Köpfchen.<br />

Als vielversprechender Bereich<br />

erweist sich Künstliche Intelligenz<br />

(KI) im Zusammenschluss mit anderen<br />

Maschinen, wie beispielsweise<br />

Industrierobotern. Intelligente Robotersteuerungen<br />

leisten einen wichtigen<br />

Beitrag zu profitabler und resilienter<br />

Automatisierung, indem sie<br />

manuelle Tätigkeiten übernehmen.<br />

Individueller, flexibler,<br />

besser<br />

Heutige Verbraucheransprüche<br />

spiegeln sich spürbar in den Anforderungen<br />

an das produzierende<br />

Gewerbe wider: Hersteller müssen<br />

immer individueller, flexibler und qualitativ<br />

hochwertiger produzieren, um<br />

den steigenden Kundenerwartungen<br />

gerecht zu werden. Zahlreiche Krisen<br />

– von der Corona-Pandemie<br />

über Extremwetter bis hin zur Rohstoffknappheit<br />

– haben zusätzlich<br />

den Bedarf nach resilienten Prozessen<br />

auf den Plan gerufen.<br />

Für viele Unternehmen ist eine<br />

noch größere Herausforderung der<br />

anhaltende Arbeitskräftemangel,<br />

der laut des Deutschen Industrieund<br />

Handelskammertags (DIHK) in<br />

den kommenden Jahren drastisch<br />

weiter zunehmen wird. Immer wichtiger<br />

wird die Frage, wie sich Fertigungsprozesse<br />

agil planen und<br />

im Idealfall automatisieren lassen,<br />

um auf lange Sicht handlungsfähig<br />

zu bleiben.<br />

Automatisierung<br />

muss intelligenter werden<br />

Die Automatisierung wird seit<br />

Jahrzehnten als wichtige Maßnahme<br />

betrachtet, um den steigenden<br />

Anforderungen gerecht<br />

Automatisiertes Kabelstecken<br />

KI hält Einzug<br />

Mit der Einführung von intelligenten<br />

Maschinen in der Fertigung ändert<br />

sich das nun: Künstliche Intelligenz<br />

zieht in immer mehr produzierende<br />

Unternehmen ein und hebt das<br />

Potenzial bestehender Prozesse und<br />

Lösungen. Intelligente Wartungsoder<br />

Bestellsysteme, die automatisierte<br />

Auswertung von Lieferketten<br />

– vor allem das Planen von Prozessen<br />

wird zunehmend von maschinellem<br />

Lernen übernommen. Für<br />

die einzelnen Fertigungsschritte<br />

von Unternehmen ist indessen das<br />

Zusammenspiel von KI und Robotik<br />

ein wichtiger Schlüssel für die<br />

Zukunft: Denn KI-Produkte wie intelligente<br />

Robotersteuerungen automatisieren<br />

erstmals Handarbeitsplätze.<br />

Ein entscheidender Vorteil,<br />

wenn Arbeitskräfte händeringend<br />

gesucht werden.<br />

56 <strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong>


Software<br />

Training durch Demonstration<br />

KI-Steuerungen: Robuster<br />

Umgang mit Varianzen<br />

KI-Steuerungen wie MIRAI von<br />

Micropsi Industries ergänzen die<br />

native Steuerung eines Roboters. Der<br />

Roboter erhält dank einer Kamera<br />

und einem neuronalen Netzwerk die<br />

Auge-Hand-Koordination und eine<br />

vergleichbare Flexibilität wie ein<br />

Mensch. Ein solches intelligentes<br />

Robotersystem lernt bei neuen Aufgaben,<br />

bei anders geformten oder<br />

positionierten Werkteilen oder bei<br />

vergleichbaren Varianzen schnell,<br />

was es zu tun hat und passt bei<br />

Bedarf seine Bewegungen in Echtzeit<br />

eigenständig an.<br />

Die Fähigkeiten lassen sich mit<br />

MIRAI durch menschliche Demonstration<br />

trainieren. Weder KI- noch<br />

Programmierkenntnisse sind erforderlich.<br />

Das Know-how bleibt selbst<br />

ohne KI- oder Automatisierungsfachkräfte<br />

im Unternehmen. Dem Roboter<br />

muss dafür das Ziel einige Male<br />

in typisch vorkommenden Varianzen<br />

mit der Kamera gezeigt werden. Die<br />

KI verallgemeinert im Anschluss<br />

die gezeigten Daten. Ein solches<br />

System kann in wenigen Stunden<br />

trainiert und nachtrainiert werden.<br />

Selbst eine Fertigung im High Mix-/<br />

Low-Volume und die Automatisierung<br />

von dreimonatigen Produktionsläufen<br />

lassen sich so rentabel<br />

automatisieren, auch für KMU.<br />

Multifunktionstool KI<br />

Vom Montieren über Picken bis<br />

zum Schrauben: Zum Einsatz kommen<br />

KI-Steuerungen heute schon<br />

in fast allen produzierenden Branchen:<br />

von der hochautomatisierten<br />

Automobil- oder Elektronikbranche<br />

über die Haushaltsgeräteindustrie<br />

mit ihren vielen Produkttypen bis<br />

hin zum traditionellen, mittelständisch<br />

geprägten Maschinenbau.<br />

Und auch den Anwendungen sind<br />

kaum Grenzen gesetzt: In der Montage<br />

übernimmt KI variantenreiche<br />

Schritte wie Zustellbewegungen oder<br />

das Fügen und Verfolgen. Auch das<br />

Picken teilsortierter, metallisch glänzender<br />

Teile löst KI, wie der Einsatz<br />

von MIRAI in einer automatisierten<br />

Werkstückzufuhr bei der ZF Group<br />

in Friedrichshafen beweist.<br />

Hohe Anforderungen an KI<br />

Automatisierte Leckageprüfung bei BS<br />

Dort werden Metallringe aus einer<br />

Kiste entnommen und auf ein Förderband<br />

gelegt, um später in die<br />

Produktion der Zahnräder einzufließen.<br />

Die Schwierigkeit: Der Produktionsschritt<br />

ist sehr variantenreich,<br />

da sich die Ringe in der angelieferten<br />

Gitterbox verschieben und auch<br />

Platzierung und Form der Box variieren.<br />

Wechselnde Lichtverhältnisse<br />

und die glänzende Oberfläche der<br />

Ringe, die teilweise ölverschmiert<br />

oder korrodiert sind, machen klassische<br />

Automatisierung unmöglich.<br />

Mit der KI-Steuerung konnte der<br />

Technologiekonzern das Problem<br />

in wenigen Tagen lösen.<br />

Greifen, Führen, Stecken<br />

Zum ersten Mal sind ein automatisiertes<br />

Kabelstecken und die<br />

Leckage-Prüfung möglich. Mit dem<br />

automatisierten Kabelstecken schafft<br />

die KI-Steuerung MIRAI eine echte<br />

Weltpremiere: Das Greifen, Führen<br />

sowie Ein- und Ausstecken von<br />

Kabeln, zum Beispiel bei Automobilherstellern<br />

und Zulieferern oder<br />

bei der Fertigung von Elektronikprodukten,<br />

ist so erstmals automatisierbar.<br />

Sogar komplexe Kabelbäume<br />

sind für MIRAI kein Hindernis.<br />

Leckageprüfung<br />

Auch der Einsatz der KI-Steuerung<br />

bei BSH ist ein Novum: Der<br />

Hersteller von Haushaltsgeräten<br />

setzt MIRAI in der Fertigung von<br />

Kühlschränken ein. Im Herstellungsprozess<br />

prüft das Unternehmen die<br />

Metallleitungen der Kühlschränke<br />

auf Leckagen. Für die sogenannte<br />

Dichtheitsprüfung wird eine Schnüffelsonde<br />

genutzt, um Lötstellen auf<br />

austretendes Kältemittel zu prüfen.<br />

Das Besondere: Jede Rückseite der<br />

hergestellten Kühlschränke ist einzigartig,<br />

was Position, Farbe und Form<br />

der Lötpunkte angeht. Den Prüfprozess<br />

übernimmt bei BSH nun erstmalig<br />

nicht mehr der Mensch, sondern<br />

eine Robotik-Komplettlösung.<br />

Dank der integrierten Robotersteuerung<br />

MIRAI ist es dem Roboter<br />

möglich, alle zu prüfenden Lötstellen<br />

verlässlich zu identifizieren und<br />

die Schnüffelsonde millimetergenau<br />

heranzuführen – unabhängig von<br />

Position, Form oder Farbe.<br />

Mit KI effizient<br />

automatisieren<br />

und flexibel werden<br />

Die Einsatzmöglichkeiten sind nur<br />

einige Beispiele, wie KI die Fertigung<br />

revolutioniert. Sie zeigen, dass Unternehmen<br />

mit KI sehr viel bewirken<br />

können: Intelligente Lösungen wie<br />

Robotersteuerungen ermöglichen<br />

mehr Flexibilität, Unabhängigkeit,<br />

Effizienz und nicht zuletzt Resilienz<br />

- nicht unwichtig in Zeiten wie<br />

diesen. Neue Technologien sollten<br />

dabei als Türöffner zu mehr Automatisierung<br />

verstanden werden.<br />

Leistungen, die bislang von Menschen<br />

erbracht wurden, können nun<br />

im Zusammenspiel von Hard- und<br />

Software geleistet werden. Das ist<br />

nicht nur vorteilhaft beim drastisch<br />

zunehmenden Arbeitskräftemangel.<br />

Es erhöht auch die Flexibilität und<br />

Zuverlässigkeit von Produktionsprozessen<br />

und verschafft einen dauerhaften<br />

Wettbewerbsvorsprung. ◄<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong> 57


Software<br />

So lassen sich IT- und OT-Systeme<br />

in der Fertigung aus der Ferne verwalten<br />

Sichere Zugänge und Kommunikationswege gehört zu den Basisanforderungen an die Fernwartung im<br />

OT- und IT-Umfeld. © bigstockphoto.com / leowolfert<br />

Das Bundesamt für Sicherheit in<br />

der Informationstechnik macht sich<br />

regelmäßig Gedanken um die Sicherheitslage<br />

von hiesigen Unternehmen<br />

und gibt dazu das IT-Grundschutz-<br />

Kompendium heraus. Seit Februar<br />

dieses Jahres ist dort der Abschnitt<br />

„IND 3.2 – Fernwartung im industriellen<br />

Umfeld“ enthalten. Dies alleine<br />

zeigt die Bedeutung dieses Themas<br />

seitens des BSI.<br />

© ProSoft GmbH<br />

Autor:<br />

Robert Korherr<br />

Geschäftsführer<br />

ProSoft GmbH<br />

www.prosoft.de<br />

Status Quo der Fernwartung<br />

im industriellen Umfeld<br />

Sieht man sich die aktuelle<br />

– immer weiter digitalisierte –<br />

Betriebstechniklandschaft (Operational<br />

Technology; OT) genauer<br />

an, fällt vor allem eins auf: Sie weist<br />

eine enorme Heterogenität auf.<br />

Das betrifft dezentrale Infrastrukturen<br />

genauso wie die vielfältigen<br />

Steuer systeme und deren Zugriffsarten.<br />

Alleine das erfordert eine<br />

recht hohe Zahl unterschiedlicher<br />

Fernwartungszugänge. Diese werden<br />

wiederum ganz unterschiedlich<br />

realisiert, bestehen also aus<br />

einer un überschaubaren Zahl an<br />

Hard- und Software-Komponenten.<br />

Diese und weitere Faktoren stellen<br />

vor allem verarbeitende Unternehmen<br />

vor die Herausforderung,<br />

mithilfe der passenden Fernwartungslösung<br />

ein Höchstmaß an<br />

Sicherheit und Komfortabilität zu<br />

schaffen. Das betrifft die OT und<br />

die IT gleichermaßen. Hierfür stehen<br />

diverse Ansätze und Möglichkeiten<br />

zur Verfügung.<br />

Unterschiede<br />

und Gemeinsamkeiten<br />

bei der IT-/OT-Fernwartung<br />

Vergleicht man aktuelle Fernwartungssysteme,<br />

ergeben sich diverse<br />

Gemeinsamkeiten, und Unterschiede.<br />

So sollten auf jeden Fall sichere<br />

Verbindungen genutzt werden. Das<br />

betrifft sowohl die infrage kommenden<br />

Protokolle wie Simple Network<br />

Management Protocol (SNMP) und<br />

Intelligent Platform Management<br />

Interface (IPMI). Letzteres wird<br />

mehr und mehr von Redfish abgelöst,<br />

das Web-Techniken wie JSON<br />

als Datenformat HTTPS für die Datenübertragung<br />

und mehr unterstützt.<br />

Zudem gibt es unterschiedliche<br />

kryptografischen Verfahren,<br />

die u. a. auf dem AES-256-Standard<br />

basieren, mit denen Daten<br />

und Verbindungswege verschlüsselt<br />

werden. Darüber hinaus werden in<br />

OT-Infrastrukturen anstatt erprobter<br />

Standards wie TCP/IP oder IPsec<br />

immer noch proprietäre Protokolle<br />

genutzt. Das birgt unter anderem in<br />

OT-Netzwerken diverse Gefahren,<br />

wie zahlreiche Cyberattacken der<br />

Malware-Varianten Ekans, Triton<br />

und Industroyer belegen. So brachte<br />

beispielsweise Industroyer die Energieversorgung<br />

der ukrainischen<br />

Hauptstadt Klev 2016 vollständig<br />

zum Erliegen.<br />

OT braucht<br />

weitere Funktionen<br />

OT-Fernwartung muss zudem<br />

noch weitere Funktionen bereitstellen,<br />

die bei der reinen IT-Fernwartung<br />

keine Rolle spielen, wie beispielsweise<br />

den Zugriff auf das ICS<br />

(Industrielles Steuerungs system), um<br />

damit ein Anlaufen bzw. ein Stoppen<br />

von Anlagen sicherzustellen und so<br />

Personen oder Sachschäden zu<br />

verhindern. Aber auch die Integrität<br />

der anfallenden Daten und das<br />

Beschränken der erforderlichen<br />

Kommunikationswege sollte das<br />

Fernwartungs system bereitstellen.<br />

Basis-Anforderungen<br />

an die Fernwartung<br />

Für ein Mindestmaß an Sicherheit<br />

müssen Fernwartungszugänge<br />

laut BSI bestimmte Anforderungen<br />

erfüllen. Dazu gehört zum Beispiel<br />

die Auswahl der infrage kommenden<br />

Systeme, die ausschließlich von<br />

außen ferngewartet werden dürfen.<br />

Aber auch ein Minimum an benötigten<br />

Zugängen und Kommunikations-<br />

OT-Fernwartung muss beispielsweise ein sicheres Anlaufen bzw. ein Stoppen<br />

von Anlagen regeln, um Personen oder Sachschäden zu verhindern.<br />

© bigstockphoto.com / Freshpixel<br />

58 <strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong>


Software<br />

Die Software-basierte Fernwartung kennzeichnet sich durch integrierte<br />

Betriebs- und Monitoring-Funktionen aus.<br />

© bigstockphoto.com / ShamimHR<br />

wegen gehört zu den Basisanforderungen<br />

an die Fernwartung im<br />

OT- und IT-Umfeld. Ebenfalls sollte<br />

eine zuverlässige Verschlüsselung<br />

wie AES-256 zum Einsatz kommen.<br />

Empfohlene Anforderungen<br />

Neben diesen Basisanforderungen<br />

sollten weitere Standard-<br />

Bedingungen erfüllt werden, was<br />

die Fernwartung betrifft. Dazu zählt<br />

beispielsweise eine Ende-zu-Ende-<br />

Verschlüsselung, die auf eine möglichst<br />

geringe Zahl an Fernwartungsverbindungen<br />

angewandt wird. Aber<br />

auch allgemein gültige Richt linien<br />

sollten definiert und beschrieben<br />

werden, mit denen sich Rollen,<br />

Zuständigkeiten und Verantwortlichkeiten<br />

definieren lassen. Hinzu<br />

kommt der Einsatz kryptografisch<br />

verschlüsselter Protokolle. Für noch<br />

mehr Sicherheit empfiehlt sich der<br />

Einsatz von sogenannten MFA-<br />

Verfahren, die häufig auf dem Einsatz<br />

von Hardware-Token basieren.<br />

Hierbei sorgt ein USB-Schlüssel<br />

beispielsweise für den kennwortlosen<br />

Zugriff auf besonders<br />

schützenswerte Anwenderkonten.<br />

Wichtig ist obendrein ein Notfallplan,<br />

der die notwendigen Schritte<br />

im Störungsfall beschreibt. Darin<br />

wird unter anderem beschrieben,<br />

wie auf einen möglichen Malware-<br />

Angriff reagiert werden soll. Hierfür<br />

werden personelle Zuständigkeiten<br />

definiert, die Art und Weise<br />

der Systemwiederherstellung, und<br />

vieles mehr.<br />

Anforderungen<br />

bei erhöhtem Schutzbedarf<br />

Speziell bei Betreibern von kritischen<br />

Infrastrukturen (KRITIS)<br />

– wie zum Beispiel Wasser- und<br />

Stromversorgungsunternehmen –<br />

ergibt sich aufgrund ihrer gesellschaftlichen<br />

Bedeutung ein erhöhter<br />

Schutzbedarf, woraus sich im Bezug<br />

auf das erforderliche Fernwartungssystem<br />

unter anderem folgende<br />

Aspekte ergeben:<br />

• Der Funktionsumfang des OT-<br />

Fernwartungssystems sollte an<br />

die Administration von IT-Systemen<br />

angepasst werden.<br />

• Es sollten möglichst nur solche<br />

Fernwartungssysteme eingesetzt<br />

werden, mit denen sich ITund<br />

OT-Clients verwalten lassen.<br />

• Redundante Kommunikationsverbindungen<br />

sollten für eine<br />

möglichst hohe Ausfallsicherheit<br />

sorgen.<br />

Zwei Arten der Fernwartung<br />

Bei der Fernwartung von industriellen<br />

IT- und OT-Systemen wird in<br />

zweierlei Ansätzen unterschieden:<br />

Hardware- und Software-basiert.<br />

Beide Methoden haben ihre Vorund<br />

Nachteile.<br />

Die Software-basierte Fernwartung<br />

kennzeichnet sich vor allem<br />

durch den schnellen Einsatz, durch<br />

integrierte Betriebs- und Monitoring-<br />

Funktionen sowie günstige Lizenzkosten<br />

aus. Auf den ersten Blick<br />

bieten sich Online-Fernwartungslösungen<br />

an, die über eine Internetverbindung<br />

zustande kommen.<br />

Oftmals mangelhaft geschützte OT-<br />

Systeme, die über eine externe Verbindung<br />

ferngewartet werden, widersprechen<br />

sich. Abgeschlossene OT-<br />

Infrastrukturen, sollten auch mit Fernwartungssoftware<br />

verwaltet werden,<br />

die keine externen Zugänge benötigen<br />

um zu funktionieren. Deshalb<br />

empfiehlt das Grundschutz-Kompendium<br />

diese Art der Fernwartung<br />

möglichst selten einzusetzen.<br />

Hardware-basierte<br />

Lösungen<br />

Auf der anderen Seite stehen dedizierte,<br />

hardware-basierte Fernwartungslösungen<br />

zur Auswahl. Die<br />

Vor- und Nachteile liegen hierbei<br />

auf der Hand. Zum einen arbeiten<br />

diese Lösungen sehr zuverlässig<br />

und weisen einen hohen Sicherheitsgrad<br />

auf. Zum anderen sind<br />

die Anschaffungskosten recht hoch,<br />

außerdem erfordert das Einrichten<br />

geschultes Personal.<br />

Organisatorische<br />

Überlegungen<br />

bei der Fernwartung<br />

Der sichere Fernzugriff auf IT- und<br />

OT-Systeme ist nicht nur mit technischen,<br />

sondern auch mit organisatorischen<br />

Anforderungen eng<br />

verknüpft. Dazu gehört neben der<br />

bereits erwähnten Risikoanalyse<br />

ein minimales Implementieren von<br />

Fernzugriffsmöglichkeiten, exakt definierte<br />

Prozesse und Abläufe, klar<br />

geregelte Zeitfenster von Remote-<br />

Zugängen sowie das regelmäßige<br />

Verwalten und Auswerten von Protokolldaten.<br />

Die Umsetzung<br />

So funktioniert die Fernwartung<br />

von IT- und OT-Systemen gleichermaßen:<br />

Wie praktisch wäre es, wenn<br />

sich IT- und OT-Systeme mit ein und<br />

demselben Tool wie beispielsweise<br />

dem NetSupport Manager (siehe<br />

Kasten) aus der Ferne verwalten<br />

ließen, und das mit den vom BSI<br />

geforderten Sicherheitsstandards.<br />

Damit könnte man sowohl IT-Endgeräte<br />

als auch Maschinen und Steuerungseinheiten<br />

im Fertigungsumfeld<br />

mit nur einer einzigen, zentralen<br />

Software fernwarten.<br />

Das funktioniert im günstigsten<br />

Fall über sämtliche Transportmedien<br />

hinweg (also via LAN, WLAN<br />

und das Internet), und zwar auf Basis<br />

bekannter Protokolle wie TCP/IP<br />

und HTTPS. Darüber hinaus lassen<br />

sich mit solch einem Werkzeug alle<br />

verfügbaren Endgeräte gleichermaßen<br />

und gleichzeitig verwalten, die<br />

sich damit obendrein inventarisieren<br />

lassen. So besteht zudem jederzeit<br />

ein Überblick über alle vorhandenen<br />

Gerätschaften.<br />

Fazit<br />

IT- und OT-Infrastrukturen können<br />

aus der Ferne gewartet und<br />

verwaltet werden - mit nur einem<br />

Tool. Das Bundesamt der Sicherheit<br />

in der Informationstechnik<br />

legt hohe Standards an, was die<br />

Sicherheitsanforderungen an<br />

die notwendigen Fernwartungslösungen<br />

im IT- und OT-Umfeld<br />

betreffen. Das schließt die zum Einsatz<br />

kommenden Hardware- und<br />

Software-Komponenten genauso<br />

ein wie die Verschlüsselungsmechanismen,<br />

die die Verbindungswege<br />

und die Daten schützen sollen.<br />

Darüber hinaus sollte penibel<br />

genau auf die Basis- und Standardanforderungen<br />

sowie auf die<br />

Bedingungen bei einem erhöhten<br />

Schutzbedarf geachtet werden.<br />

Und dies alles im Verbund mit der<br />

passenden Hardware- oder Software-Lösung,<br />

mit der sich idealerweise<br />

IT- und OT-Systeme aus der<br />

Ferne verwalten und überwachen<br />

lassen. ◄<br />

NetSupport Manager<br />

Mit dem NetSupport Manager<br />

lassen sich über mehrere<br />

Standorte verteilte Netzwerke<br />

genauso fernwarten<br />

wie heterogene Systemumgebungen.<br />

Dies geschieht<br />

ganz bequem mithilfe mobiler<br />

Endgeräte wie Smartphone<br />

oder Tablet. Betriebssystemseitig<br />

beherrscht das Tool die<br />

ganze Bandbreite an aktuellen<br />

Plattformen, also Windows,<br />

macOS, Linux, iOS, Android<br />

und Google Chrome.<br />

Das Besondere an NetSupport<br />

Manager ist dessen ausschließliche<br />

Installation im eigenen<br />

Rechenzentrum, sodass<br />

die Kontrolle vollständig beim<br />

Unternehmen bleibt. Hinzu<br />

kommt eine verschlüsselte Datenübertragung,<br />

für ein Höchstmaß<br />

an Sicherheit. Dafür sorgt<br />

auch der Kennwortschutz sowie<br />

die mögliche Integration, NT-<br />

Security und Active Directory.<br />

Obendrein unterstützt NetSupport<br />

Manager Smartcards zur<br />

sicheren Authentifizierung.<br />

Praktischerweise ist zu Trainingszwecken<br />

die Online-Schulungs-<br />

und Präsentationskomponente<br />

NetSupport School<br />

integriert. Das erleichtert den<br />

Einstieg in die Fernwartungssoftware<br />

deutlich.<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong> 59


Software<br />

Schneller von der ersten Idee<br />

zum fertigen Produkt<br />

Wie sich Workflows durch Produktkonfiguratoren profitabler gestalten und alle Prozessschritte kombinieren<br />

lassen.<br />

Time-to-Market und Idea-to-Cash<br />

sind gängige Indikatoren, mit denen<br />

Industrieunternehmen die Zeit von<br />

der Produktentwicklung bis zur<br />

Marktreife messen. Viele stoßen<br />

sich daran, dass durch unnötig komplizierte<br />

Abläufe oftmals mehr Zeit<br />

und Geld aufgewendet werden müssen<br />

als nötig. Die Ursache: Einzelne<br />

Abteilungen im Unternehmen nehmen<br />

die Bildung von Datensilos in<br />

Kauf, indem sie ihre Daten an unterschiedlichen,<br />

teilweise lokalen Speicherorten<br />

ablegen. Sobald Kollegen<br />

aus einer anderen Abteilung für spezifische<br />

Informationen darauf zugreifen<br />

müssen, werden zusätzliche Kommunikationsschritte<br />

erforderlich und<br />

ziehen die Produktionszeit unweigerlich<br />

in die Länge. Ein Überblick verdeutlicht,<br />

wie sich mithilfe von Suiteund<br />

Kombinationslösungen Abhilfe<br />

Autor:<br />

Falk von Rötel<br />

Director Innovations Prototyping<br />

Revalize<br />

www.revalizesoftware.com<br />

in Form eines digitalen Data Backbone<br />

aus Informationen schaffen<br />

lässt, auf die jede Abteilung zugreifen<br />

kann.<br />

Einzellösungen<br />

bilden für viele Entscheidungsträger<br />

in der Fertigungsindustrie<br />

nach wie vor das Mittel der Wahl,<br />

um bestimmte Funktionsbereiche<br />

wie beispielsweise das Angebotsmanagement<br />

zu digitalisieren.<br />

Allerdings zieht das die Problematik<br />

geschlossener Datensilos nach<br />

sich. Dass es derweil bereits Alternativen<br />

zu spezialisierten Softwarelösungen<br />

gibt, die Datensilos auflösen<br />

können, ist den meisten Entscheidungsträgern<br />

nicht bewusst.<br />

Als überaus effektives Mittel, um<br />

die gesamte Produktion in puncto<br />

Zeit- und Kostenaufwand effizienter<br />

aufzustellen, bewähren sich<br />

immer öfter die Kombination mehrerer<br />

Lösungen in einem System.<br />

Beschleunigte Prozesse<br />

sichern Profitabilität<br />

Kombinierte Lösungen nehmen<br />

den Prozess von der Entwicklung<br />

bis zur Marktreife als Ganzes in<br />

den Blick. Sie ermöglichen einen<br />

schnellen und komfortablen Zugriff<br />

auf Daten, auf die mehrere Abteilungen<br />

und prozesswichtige Systemapplikationen<br />

angewiesen sind.<br />

Idealerweise deckt eine Kombinationslösung<br />

sämtliche Schritte von<br />

der Angebotserstellung bis hin zur<br />

Rechnungsstellung ab und speichert<br />

die Daten im Product Data<br />

Backbone. Der Ansatz verringert<br />

nicht nur den Aufwand bei Neuentwicklungen,<br />

sondern beschleunigt<br />

auch das Prozedere, wenn Änderungen<br />

an bestehenden Produkten<br />

umgesetzt werden sollen.<br />

Configure, Price, Quote<br />

und Engineering<br />

Mehrwert bieten vor allem ein<br />

CPQ- (Configure, Price und Quote)<br />

oder besser noch CPQE-Element<br />

(Configure, Price, Quote und Engineering),<br />

das einen automatisierten<br />

Produktkonfigurator in den Prozess<br />

integriert. Klarer Vorteil: Bereits mit<br />

der Kundenanfrage werden relevante<br />

Informationen an die beteiligten<br />

Abteilungen im Unternehmen<br />

weitergeleitet. Eine CPQE-Lösung<br />

zeichnet sich dadurch aus, dass auch<br />

das CAD-System der Konstruktionsabteilung<br />

an den Produktkonfigurator<br />

angebunden ist. Mithilfe<br />

der CAD-Automation, durch die die<br />

Daten direkt in die Konstruktionsabteilung<br />

gelangen, können Angebote<br />

für Standardkonfigurationen<br />

erheblich schneller erstellt werden.<br />

Zugleich lassen sich individuelle<br />

Anforderungen an ein Produkt<br />

effizienter umsetzen. Daten aus dem<br />

CAD-System bilden die Basis, um<br />

bereits während der Konfiguration<br />

ein 3D-Modell des Endprodukts zu<br />

visualisieren. Als weiterer Vorteil<br />

punkten CPQE-Systeme mit der<br />

Option, sämtliche Konfigurationen<br />

unmittelbar nach Auftragseingang an<br />

das angeschlossene ERP- System<br />

(Enterprise Resource Planning) zu<br />

übermitteln und den Mitarbeitern<br />

abteilungsübergreifend die Informationen<br />

zur Verfügung zu stellen.<br />

Optimierte Customer<br />

Experience und Usability<br />

Automatisierung ist eine Schlüsseleigenschaft,<br />

mit der CPQE-Systeme<br />

60 <strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong>


Software<br />

die gesamte Prozesskette vom Vertrieb<br />

über die Produktion bis hin<br />

zum Versand der Artikel prägen –<br />

mit allen betriebswirtschaftlichen<br />

Vorteilen, die sich für Unternehmen<br />

daraus ergeben. Beispielsweise<br />

werden Mitarbeiter von Routinetätigkeiten<br />

ent lastet und können<br />

die gewonnene Zeit für anspruchsvollere<br />

Aufgaben nutzen, sei es,<br />

um saisonale Auftragsspitzen zu<br />

bewältigen oder um mehr rentable<br />

Aufträge aus eintreffenden Anfragen<br />

zu generieren.<br />

Kundenfragen etwa zu den Kosten<br />

oder zur Lieferzeit können mithilfe<br />

eines CPQE-Systems direkt im automatisch<br />

erstellten Angebot beantwortet<br />

werden – ein deutlicher Pluspunkt<br />

für die Kundenzufriedenheit<br />

und -bindung insbesondere jüngerer<br />

Kaufinteressenten. Deren Erwartungshaltung<br />

ist dadurch geprägt,<br />

dass sie rasche Antworten auf ihre<br />

Anfragen bevorzugen und im Zweifel<br />

dem schnellsten Angebot den<br />

Zuschlag erteilen. Ausgehend von<br />

der Bereitschaft der Kunden, höhere<br />

Preise zu zahlen, wenn ein Auftrag<br />

schnell und nach individuellen Vorgaben<br />

ausgeführt wird, steigert eine<br />

moderne CPQE-Lösung die Einnahmen<br />

und rechnet sich bereits nach<br />

kurzer Zeit.<br />

Systematische<br />

Angebotsentwicklung<br />

Unternehmen profitieren auch<br />

bei der Bedarfsermittlung und<br />

Portfolioentwicklung vom Einsatz<br />

eines Produktkonfigurators. Ohne<br />

zusätzlichen Aufwand bieten die<br />

gesammelten Daten die Möglichkeit<br />

einer Analyse, welche Produktmerkmale<br />

stark nachgefragt<br />

werden und welche gar nicht.<br />

Anhand der gesammelten Informationen<br />

lässt sich leicht identifizieren,<br />

inwiefern ein Ausbau des<br />

Angebots sinnvoll ist.<br />

Darüber hinaus sind Produktionsbetriebe<br />

mit einem Konfigurator,<br />

der an eine Single Source of<br />

Truth angebunden ist, in der Lage,<br />

das gesamte Know-how rund um<br />

einen konkreten Artikel an zentraler<br />

Stelle zu bündeln. Selbst<br />

nachdem Mitarbeiter das Unternehmen<br />

verlassen haben, bleibt<br />

dieses wertvolle Wissen zu Produktdetails<br />

und -varianten erhalten<br />

und bei späterer Datensuche<br />

leicht auffindbar.<br />

Fazit<br />

Kombinierte Lösungen eröffnen<br />

sowohl finanzielle Vorteile als auch<br />

operativen und strategischen Mehrwert.<br />

Der Produktionsprozess wird<br />

beschleunigt, Zeit und Geld gespart<br />

und somit der Workflow insgesamt<br />

profitabler gestaltet. Denn durch<br />

die Integration von Lösungen wie<br />

zum Beispiel CPQE-Systeme steigern<br />

Unternehmen ihre Effizienz,<br />

senken den Kostendruck, optimieren<br />

die Zusammenarbeit verschiedener<br />

Abteilungen und agieren insgesamt<br />

flexibler – ideale Rahmenbedingungen,<br />

um den gewünschten<br />

Return on Investment in kürzerer<br />

Zeit zu erzielen und sich souverän<br />

dem Wettbewerb in einer zunehmend<br />

digitalisierten Geschäftswelt<br />

zu stellen. ◄<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong> 61


Condition Monitoring<br />

Condition Monitoring im Schaltschrank<br />

Condition Monitoring im Schaltschrank:<br />

Die erfassten Zustandsdaten erlauben<br />

vorausschauende Wartung und steigern so die<br />

Verfügbarkeit von Anlagen<br />

Der IM18-CCM60 erweitert Turcks Schaltschrankwächterfamilie um eine Plug-and-play-Lösung,<br />

die dank ihres maßgeschneiderten Betriebssystems siineos genauso einfach bedienbar ist,<br />

wie ein Smartphone<br />

Temperatur, Luftfeuchtigkeit, aber auch die<br />

Zutrittssicherheit von Schaltschränken spielen<br />

in vielen Maschinen- und Anlagenkonzepten<br />

eine wichtige Rolle. Trotzdem wurden diese Faktoren<br />

lange Zeit nicht systematisch überwacht<br />

und ausgewertet – zu komplex schienen die<br />

verfügbaren Condition-Monitoring-Lösungen.<br />

Inzwischen können kompakte Systeme alle relevanten<br />

einfach Daten erfassen und auswerten –<br />

und so für sichere Schaltschränke und erhöhte<br />

Verfügbarkeit sorgen.<br />

Effiziente Zustandsüberwachung<br />

Zustandsüberwachung oder Condition Monitoring<br />

war lange Zeit durch das bloße Sammeln<br />

von Daten und das Festlegen von Grenzwerten<br />

definiert. Für eine effiziente Zustandsüberwachung<br />

reicht diese Art der Informationsauswertung<br />

heute jedoch nicht mehr aus. Aus der<br />

reinen Darstellung der erfassten Messdaten lassen<br />

sich keine sinnvoll verwertbaren Erkenntnisse<br />

ziehen.<br />

Ob beispielsweise die gemessene Umgebungstemperatur<br />

von 45 °C in einem Schaltschrank<br />

noch akzeptabel ist, lässt sich ohne<br />

weiteres nicht beantworten. Vielmehr stellen<br />

sich die Fragen:<br />

• Wie oft wird dieser Grenzwert überschritten?<br />

• Wie verhalten sich andere Messgrößen im<br />

gleichen Zeitraum?<br />

• Sind äußere Einflüsse wie etwa das Wetter<br />

oder häufiges Öffnen des Schaltschranks<br />

zu berücksichtigen?<br />

• Wie werden die gesammelten Daten weiterverarbeitet?<br />

Und die Visualisierung in einem Dashboard<br />

sieht zwar schick aus, bringt aber kaum einen<br />

Mehrwert, da die angezeigten Alarme und Kurven<br />

wiederum interpretiert werden müssen.<br />

Die Herausforderung besteht also darin, die<br />

gesammelten Sensorinformationen in verwertbares<br />

Wissen umzuwandeln.<br />

Die Aufgabe von Herstellern wie Turck ist es<br />

nun, das Expertenwissen der Anwender mit<br />

eigenen Werkzeugen abzubilden und ein zuverlässiges<br />

System anzubieten, das Anwender in<br />

die Lage versetzt, eine Maschine, Anlage oder<br />

einen Schaltschrank effizient und ohne ungeplante<br />

Ausfallzeiten zu betreiben. Je nach Aufgabe<br />

können dazu auch komplexe Lösungen<br />

erforderlich sein, die sich heute teilweise bereits<br />

auf KI-Technologien stützen.<br />

Autor:<br />

Klaus Ebinger<br />

Leiter Produktmanagement Interfacetechnik<br />

Hans Turck GmbH & Co.<br />

www.turck.com<br />

Das speziell für Turcks Plattform entwickelte siineos-Betriebssystem garantiert einfache<br />

Bedien barkeit und maximale Performance. Die grafische Darstellung der Messkurven gibt Anwendern<br />

einen schnellen Überblick.<br />

62 <strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong>


Condition Monitoring<br />

Komplexität reduzieren<br />

durch Fokussierung<br />

Diese Komplexität lässt sich reduzieren, wenn<br />

Condition Monitoring mit einem eher schlanken<br />

Ansatz in einem klar definierten Anwendungsbereich<br />

realisiert wird, wie etwa beim Schaltschrank.<br />

Was auf den ersten Blick unspektakulär<br />

klingt, hat mittlerweile eine zentrale Bedeutung.<br />

Im Zuge der Modularisierung von Maschinen<br />

und Anlagen rückt der Schaltschrank mit seiner<br />

Hauptaufgabe, nämlich dem Schutz der installierten<br />

Komponenten, immer mehr in den Fokus.<br />

Aktuellen Zustand anzeigen<br />

Hitze, Feuchtigkeit, Vibration, korrosive Umgebung<br />

– all diese Einflüsse wirken sich im Laufe<br />

der Zeit auf die Lebensdauer des Schaltschranks<br />

selbst und auf die darin installierten Komponenten<br />

aus. Die Aufgabe eines Schaltschrank-Überwachungssystems<br />

ist es, relevante Parameter<br />

zu erfassen, ihre Kritikalität zu bewerten und<br />

den Anwender über den Status der Schutzwirkung<br />

und den aktuellen Zustand der eingebauten<br />

Geräte zu informieren. Mit diesen Informationen<br />

können Anwender die notwendigen Maßnahmen<br />

ergreifen, um einen ungeplanten Ausfall<br />

von Maschinen und Anlagen zu verhindern.<br />

Skalierbarkeit ist Trumpf: Einfache<br />

Kompaktsysteme sollten sowohl stand-alone als<br />

auch in größeren IT-Netzen funktionieren<br />

Hindernisse bei der<br />

Schaltschranküberwachung<br />

Obwohl die Überwachung des Zustands eines<br />

Schaltschranks ein lohnendes Ziel wäre, ist das<br />

Problembewusstsein oft nicht ausgeprägt. Es<br />

wird akzeptiert, dass zum Beispiel eine SPS<br />

nach zwei Jahren Betrieb ausfällt und ersetzt<br />

werden muss. Sobald aber ein Problem erkannt<br />

wird, machen sich die Techniker unter uns sofort<br />

an die Lösung, in vielen Fällen ohne weitere<br />

Analyse. Das kann funktionieren – etwa durch<br />

den Einbau einer Klimaanlage in einen Schaltschrank.<br />

Manchmal schießt man aber über das<br />

Ziel hinaus, verursacht Kosten und erreicht keine<br />

nachhaltige Verbesserung. Viele Anwender geben<br />

an dieser Stelle auf oder scheuen die Investition<br />

in weitere Kosten und Anstrengungen.<br />

Nahtlose Verbindung zwischen OT und IT: Der IM18-CCM ermöglicht den Anschluss externer Sensoren<br />

und leitet Messwerte über Ethernet in übergeordnete Systeme<br />

Suche nach dem passgenauen Tool<br />

Geht der Nutzer dennoch einen Schritt weiter,<br />

wird er bei der Recherche mit einer Vielzahl von<br />

Analysetools verschiedener Anbieter konfrontiert:<br />

Hardware-Lösungen, Software-Lösungen,<br />

Cloud-Lösungen etc. Die Herausforderung in<br />

dieser Phase ist die Entscheidung für das passgenaue<br />

Tool. Auch da gibt es einige Fallstricke:<br />

Wenn die Lösung sehr einfach ist, kann sie nicht<br />

für spätere Erweiterungen skaliert werden. Entscheidet<br />

sich der Anwender für eine umfassende<br />

Lösung, ist die in der Regel sehr komplex und<br />

kostenintensiv zu implementieren. Daher stellen<br />

sich oft die Fragen, ob sich eine Investition<br />

lohnt und die Verfügbarkeit der Maschine oder<br />

Anlage erhöht. Der nächste Optimierungsschritt<br />

besteht darin, eine maßgeschneiderte Lösung<br />

zu wählen, die auch bei späterer Nutzung leicht<br />

skaliert werden kann.<br />

Kompakte All-in-one- Lösung<br />

schafft Abhilfe<br />

Turck hat jetzt mit dem IM18-CCM60 eine solche<br />

Lösung vorgestellt, die in enger Kooperation<br />

mit einem Experten in Sachen Condition Monitoring<br />

entstanden ist. Das Chemnitzer Unternehmen<br />

inhub hat dazu das Linux-basierte Betriebssystem<br />

siineos entwickelt, das aus den Anforderungen<br />

des Conditon Monitoring entstanden ist.<br />

Die einfache Bedienung stand immer an erster<br />

Stelle im Pflichtenheft. Programmierkenntnisse<br />

sind beim Anwender nicht erforderlich, die Konfiguration<br />

des Systems gelingt über ein komfortables<br />

Webinterface. Der Kern des Betriebssystems<br />

kann mit zusätzlichen Apps erweitert<br />

werden, beispielsweise der Datenanalyse- und<br />

Dashboard-Lösung Grafana. Diese Funktionen<br />

sind bei Auslieferung bereits auf dem System installiert<br />

und können ohne externe Internet- oder<br />

Cloud-Anbindung genutzt werden. Gerade für<br />

die ersten Proof-of-Concepts ist dies ein nicht<br />

Link zum Expert-Talk-Video<br />

DE: https://youtu.be/dZexuQY7keM<br />

EN: https://youtu.be/UO23-DZGbLk<br />

zu unterschätzender Vorteil. Für spätere Skalierungen<br />

stehen zusätzlich eine OPC-UA-<br />

Schnittstelle und weitere Cloud-Konnektoren<br />

zur Auswahl.<br />

Der Ablauf<br />

Sensoren für Temperatur, Feuchte und Abstand<br />

erfassen nach dem Einschalten des Gerätes<br />

kontinuierlich Messwerte und speichern diese<br />

in einer Datenbank auf dem Gerät. Die Messwerte<br />

können angepasst, gefiltert, auf Grenzwerte<br />

überwacht und in einem konfigurierbaren<br />

Dashboard übersichtlich dargestellt werden. Für<br />

all diese Funktionen werden keine zusätzlichen<br />

Softwarepakete oder Cloud-Zugänge benötigt.<br />

Einmal eingerichtet, sammelt das Gerät alle<br />

Daten und Anwender können über USB, Ethernet,<br />

Wifi oder Mobilfunk auf die Daten zugreifen,<br />

falls erforderlich. Sollte sich der Standort<br />

als ungeeignet erweisen, kann das Gerät problemlos<br />

an einem anderen Ort installiert werden.<br />

Weitere Datenquellen ergänzen<br />

Wenn erforderlich, können weitere Datenquellen<br />

über Schnittstellen wie Modbus, CAN<br />

oder OPC-UA erschlossen und in die Analyse<br />

einbezogen werden. Ist ein geeignetes Setup<br />

gefunden, um ein optimales Condition-Monitoring-Konzept<br />

zu realisieren, können im nächsten<br />

Schritt die Informationen an ein übergeordnetes<br />

System übergeben werden. So lassen<br />

sich auch mehrere Schaltschränke in ein<br />

Konzept integrieren, das vom einfachen Proofof-Concept<br />

zu einer umfassenden Condition-<br />

Monitoring-Lösung skalierbar ist, auf Wunsch<br />

inklusive Cloud-Anbindung.<br />

Fazit<br />

Mit der neuen Lösung sind viele Anwendungen<br />

in der Schaltschranküberwachung einfacher zu<br />

handhaben und die Ergebnisse sehr schnell<br />

nutzbar, auch durch die nahtlose Integration in<br />

die bestehende IT-Infrastruktur.<br />

Eine frei konfigurierbare Firewall für den<br />

Datenverkehr (Input und Output), Port-Forwarding<br />

und ein bereits vorinstallierter OpenVPN-<br />

Client runden das Angebot auf der IT-Sicherheitsseite<br />

ab. ◄<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong> 63


Cybersecurity<br />

Cybersicherheit:<br />

Neue Herausforderungen, neue Bedürfnisse<br />

Kritische Infrastrukturen sind<br />

ebenso wie andere Anlagen in der<br />

OT-Branche (Betriebstechnologie)<br />

anfällig für Malware und andere IT-<br />

Sicherheitsrisiken. Wie der Stuxnet-<br />

Wurm, der auf die SCADA- und SPS-<br />

Systeme eines großen Atomprogramms<br />

im Nahen Osten abzielte,<br />

zeigt, ist keine Anlage vor Angriffen<br />

oder Ausfällen durch Cyberbedrohungen<br />

gefeit.<br />

übersetzt von<br />

Marianne Ruskowski<br />

systerra computer Systeme<br />

www.systerra.de<br />

Moxa Inc.<br />

www.moxa-europe.com<br />

Wenn kritische Infrastrukturen<br />

betroffen sind, steht sogar noch<br />

mehr auf dem Spiel, bis hin zur<br />

nationalen Sicherheit. Aus diesem<br />

Grund muss die Netzwerksicherheit<br />

im OT-Bereich und die betriebliche<br />

Sicherheit heute immer einen<br />

Schritt voraus sein, um kritische<br />

Infrastrukturen vor neuen und sich<br />

ständig weiterentwickelnden Bedrohungen<br />

zu schützen.<br />

In den letzten Jahren hat nicht nur<br />

die Zahl der Malware-Angriffe und<br />

anderer Sicherheitsvorfälle zugenommen,<br />

sondern die Cyberbedrohungen<br />

betreffen auch immer mehr<br />

verschiedene Industriesektoren,<br />

darunter wichtige Infrastrukturen wie<br />

die Energie-, Wasser- und Gesundheitsindustrie.<br />

Eine weitere besorgniserregende<br />

Beobachtung ist, dass<br />

die gleichen Arten von Cyberangriffen<br />

in verschiedenen Branchen eingesetzt<br />

werden. Daher müssen die heutigen<br />

OT-Cybersicherheitslösungen<br />

vielseitig sein und den Sicherheitsanforderungen<br />

verschiedener Branchen<br />

gerecht werden.<br />

Warum die ideale<br />

OT-Cybersicherheitsplattform<br />

flexibel sein muss<br />

Da die branchenspezifischen OT-<br />

Bereiche komplexe und stark angepasste<br />

Konfigurationen an verschiedenen<br />

Kontrollpunkten und Geräten<br />

erfordern, ist die Sicherheit anfällig<br />

für menschliches Versagen, was<br />

zu Schwachstellen führen kann die<br />

leicht übersehen werden. Um diese<br />

Verwundbarkeit zu beheben, ermöglicht<br />

eine zentrale Netzwerkmanagement-Plattform<br />

eine einfachere<br />

Bereitstellung und Flexibilität<br />

bei der Übertragung von Befugnissen.<br />

Bestimmten Zonen oder<br />

Funktionen können unterschiedliche<br />

Verwaltungsberechtigungen zugewiesen<br />

werden, wodurch mögliche<br />

menschliche Fehler reduziert werden.<br />

Die zentrale Kontrollplattform<br />

bietet auch einen besseren Zugang<br />

zu Daten über den Netzwerkverkehr<br />

für Analysen.<br />

IPS-<br />

Cybersicherheitsplattform<br />

Warum ist eine IPS-Cybersicherheitsplattform<br />

ein integraler<br />

Bestandteil einer ganzheitlichen<br />

OT-Netzwerkverteidigungslösung?<br />

OT-Experten sind sich einig, dass<br />

die Anwendung von Sicherheits-<br />

Patches wichtig ist. Viele ältere<br />

Software und Geräte unterstützen<br />

jedoch keine neuen Patches, was<br />

bei OT-Anwendungen schnell zu<br />

einer Gefahr für die Cybersicherheit<br />

werden kann. In der Tat ist es<br />

nicht einfach, Geräte im industriellen<br />

Bereich zu aktualisieren. Diese<br />

Schwachstellen können mit industriellen<br />

Intrusion Prevention Systemen<br />

(IPS) behoben werden (Bild 1).<br />

Virtuelles Patching<br />

IPS sind in der Lage, virtuelles Patching<br />

durchzuführen, um anfällige<br />

Anlagen zu schützen, und überwachen<br />

die Netzwerkumgebung, schützen<br />

OT-Geräte und liefern Sicherheits-Patches<br />

rechtzeitig, ohne den<br />

Betrieb zu unterbrechen (Bild 2).<br />

Proaktiv handeln<br />

IPS kann proaktiv verdächtige<br />

Aktivitäten und bekannte Angriffsmuster<br />

im Netzwerkverkehr erkennen<br />

(Bild 3). Sobald eine böswillige<br />

Aktivität erkannt wird, verwirft das<br />

IPS das Paket und blockiert den<br />

Datenverkehr von der IP-Adresse<br />

des Angreifers, während der legitime<br />

Datenverkehr weiterhin durchgelassen<br />

wird. Die Erkennung in<br />

Echtzeit stoppt externe Angriffe,<br />

bevor sie anfällige Systeme wie<br />

SCADA-Systeme oder SPS erreichen<br />

können. Eine IPS-Cybersicherheitsplattform<br />

wurde speziell<br />

für die besonderen Anforderungen<br />

von OT-Systemen entwickelt<br />

und bietet robuste und zuverlässige<br />

Funktionen, die die Fehlersuche und<br />

die Bedenken bei der Bereitstellung<br />

und Aufrechterhaltung eines ganzheitlichen<br />

Schutzes gegen Cyberbedrohungen<br />

beseitigen. ◄<br />

64 <strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong>


Bild 1: Industrielles IPS sichert den Datenverkehr in industriellen Netzwerken<br />

Bild 2: Virtuelles Patching über IPS verhindert die Ausbreitung von Malware. Links: Zustand ohne IPS<br />

Bild 3: Ein Industrielles IPS blockiert den schädlichen Datenverkehr vom Netzwerk zu Edge-Geräten © Moxa Inc.<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong> 65


Cybersecurity<br />

EU-Vorgaben zur Cybersicherheit<br />

Würde man den Grad der Cybersicherheit<br />

aller vernetzten Automatisierungsanwendungen<br />

mit Ampelfarben<br />

klassifizieren, hätte man sehr<br />

viel Rot, etwas Gelb und sehr wenig<br />

Grün. Das sollte sich aus Sicht der<br />

Betreiber, aber auch der Anbieter,<br />

möglichst umgehend ändern. Den<br />

einen drohen Bußgelder, den anderen<br />

Nachteile hinsichtlich der Wettbewerbsfähigkeit.<br />

Einige neuere EU-Regularien, die<br />

in 2022 und 2023 veröffentlicht wurden<br />

und nun in den einzelnen Mitgliedsländern<br />

in nationales Recht<br />

umgesetzt werden, verschaffen der<br />

Cybersicherheit besonders in der<br />

Automatisierung eine völlig neue<br />

Bedeutung. Zu diesen Regelwerken<br />

zählen die EU-NIS-2-Direktive<br />

zur Netzwerk- und Informationssicherheit<br />

(EU-Richtlinie 2022/2555)<br />

zusammen mit der Resilienz-Richtlinie<br />

2022/2557, die EU-Maschinenverordnung<br />

2023/1230 sowie<br />

die Entwürfe zum EU-Cyber Resilience<br />

Act (CRA). Aber auch der EU-<br />

Kommissionsentwurf für ein neues<br />

Produkthaftungsrecht gehört dazu,<br />

also das ProdHaftRL-E aus Dezember<br />

2022 (weitere Details: siehe den<br />

EU-Vorschlag für eine Richtlinie<br />

über die Haftung für fehlerhafte Produkte).<br />

Dadurch wird beispielsweise<br />

Software zum Produkt. Das dürfte<br />

einige gravierende Veränderungen<br />

für die vernetzten Steuerungen von<br />

Maschinen und Anlagen zur Folge<br />

haben. Aber auch KI-Implementierungen<br />

und 3D-CAD-Daten werden<br />

zukünftig in die Produkthaftung einbezogen.<br />

Man könnte auch noch<br />

den Entwurf der KI-Haftungsrichtlinie<br />

(KI-HaftRL-E) oder das neue<br />

Funkanlagenrecht (EU-Verordnung<br />

2022/30) einbeziehen. Schließlich<br />

sind Maschinen mit Bluetooth,<br />

WLAN, 4G oder 5G hinsichtlich der<br />

Cybersecurity auch von diesem EU-<br />

Regelwerk betroffen.<br />

NIS-2 als Startpunkt<br />

Der auf den ersten Blick beeindruckenden<br />

Verordnungsflut sollte<br />

man durch ein systematisches Vorgehen<br />

begegnen und zunächst einmal<br />

prüfen, inwieweit man durch die<br />

jeweilige Verordnung betroffen ist<br />

und ab wann das Regelwerk gilt. Die<br />

neue Maschinenverordnung ist zwar<br />

im Juli 2023 formal in Kraft getreten.<br />

Sie ist z. B. aber erst nach einer<br />

dreieinhalbjährigen Übergangszeit<br />

verbindlich anzuwenden. Beim CRA<br />

existiert ein Entwurf aus September<br />

2022. Er ist sehr weitreichend<br />

und betrifft praktisch alle Produkte<br />

mit digitalen Elementen, also auch<br />

die gesamte Konsumerelektronik.<br />

Wann und wie der CRA in den EU-<br />

Mitgliedsstaaten in nationales Recht<br />

umgesetzt wird, ist noch nicht vollständig<br />

geklärt. Sehr ähnlich sieht<br />

es beim ProdHaftRL-E aus. Hier<br />

gibt es wohl auch noch größeren<br />

Diskussionsbedarf, z. B. über die<br />

Schnittmengen zur EU-KI-Verordnung,<br />

den Umgang mit Beweismitteln,<br />

Sammelklagenaspekte durch<br />

den Wegfall des 500-Euro-Selbstbehalt<br />

usw.<br />

Befassen Sie sich<br />

mit der NIS-2-Direktive!<br />

Stand heute (Herbst 2023) sollten<br />

sich Managementverantwortliche<br />

in Organisationen mit Maschinen<br />

und Anlagen zunächst einmal mit<br />

der NIS-2-Direktive eingehender<br />

befassen. Sie richtet sich an die<br />

„wesentlichen“ und „wichtigen“<br />

Betreiber von Netzwerken und IT-<br />

Systemen in verschiedenen Marktsegmenten.<br />

Diese Vorgabe wird im<br />

Oktober <strong>2024</strong> EU-weit gesetzlich<br />

verpflichtend. Der entsprechende<br />

Referentenentwurf aus dem Bundesinnenministerium<br />

zur NIS-2-Umsetzung<br />

existiert unter dem Namen<br />

„NIS2UmsuCG“ seit Juli 2023 auch<br />

schon. Hier wurden nicht nur die<br />

Regeln einiger seit vielen Jahren<br />

existierender EU-Rechtsvorschriften<br />

(also die NIS-1-Richtlinie 2016/1148<br />

sowie die 910/2014 und 2018/1972)<br />

überarbeitet, sondern auch erhebliche<br />

Strafzahlungen für Gesetzesverstöße<br />

spezifiziert – ähnlich<br />

zur Datenschutzgrundverordnung,<br />

allerdings mit einer deutlichen Ausweitung<br />

der privaten Managerhaftung.<br />

Gleichzeitig wurde aber auch<br />

der Anwendungsbereich hinsichtlich<br />

der betroffenen Organisationen<br />

deutlich ausgedehnt. NIS-1<br />

umfasst ja praktisch nur die sogenannten<br />

„Sektoren mit hoher Kritikalität“,<br />

also im Wesentlichen die<br />

kritische Infrastruktur. Durch die<br />

neue NIS-2-Richtlinie werden nun<br />

zum Beispiel auch die Hersteller<br />

von elektrischer Ausrüstung und<br />

Autor<br />

Klaus-Dieter Walter<br />

CEO<br />

SSV Software Systems GmbH<br />

www.ssv-embedded.de<br />

Bild 1: IT-Anwendungen in produzierenden Unternehmen, die bis in das OT-Umfeld reichen, bieten zahlreiche<br />

Angriffsvektoren. Ein EMS-Dienstleister erhält z. B. per Cloud die CAD-Produktdaten der Kunden. Diese Daten<br />

durchlaufen verschiedene Instanzen an unterschiedlichen Orten. Dabei werden auch externe Teilfertigungsprozesse<br />

angestoßen. Häufig bleibt unklar, ob für die CAD-Daten die Quellenauthentizität, Datenintegrität und<br />

Vertraulichkeit 100%ig garantiert werden kann.<br />

66 <strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong>


Cybersecurity<br />

Geräten, Maschinen, PKWs usw. ab<br />

einer gewissen Betriebsgröße (50+<br />

Mitarbeiter und/oder 10+ Mio. Euro<br />

Umsatz) einbezogen. Sie werden in<br />

der Richtlinie als „sonstige kritische<br />

Sektoren“ bezeichnet. Schätzungen<br />

gehen davon aus, dass im Vergleich<br />

zu NIS-1 allein in Deutschland ca.<br />

29.000 Unternehmen zusätzlich<br />

unter die neuen gesetzlichen Vorgaben<br />

zur Netzwerk- und Informationssicherheit<br />

fallen. Ungefähr 80 %<br />

dieser neu Betroffenen wissen zurzeit<br />

allerdings vermutlich noch nicht<br />

einmal, dass die NIS-2-Vorgaben<br />

auf sie zutreffen.<br />

Mindestanforderungen<br />

des Artikel 21<br />

Die deutschsprachige Übersetzung<br />

der NIS-2-EU-Verordnung besteht<br />

aus 46 Artikeln, sowie den Anhängen<br />

I bis III, von denen Anhang I<br />

und II in dreispaltigen Tabellen die<br />

jeweils betroffenen Organisationen<br />

spezifizieren (Sektor, Teilsektor, Art<br />

der Einrichtung). Das gesamte PDF<br />

umfasst insgesamt 73 Seiten (aus<br />

Sicht der betroffenen Organisationen<br />

sind die beiden Artikel 21 und<br />

23 von besonderer Bedeutung; siehe<br />

Link). Tabelle 1 liefert eine Übersicht<br />

der zu erfüllenden NIS-2-Mindestanforderungen<br />

für ein einheitliches<br />

Cybersicherheitsniveau. Damit will<br />

die EU erreichen, dass in den einzelnen<br />

Mitgliedstaaten wesentliche<br />

und wichtige Einrichtungen (essential<br />

and important entities) bzw. Organisationen<br />

mit Hilfe von technischen<br />

und organisatorischen Maßnahmen<br />

einen sicheren Betrieb ihrer<br />

operativ erforderlichen Netzwerkund<br />

Informationssysteme gewährleisten.<br />

Die Verordnung fordert des<br />

Weiteren geeignete Aktivitäten, um<br />

die Auswirkungen von Sicherheitsvorfällen<br />

in den betroffenen Organisationen<br />

möglichst gering zu halten<br />

und die Nutzer der Dienstleistungen<br />

und Produkte einer unter NIS-2 fallenden<br />

Einrichtung entsprechend zu<br />

unterstützen.<br />

Artikel 23<br />

Zusammen mit den Registrierungs-<br />

und Meldepflichten des Artikel<br />

23 wirken die Anforderungen auf<br />

den ersten Blick in Bezug auf lokale<br />

Netzwerke und IT-Systeme insgesamt<br />

umsetzbar. Durch die Forderung<br />

der „Operativen Kontinuität“ in<br />

der Tabelle 1 wird allerdings deutlich,<br />

dass sich die NIS-2-Vorgaben<br />

Übersicht der erforderlichen Mindestmaßnahmen zur Cybersicherheit<br />

gemäß Artikel 21 des EU-Amtsblatt 2022/2555.<br />

Anforderung<br />

Strategien zur Risikoanalyse<br />

Umgang mit<br />

Sicherheitsvorfällen<br />

Operative Kontinuität bzw.<br />

Geschäftskontinuität<br />

Lieferkettensicherheit<br />

Allgemeine<br />

Betriebsrichtlinien<br />

Bewertungs- und<br />

Messsystem<br />

Kontextbezogene<br />

Mitarbeiterschulung<br />

Kryptographierichtlinien<br />

Personal- und<br />

Anlagensicherheit<br />

Richtlinien zur<br />

Authentifizierung und<br />

sicheren Kommunikation<br />

nicht nur auf die Unternehmens-IT<br />

beziehen, sondern auch auf die vernetzten<br />

Maschinen und Anlagen in<br />

den Produktionsanlagen, ja sogar<br />

auf den einzelnen Schaltschrank mit<br />

einem Profinet- oder TSN-basierten<br />

Netzwerk zur Steuerung einer Verpackungsanlage<br />

sowie auf das Modbus-Netzwerk<br />

für das Gebäudemanagement;<br />

also auch auf alles, was<br />

man mittlerweile unter dem Oberbegriff<br />

„Operation Technology“ (OT)<br />

zusammenfasst.<br />

Grundlegende Aufgaben<br />

angehen<br />

In vielen Organisationen sind<br />

zunächst einmal grundlegende Aufgaben<br />

zu lösen, um NIS-2 umzusetzen.<br />

Es beginnt schon mit dem<br />

erforderlichen Expertenwissen,<br />

um einen Cyberangriff überhaupt<br />

zu erkennen und zieht sich wie<br />

ein roter Faden bis zu den Auswirkungen<br />

einer erfolgreichen Attacke<br />

durch das gesamte Thema. In der<br />

Kurzbeschreibung<br />

Konzepte in Bezug auf die Risikoanalyse und Sicherheit für<br />

Informationssysteme.<br />

Bewältigung von Sicherheitsvorfällen (Incident Handling).<br />

Aufrechterhaltung des Betriebs, wie Backup-Management und<br />

Wiederherstellung nach einem Notfall sowie ein geeignetes<br />

Krisenmanagement.<br />

Sicherheit der Lieferkette einschließlich sicherheitsbezogener Aspekte<br />

der Beziehungen zwischen den einzelnen Einrichtungen und ihren<br />

unmittelbaren Anbietern oder Diensteanbietern.<br />

Sicherheitsmaßnahmen bei Erwerb, Entwicklung und Wartung von Netzund<br />

Informationssystemen, einschließlich Management und Offenlegung<br />

von Schwachstellen.<br />

Konzepte und Verfahren zur Bewertung der Wirksamkeit von<br />

Risikomanagementmaßnahmen im Bereich der Cybersicherheit.<br />

Grundlegende Verfahren im Bereich der Cyberhygiene und Schulungen<br />

im Bereich der Cybersicherheit.<br />

Konzepte und Verfahren für den Einsatz von Kryptographie und<br />

gegebenenfalls Verschlüsselung.<br />

Sicherheit des Personals, Konzepte für die Zugriffskontrolle und das<br />

Anlagenmanagement.<br />

Verwendung von Lösungen zur Multi-Faktor-Authentifizierung<br />

oder kontinuierlichen Authentifizierung, gesicherte Sprach-,<br />

Video- und Textkommunikation sowie gegebenenfalls gesicherte<br />

Notfallkommunikationssysteme innerhalb der Einrichtung.<br />

Tabelle 1: Betroffene Unternehmen müssen diese Anforderungen plus einige zusätzliche Registrierungs- und<br />

Meldepflichten sowohl für IT- als OT-Netzwerke und Systeme in Zukunft erfüllen. Ansonsten sind erhebliche<br />

Bußgeldzahlungen möglich.<br />

IT-Welt könnte ein Angreifer beispielsweise<br />

den Datenbestand eines<br />

Unternehmens verschlüsseln, um<br />

einen Erpressungsversuch zu starten.<br />

Dass mit einem Mal der Zugriff<br />

auf die Unternehmensdatenbanken<br />

nicht mehr möglich ist, merken die<br />

meisten Opfer in der Regel sofort.<br />

Trotzdem können Sie Ihren operativen<br />

Betrieb vermutlich in einem<br />

Notfallmodus fortsetzen. Mit etwas<br />

Glück und einer guten Backup-Strategie<br />

lässt sich das Problem eventuell<br />

sogar in relativ kurzer Zeit lösen.<br />

Vorsicht in der OT-Welt<br />

In der OT-Welt sind z. B. durch<br />

eine kleine Datenmanipulation an<br />

einer Produktionsmaschine oder<br />

einer Softwarekomponente fehlerhafte<br />

Produkte erzeugbar, die unter<br />

Umständen die automatischen Endtests<br />

erfolgreich durchlaufen und an<br />

Kunden und Handelspartner geliefert<br />

werden. Hier meldet sich der Angreifer<br />

evtl. erst nach einem Jahr, also<br />

nachdem beispielsweise schon zigtausende<br />

fehlerhafte Baugruppen<br />

ausgeliefert wurden und sogar mit<br />

der Manipulation immer noch weiter<br />

produziert wird, weil ja bisher auf<br />

Grund fehlender Erfahrungswerte<br />

niemand etwas gemerkt hat (siehe<br />

hierzu Bild 1). Eine weitere Herausforderung<br />

ist das in den von NIS-2<br />

betroffenen Unternehmen vorhandene<br />

Systemverständnis: für die IT-<br />

Netzwerke und die IT-Systeme gibt es<br />

in der Regel firmeninterne Experten,<br />

die mit den Zusammenhängen vertraut<br />

sind. Hinsichtlich der vernetzten<br />

OT-Baugruppen und Systeme ist das<br />

in der Regel nicht immer der Fall.<br />

Eine Firewall reicht nicht<br />

Tabelle 1 verdeutlicht allerdings<br />

auch, dass es keine rein technische<br />

Lösung gibt, um eine NIS-2-gerechte<br />

Cybersecurity in vernetzten<br />

OT/IT-Umgebungen zu realisieren.<br />

Es ist in jedem Fall eine Managementkomponente<br />

erforderlich (die<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong> 67


Cybersecurity<br />

Cybergefahren, z. B. durch Manipulation<br />

Manipulationsart<br />

Zutritt<br />

Zugriff<br />

Umgebungsbedingungen<br />

recht verbreitete Minimalmaßnahme<br />

„Wir segmentieren unsere<br />

Vernetzungslandschaft, kaufen ein<br />

paar Firewalls und installieren die an<br />

den neuralgischen Punkten.“ funktioniert<br />

hier nicht).<br />

Praxistaugliche Strategien<br />

entwerfen<br />

Um NIS-2 in der Praxis effektiv<br />

umzusetzen, ist eine praxistaugliche<br />

Strategie erforderlich, die sowohl IT<br />

Kurzbeschreibung<br />

Durch den Austausch eines Sensors oder Aktors wird die Gesamtfunktion<br />

einer Maschinensteuerung verändert. Dadurch könnte sich die Lebensdauer<br />

bestimmter mechanischer Komponenten verringern, was letztendlich zu höheren<br />

Betriebskosten, aber auch Mehreinnahmen auf Seiten der Servicepartner führt.<br />

Jede extern zugängliche Kommunikationsschnittstelle einer Maschine bzw.<br />

Anlage ist auch ein möglicher Angriffspunkt, beispielsweise für unberechtigte<br />

Nutzerzugriffe. Mit Hilfe eines solchen Zugriffs könnte ein Angreifer mit<br />

entsprechendem Expertenwissen auf die jeweilige Steuerung zugreifen und<br />

die Software verändern.<br />

Bei der Funkkommunikation in einem lizenzfreien ISM-Band geht man davon<br />

aus, dass sich alle Sender an bestimmte Regeln halten, z. B. die Einhaltung<br />

eines Duty Cycle in einem bestimmten Frequenzband. Wird beispielsweise<br />

mit Hilfe einer preiswerten Hobby-Drohne ein 868 MHz-Störsender auf einem<br />

Hallendach platziert, ist das als Denial of Service (DoS)-Angriff auf die drahtlosen<br />

Kommunikationssysteme in der Produktionshalle zu werten.<br />

Tabelle 2: Für die vernetzten Automatisierungslösungen eines Produktionsbetriebs existieren viele Cybergefahren,<br />

z. B. durch Manipulation. Dabei ist zu berücksichtigen, dass nicht nur externe Zugriffe auf Schnittstellen als<br />

Angriffspunkte in Frage kommen. Auch die Zutrittsmöglichkeiten für Servicetechniker sind eine potenzielle<br />

Gefahrenquelle. Darüber hinaus sind auch Funk-basierte Attacken möglich.<br />

als auch OT umfasst. In Bezug auf<br />

die OT/IT-Verbindungen kann man<br />

sich die dafür erforderliche Cybersecurity-Strategie<br />

vereinfacht als vierstufige<br />

Handlungsschleife vorstellen,<br />

also als einen Cybersecurity-<br />

Management-Prozess: In der Praxis<br />

eignet sich dafür eine „Check-<br />

Measure-Plan-Do and Document-<br />

Loop“, die analog zu den Aktivitäten<br />

eines ISO 9001:2015-basierten<br />

Qualitätsmanagementsystems<br />

immer wieder durchlaufen wird, um<br />

die NIS-2-Pflichten möglichst vollständig<br />

zu erfüllen sowie die Cybersicherheit<br />

und Cyberresilienz Schritt<br />

für Schritt zu verbessern und das<br />

auch nachweisen zu können (siehe<br />

rechten Teil der Bild 2).<br />

Prozessgrundbausteine<br />

Die dafür erforderlichen vier elementaren<br />

Prozessgrundbausteine<br />

wären beispielsweise:<br />

• eine Cyber-Bedrohungsanalyse<br />

für die eigene Organisation bzw.<br />

die vorhandene IT- und OT-Infrastruktur<br />

(Check),<br />

• die Bewertung des Reifegrads<br />

der existierenden Sicherheitsmaßnahmen<br />

(Measure),<br />

• das Erstellen einer Beschreibung<br />

bzw. eines Plans, was sich an den<br />

bestehenden Sicherheitsmaßnahmen<br />

verbessern lässt (Plan)<br />

• die Umsetzung der Sicherheitsmaßnahmen<br />

aus dem Plan (Do)<br />

sowie die Dokumentation, aus<br />

der jeweils der aktuelle Stand der<br />

Cybersecurity-Strategie hervorgeht<br />

(Document).<br />

Wichtig ist, dass jeder einzelne<br />

Datenfluss zwischen allen OT- und<br />

IT-Anwendungen vollständig transparent<br />

erfasst und mit allen Schnittstellen<br />

in einem Datenflussdiagramm<br />

visualisiert wird, um weitere Analysen<br />

zu ermöglichen. Diese Transparenz<br />

ist vielfach schon der entscheidende<br />

Schritt zu sicheren<br />

OT/IT-Systemlösungen.<br />

Link<br />

Link zur deutschsprachigen Version<br />

des EU-Amtsblatt 2022/2555:<br />

https://eur-lex.europa.eu/legalcontent/DE/TXT/PDF/?uri=CELEX:3<br />

2022L2555&qid=1693720032548 ◄<br />

Bild 2: OT-Anwendungen bieten verschiedene Angriffsflächen. Cyberangreifer könnten sich physischen Zutritt zur Anlage verschaffen, um technische<br />

Manipulationen durchzuführen. Auch Cyberattacken per Fernwartungszugriff sind denkbar, um Anlagen zu stören. Vielfach übersehen werden die<br />

Manipulationsmöglichkeiten der Anlagenumgebung: z. B. in einem gewissen Abstand zur Anlage einen geeigneten Störsender zu platzieren, um die<br />

Funkkommunikation zu kompromittieren.<br />

68 <strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong>


Hardware-Lösung für Sicherheit<br />

in der Produktion<br />

Sicherheit<br />

In der heutigen digitalen Geschäftswelt sind präzise Daten von entscheidender Bedeutung.<br />

Neben der durchgängigen Betriebs- und Maschinendatenerfassung spielt auch das Zugriffsmanagement<br />

in der Produktion eine zentrale Rolle für den Unternehmenserfolg.<br />

Vertrauen ist gut – Kontrolle ist<br />

besser: Gerade bei der Bedienung<br />

von Maschinen und Fahrzeugen<br />

lauern verstärkt Gefahren. Ausschüsse,<br />

Produktionsstillstände und<br />

Verletzungen bei Mitarbeitern können<br />

durch eine sinnvolle Berechtigungsvergabe<br />

anhand der Prüfung<br />

von Qualifikation und UVV-Unterweisung<br />

an entsprechender Stelle vermieden<br />

werden. Mit den IPCs und<br />

Terminals von Datafox lassen sich<br />

verschiedenste Aufgaben in der Produktion<br />

organisieren und gleichzeitig<br />

Zugriffe steuern. Von der Erfassung<br />

und Darstellung wesentliche<br />

Prozessdaten (Stückzahlen, Stillstände,<br />

Wartungen, etc.) über die<br />

Freischaltung von Maschinen und<br />

Fahrzeugen für innerbetriebliche<br />

Transporte bis hin zur Freigabe<br />

und Dokumentation des Zugriffs<br />

auf Werkzeuge und Messmittel –<br />

Datafox Hardware kann nahezu<br />

jede Anforderung erfüllen.<br />

Vielfach bewährt<br />

Als reiner Hardware-Hersteller<br />

arbeitet Datafox mit über 800 nationalen<br />

und internationalen Software-Partnern<br />

zusammen. So entstehen<br />

optimal abgestimmte, individuelle<br />

Komplettlösungen aus einem<br />

Guss, die sich bereits tausendfach<br />

in der Praxis bewährt haben. Dank<br />

vorhandener Schnittstellen zwischen<br />

Hard- und Software entstehen weder<br />

Zusatzaufwand noch -kosten bei der<br />

Umsetzung der Projekte.<br />

Wie sicher ist SICHER?<br />

Intelligente Zutrittskontrolle in<br />

der Lagerlogistik: Die Lagerlogistik<br />

ist einem ständigen Wandel<br />

unterworfen – die Anforderungen<br />

an Effizienz und Sicherheit steigen<br />

kontinuierlich. Doch wie kann<br />

man diesen Herausforderungen<br />

erfolgreich begegnen? Zwei zentrale<br />

Fragen lauten: Wie weit dürfen<br />

betriebsfremde Personen (Speditionen,<br />

Lieferanten, Kuriere, etc.)<br />

auf das Firmengelände vordringen<br />

und wie schützt man sich vor unbefugtem<br />

Zutritt? Die Lösung liegt in<br />

einer intelligenten und skalierbaren<br />

Zutrittskontrolle.<br />

Flexible Berechtigungen und<br />

zeitliche Einschränkungen<br />

Eine moderne Zutrittskontrolle<br />

ermöglicht die flexible Vergabe<br />

von Berechtigungen. So können<br />

beispielsweise Rampen, Tore und<br />

Türen zu bestimmten Zeiten freigeschaltet<br />

und Anweisungen angezeigt<br />

werden, um die Betriebssicherheit<br />

zu erhöhen und Logistikprozesse<br />

zu optimieren.<br />

Praxisbeispiel:<br />

24/7-Lieferungen<br />

Ein LKW-Fahrer steht mitten in der<br />

Nacht mit einer wichtigen Lieferung<br />

vor dem Werkstor. Dank eines QR-<br />

Codes auf dem Lieferschein kann<br />

er das Werkstor selbstständig öffnen,<br />

wird per Displayanweisung<br />

zur richtigen Laderampe geleitet<br />

und kann diese (zeitlich begrenzt)<br />

nutzen. Den bereitgestellten Stapler<br />

kann er zum Verladen nutzen,<br />

nachdem seine Staplerfahrberechtigung<br />

geprüft wurde.<br />

Flexible Hardware –<br />

„Made in Germany“<br />

Mehr über Sicherheit in der Produktion und Lagerlogistik:<br />

Als reiner Hardware-Hersteller<br />

weiß Datafox, wie wichtig das<br />

Thema Sicherheit ist. Die Hardware<br />

beeindruckt durch ihre Skalierbarkeit,<br />

absolute Zuverlässigkeit<br />

sowie einfachste Bedienung<br />

und bietet zudem eine breite Palette<br />

an modernen Erfassungsmethoden<br />

(RFID, PIN, Fingerprint/Biometrie,<br />

1D-, 2D- & QR-Codes).<br />

Datafox bietet<br />

das Besondere!<br />

Egal ob Staub, Wasser, Schmutz<br />

oder extreme Temperaturen – Datafox<br />

IPCs und Terminals können in<br />

jeder Umgebung eingesetzt werden.<br />

Für besonders widrige Bedingungen<br />

bietet Datafox das EVO 3.5<br />

Universal in den Varianten IP66 und<br />

IP69K an. Diese Schutzklassen bieten<br />

absoluten Schutz, selbst bei<br />

Hochdruckreinigung mit Heißwasser<br />

aus geringer Entfernung. Dies<br />

macht es ideal für Anwendungen wie<br />

Autowaschanlagen und Zeiterfassung<br />

in der Lebensmittelindustrie.<br />

Außerdem sind die Geräte salzwasserbeständig<br />

– perfekt für Anwendungen<br />

in Häfen und auf Schiffen.<br />

Kein Terminal für jeden, aber<br />

für manche genau das Richtige –<br />

das EVO 3.5 Universal IP66 und<br />

IP69K. ◄<br />

Datafox GmbH<br />

www.datafox.de<br />

Produktion<br />

Lagerlogistik<br />

Besonders stark und robust: Das<br />

Datafox Terminal EVO 3.5 Universal<br />

IP66 und IP69K.<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong> 69


Bedienen und Visualisieren<br />

Die Anforderungen an HMIs steigen<br />

Moderne HMIs können weit mehr als nur Visualisieren. Der Trend geht in Richtung HMIs, die attraktive User-<br />

Interfaces mit Gerätesteuerung vereinen. Aufgrund der Flexibilität und Anpassbarkeit setzen viele Entwickler<br />

auf Linux-basierte Systeme.<br />

High-Level-Befehle. Diese führen<br />

einzelne Aktionen aus oder greifen<br />

auf die Ressourcen zu, die mit dem<br />

Projekt am Display-Modul abgespeichert<br />

wurden. Ressourcen können<br />

beispielsweise Grafiken, Fonts oder<br />

Makros sein, die ihrerseits aus Kommandos<br />

bestehen. Auf diese Weise<br />

können mit wenigen Befehlen komplexe<br />

Aufgaben am Display erledigt<br />

werden. Der Hersteller klassischer<br />

intelligenter Displays, demmel products<br />

gmbh, ermöglicht inzwischen<br />

sogar seine iLCDs per Java zu programmieren.<br />

Damit kann in vielen<br />

Fällen die sonst notwendige externe<br />

Ansteuerung komplett entfallen.<br />

Intelligente Displays von demmel products (iLCDs) mit komplettem Linux-System auf der Rückseite des Displays<br />

oder als extra Board.<br />

Autor:<br />

Clemens Salomon<br />

Geschäftsführer<br />

demmel products gmbh<br />

info@demmel.com<br />

www.demmel.com<br />

Embedded Systeme sind aus<br />

der modernen Technik nicht mehr<br />

wegzudenken. Ob in Analyse- oder<br />

Diagnosegeräten, Elektroladesäulen,<br />

Zugangssystemen oder in Bau-<br />

Maschinen, Elektronik und Software<br />

sind allgegenwärtig. Für das<br />

Design, die Entwicklung und Produktion<br />

ist viel Knowhow in unterschiedlichen<br />

Disziplinen notwendig.<br />

Dazu zählt auch der Bereich<br />

„Mensch-Maschine-Schnittstelle“.<br />

Benutzerschnittstellen sollten eine<br />

einfache Bedienung sowie eine präzise<br />

Darstellung der Informationen<br />

gewährleisten. Künftig spielen –<br />

getrieben von den allgegenwärtigen<br />

Smartphones und Tablets – immer<br />

aufwendigere Visualisierungen und<br />

innovative Bedien konzepte eine<br />

gewichtigere Rolle.<br />

Komplexe Aufgaben<br />

Wenn Displays als HMIs dienen<br />

sollen, wird oft auf „klassische“<br />

intelligente Displays zurückgegriffen.<br />

Der Vorteil: Sie sind eine kompakte<br />

Kombination aus Embedded<br />

System und Display, das mit allen<br />

für die Ansteuerung eines Displays<br />

notwendigen Komponenten ausgestattet<br />

ist. State-of-the-Art sind<br />

unter anderem ein leistungsfähiger<br />

Controller, ein für alle Anwendungsfälle<br />

ausreichend großer<br />

Flash-Speicher, serielle Interface-<br />

Optionen und Touchpanel-Unterstützung.<br />

Ein Intelligentes Display<br />

fungiert als eigenständige Komponente,<br />

die über eine der Kommunikationsmöglichkeiten<br />

mit der jeweiligen<br />

Hardware inter agiert. Diese<br />

Ansteuerung kann eine Gerätebaugruppe,<br />

ein (embedded) Computer<br />

oder auch ein einzelner Low-<br />

Cost-Mikrocontroller übernehmen.<br />

Ready-to-run<br />

In der Tatsache, dass intelligente<br />

Displaymodule „ready-to-run“ ausgeliefert<br />

werden liegt außerdem ein<br />

enorm großer Vorteil für Entwickler<br />

und Unternehmen. Anstatt sich mit<br />

mühsamer low-level Programmierung<br />

auseinanderzusetzen, um das<br />

Display überhaupt „hochzufahren“<br />

und ansprechen zu können, kann<br />

der Fokus direkt auf die projektspezifische<br />

Entwicklung gelegt werden.<br />

Denn sämtlich Treiber für Display,<br />

Touch und Co. sind bereits implementiert<br />

und getestet. Die Kommunikation<br />

zwischen Display und Gerät<br />

erfolgt mit Hilfe entsprechender<br />

Benutzerfreundlichkleit/<br />

User-Experience<br />

ist entscheidend<br />

Einfaches, intuitives und fehlerfreies<br />

Bedienen ist wichtig. Nicht<br />

zuletzt ist das „Graphical User Interface“<br />

ein wichtiges Designelement<br />

eines Geräts und Entscheidungsgrundlage<br />

für den Kauf. Die optimale<br />

User-Experience steigert die<br />

Akzeptanz und reduziert den Lernaufwand<br />

sowie die Fehleranfälligkeit.<br />

Gleichzeitig soll der Aufbau<br />

der Applikationen und solcher Interfaces<br />

möglichst effizient geschehen.<br />

Hierfür eignen sich speziell<br />

auf den embedded Bereich angepasst<br />

Betriebssysteme inklusive<br />

deren kompatible Oberflächen. Aufgrund<br />

der Flexibilität und Anpassbarkeit<br />

setzen viele Entwickler auf<br />

Linux-basierend Systeme. Vor allem<br />

das Yocto Project findet besonderen<br />

Anklang im embedded Bereich.<br />

Intelligente Displays<br />

versus Panel-PCs<br />

Gerade in diesem Bereich geraten<br />

„klassische“ intelligente Displays<br />

aufgrund der steigenden<br />

Erwartungen und Anforderungen<br />

der Nutzer gelegentlich ins Hintertreffen.<br />

Denn mangels ausreichender<br />

Prozessorperformance,<br />

zu wenig DRAM, fehlender Grafikprozessoren<br />

oder unpassenden<br />

bzw. fehlendem Betriebssystem,<br />

70 <strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong>


Bedienen und Visualisieren<br />

Über demmel products<br />

Die österreichische Ideenschmiede<br />

entwickelt, produziert<br />

und vertreibt bereits seit 1988<br />

State-of-the-Art HMI-Technologie,<br />

die das Leben des Anwenders<br />

einfacher, sicherer und komfortabler<br />

gestaltet.<br />

Erstmalig in der Unternehmensgeschichte<br />

konnte demmel products<br />

im Jahr 2003 mit der Vorstellung<br />

seiner „Next Generation<br />

Intelligent LCDs“ (iLCDs)<br />

vom Start weg die Technologieführerschaft<br />

übernehmen. Intelligente<br />

Displays von demmel products<br />

sind seit je her eine beliebte<br />

Wahl bei HMIs mit hochwertigen<br />

Screen Designs.<br />

Im Jahr 2023 wurde mit der<br />

iLCD Linux Serie eine zukunftsträchtige<br />

Entwicklung auf den<br />

Markt gebracht, die vor allem<br />

sind der Realisierung von high-end<br />

Interfaces, die aus dem Consumerbereich<br />

bekannt sind, oft Grenzen<br />

gesetzt. Um eine solche Bedienbarkeit<br />

und Visualisierung darzustellen,<br />

kommen oft Panel-PCs zum Einsatz,<br />

weil diese über die nötige Performance<br />

verfügen. Allerdings sollten<br />

für Kunden mit anspruchsvollen<br />

Anwendungen konzipiert<br />

ist. Jahrelange Forschung und<br />

Entwicklung sind in dieses Produkt<br />

geflossen. Eine Innovation<br />

inmitten von Covid-19 und<br />

Liefer kettenproblemen durchzuführen<br />

war mit viel Aufwand<br />

und Bangen verbunden. Trotz<br />

dieser schwierigen Phase ist es<br />

gelungen, Kunden und Partnern<br />

nun eine Entwicklung zu liefern,<br />

die die Anforderungen von Morgen<br />

erfüllt.<br />

Die Hard- und Software wird am<br />

Hauptstandort in Wien ent wickelt.<br />

Die Produktion und Logistik finden<br />

nur einen Sprung über die<br />

Grenze in der Slowakei statt.<br />

Somit ist das Produkt „Made in<br />

EU“ und entspricht europäischen<br />

Qualitätsstandards.<br />

im Optimalfall neben der Bedienung<br />

auch Steuerungsaufgaben<br />

von Geräten und Systemen vom<br />

jeweiligen Human Machine Interface<br />

einer Einheit übernommen<br />

werden. Hier hinken Panel-PCs den<br />

intelligenten Displays nach, weil sie<br />

mangels der nötigen Schnittstellen<br />

nicht eigenständig eine Maschine<br />

oder ein Gerät steuern können.<br />

Starke Performance<br />

inklusive Betriebssystem<br />

Um Entwickler bei der Umsetzung<br />

von zukunftsorientierten Lösungen<br />

zu unterstützen, forschen Hersteller<br />

wie demmel products an neuen<br />

Lösungen und präsentieren immer<br />

leistungsstärkere HMIs. Jüngste<br />

Entwicklung: Ein intelligentes Display,<br />

das unter dem Betriebs system<br />

Embedded Linux läuft und eine<br />

3D-Grafik Unterstützung in Hardware<br />

anbietet.<br />

Damit wurde erstmals im Formfaktor<br />

eines intelligenten LCD die<br />

Möglichkeit geschaffen, anspruchsvolle<br />

Visualisierungen mit geringer<br />

Leistungsaufnahme von wenigen<br />

Watt und mit kleinem Volumen<br />

(kaum größer als das eigentliche<br />

TFT) zu verwirklichen. Diese<br />

Neuentwicklung vereint die Vorteile<br />

klassischer intelligenter Displays,<br />

wie schnelles time-to-market und<br />

die Möglichkeit die Maschine komplett<br />

über das HMI zu steuern – all<br />

dies mit der Bedienungsfreundlichkeit<br />

und Flexibilität von Panel-PCs.<br />

Superschnelle Prozessoren<br />

Das Herzstück der neuen iLCD<br />

Linux Serie sind superschnelle<br />

Prozessoren, wie der i.MX8M+,<br />

ein 1,8-GHz-Quad-Core-Prozessor<br />

mit integriertem Video- und<br />

Grafik prozessor für 3D- Rendering.<br />

Dieser ermöglicht Hochleistungsgrafik-<br />

und Bildverarbeitung. Damit<br />

können adaptive GUIs entwickelt<br />

werden, die der Bedienbarkeit<br />

von Tablets entsprechen, während<br />

gleichzeitig deutlich an der Hardwareentwicklung<br />

gespart wird, weil<br />

die Peripherie bereits vorhanden<br />

ist. Einen oftmals kritischen Faktor<br />

bei Hochleistungsprozessoren<br />

stellt die Kühlung dar. Dank seiner<br />

niedrigen Stromaufnahme können<br />

die Module passiv gekühlt werden.<br />

Die geringe Leistungsaufnahme und<br />

die schlanke Bauform (Gesamtdicke<br />

inklusive Display von nur 15,5 mm)<br />

erlaubt es diese Modelle auch bei<br />

beengten Verhältnissen einzusetzen.<br />

Zudem beschleunigt der Einsatz<br />

von intelligenten HMIs die Entwicklung<br />

von innovativen Geräten<br />

der Zukunft deutlich.<br />

Frei modifizierbares<br />

Betriebssystem<br />

Das frei modifizierbare Yocto-<br />

Linux Betriebssystem erweitert das<br />

Anwendungsspektrum enorm und<br />

ermöglicht performante, individuelle<br />

und anspruchsvollere Applikationen<br />

selbst zu kreieren. ◄<br />

www.beam-verlag.de<br />

MIT EINEM KLICK<br />

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<strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong> 71


Bedienen und Visualisieren<br />

Robuste Anzeigelösungen<br />

zu erschwinglichen Preisen<br />

Die FPM-700-Serie ist die neue Generation von Industriemonitoren<br />

und hohen Nutzungsraten zufriedengeben.<br />

Industriemonitore sind ordnungsgemäß<br />

abgedichtet, um interne Komponenten<br />

vor Umwelteinflüssen zu<br />

schützen, sei es Schmutz, Staub,<br />

Öl oder zur Reinigung verwendete<br />

Chemikalien. Mit einem breiten Betriebstemperaturbereich<br />

(-20 °C bis<br />

60 °C) und mehreren Montageoptionen<br />

ist die FPM-700-Serie ideal für<br />

Display-Anwendungen in der Fabrikund<br />

Maschinenautomatisierung.<br />

Touchscreens<br />

AMC<br />

Analytik & Messtechnik<br />

GmbH Chemnitz<br />

info@amc-systeme.de<br />

www.amc-systeme.de<br />

Die neuen Industriemonitore<br />

der FPM-700-Serie wurden entwickelt,<br />

um robuste Anzeigelösungen<br />

zu einem erschwinglichen<br />

Preis bereitzustellen. Sie umfasst<br />

vier Displays, davon drei in den<br />

Größen 15“, 17“ und 19“ im klassischen<br />

4:3 Format.<br />

Ausgestattet sind die Monitore mit<br />

einem langlebigen 5-Draht-resistiven<br />

Touchscreen und einer Frontblende<br />

mit Schutzart IP66. Außerdem steht<br />

ein 15,6“ Widescreen-Monitor mit<br />

kapazitivem Touch und Full-HD-<br />

Auflösung zur Auswahl.<br />

Die Industriedisplays der FPM-<br />

700-Reihe eignen sich ideal für<br />

Anwendungen in der Fabrik- und<br />

Maschinenautomatisierung.<br />

Was sind industrietaugliche<br />

Monitore?<br />

Industriemonitore sind für den<br />

rauen Einsatz und für raue Umgebungen<br />

konzipiert, in denen Zuverlässigkeit<br />

von entscheidender Bedeutung<br />

ist. Industrielle Umgebungen<br />

müssen sich mit starken Vibrationen,<br />

großen Temperaturschwankungen,<br />

Leistungsschwankungen<br />

Ausgestattet mit einem widerstandsfähigen<br />

5-Draht-Resistiv-<br />

Touchscreen beim FPM-715, FPM-<br />

717 und FPM-719 oder mit PCR-<br />

Touch beim FPM-715W und einer<br />

IP66-zertifizierten Frontblende ist<br />

die FPM-700-Serie speziell für industrielle<br />

Anwendungen entwickelt.<br />

Die schlanken, einfachen Linien<br />

und der übergangslos eingelassene<br />

Touchscreen verleihen den<br />

Displays nicht nur eine moderne<br />

Optik, sondern ermöglichen auch<br />

eine einfache Reinigung.<br />

Die umfangreichen Zertifizierungen<br />

wie CE, FCC, UL, CCC erlauben den<br />

weltweiten Einsatz der Displays. ◄<br />

Outdoor Touchpanel mit zuverlässigem Schutz<br />

Halle 7, Stand 451<br />

tci<br />

info@tci.de<br />

www.tci.de<br />

Das Outdoor Touchpanel F16T-XI<br />

ist für die Tragarmmontage vorbereitet.<br />

Die durchgehende Echtglasfront<br />

im Materialmix mit eloxiertem<br />

Aluminium bietet einen zuverlässigen<br />

Schutz.<br />

Durch Einsatz eines aktiven Taupunktwächters<br />

und einer Heizung<br />

kann das F16T selbst bei 100 %<br />

Luftfeuchte (kondensierend!) betrieben<br />

werden. Erfolgreich geprüft<br />

nach DIN 75220. Erreicht werden<br />

über die Norm hinaus -40 °C.<br />

Auch bei direkter Sonnenbestrahlung<br />

sorgen die Übertemperatur-<br />

Überwachung und die klapp- und<br />

neigbare Sonnenschutzhaube für<br />

72 <strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong>


Kleinsteuerung neu erfunden<br />

Bedienen und Visualisieren<br />

SPS und Kleinsteuerungen gibt<br />

es viele. Was fehlt, ist die Möglichkeit,<br />

Prozessdaten auf mehreren<br />

Displays elegant darzustellen<br />

oder über diese Displays Einstellungen<br />

vorzunehmen. Hier setzt<br />

die neue PLC-Produktfamilie von<br />

Display Visions an.<br />

Der Fokus dieser Kleinsteuerung<br />

liegt eindeutig auf den brillanten IPS-<br />

Anzeigen und deren automatischer<br />

Vernetzung. Die Steuerung selbst<br />

ist als Hutschienen-SPS konzipiert<br />

und kommt bereits mit einem hochwertigen<br />

2,8“ IPS-Display inklusive<br />

Touchpanel daher. Hier können vor<br />

Ort alle wesentlichen Parameter<br />

übersichtlich dargestellt werden.<br />

Als zentrale Einheit nennt Display<br />

Visions sie „Core“.<br />

50 Satellitendisplays<br />

So richtig spannend wird es dann<br />

mit bis zu 50 sogenannten Satellitendisplays,<br />

welche direkt mit dem<br />

Core kommunizieren – über RS-485,<br />

LAN oder WLAN/WiFi. Alle Prozessparameter<br />

werden automatisch<br />

untereinander abgeglichen.<br />

Das bedeutet, dass ein Display an<br />

einem beliebigen Ort als Überwachung<br />

die wichtigsten Daten visualisieren<br />

kann, ein anderes Display<br />

wiederum z. B. Eingaben für diverse<br />

Parameter erlaubt. Über ein drittes<br />

Display schaltet man z. B. lediglich<br />

maximale Betriebssicherheit.<br />

Eine Status-LED mit Betriebszustandsanzeige<br />

ist frontseitig hinter<br />

dem Glas integriert. Dank des<br />

Betriebs systems Android sind die<br />

Touchpanels die ideale Basis für<br />

Ihre webbasierte Anwendung als<br />

HMI oder zur Visualisierung.<br />

UL zertifiziert<br />

Das Touchpanel F16T-XI ist UL<br />

zertifiziert. Die robuste Konstruktion<br />

für den Tragarm arbeitet in<br />

einem Betriebstemperaturbereich<br />

von -40 bis +70 °C. Das Gehäuse<br />

besteht aus eloxiertem Aluminium<br />

und erfüllt rundum die Schutzklasse<br />

IP65. Mit Taupunktwächter<br />

kann das Panel bis zu 100 %<br />

einen Vorgang ein und aus, kompakt<br />

über ein 1,5“ Display. Somit<br />

wird den unterschiedlichsten Anforderungen<br />

wie Service, Supervision<br />

oder Show an den verschiedenen<br />

Locations Rechnung getragen.<br />

Luftfeuchte, kondensierend eingesetzt<br />

werden. Es ist auch ohne<br />

Taupunktwächter für die Schalttafelmontage<br />

(F16A-XI-Outdoor)<br />

lieferbar.<br />

Technische Daten:<br />

• Touchpanel zur Tragarmmontage<br />

• 15,6“ LEDTFT, 1366 x 768,<br />

400 cd/m²<br />

• kapazitiver Multitouch (PCT)<br />

Materialmix mit eloxiertem<br />

Aluminium<br />

• lüfterlos<br />

• Schutzart IP65 rundum<br />

• IP69K geschützte Anschlüsse<br />

für USB, LAN und Spannungsversorgung<br />

(M12)<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong><br />

Viele Displaygrößen<br />

verfügbar<br />

Der Core auf der Hutschiene<br />

bietet ein 2,8“ großes Farbdisplay<br />

mit kapazitivem Touch. Als Satelliten<br />

sind die Displaygrößen 1,5“,<br />

• individuelle technische<br />

Ausstattung auf Wunsch<br />

UL zertifiziert<br />

• Betriebstemperatur:<br />

40 bis +70 °C<br />

• Lagertemperatur:<br />

40 bis +70 °C<br />

• relative Luftfeuchtigkeit:<br />

0 bis 100 %<br />

• Spannungsversorgung:<br />

24 VDC<br />

• Gewicht: 4,5 kg<br />

Optionen:<br />

• Kabelschutz für LAN-Kabel<br />

mit RJ45 Stecker zum crimpen<br />

• AutomationBrowser App für<br />

Android und MicroBrowser<br />

APP für Android ◄<br />

2“, 2,8“, 3,5“, 4,3“, 5“, 7“ und 10,1“<br />

verfügbar. Die Displays sind allesamt<br />

extrem gut ablesbar mit einem<br />

Rundum-Blickwinkel von etwa 160°.<br />

Mit knapp 1000 cd/m² sind sie sehr<br />

hell und damit sogar sonnenlichttauglich.<br />

Natürlich kann die Helligkeit,<br />

wie auch der Bildschirminhalt<br />

mithilfe eines Windowstools komplett<br />

frei gestaltet werden.<br />

Gehäuse<br />

Als erste Größe erhält das 4,3“<br />

Display ein Wand- bzw. Einbaugehäuse<br />

mit Montagemöglichkeit, 7“<br />

und weitere Gehäuse folgen. Alle<br />

anderen Größen können direkt in<br />

Geräte und Maschinen integriert<br />

werden.<br />

Halle 8, Stand 330<br />

DISPLAY VISIONS GmbH<br />

www.lcd-module.de<br />

73


Bedienen und Visualisieren<br />

Innovatives Konzept für das HMI der Zukunft<br />

Unabhängigkeit durch den Einsatz von Webtechnologien<br />

Bild 1: Responsives Design bei HMIs inspiriert von der Architektur moderner Websites, Bilder © HMI Project und KEB<br />

Automation<br />

Das Human Machine Interface<br />

(HMI) im Maschinen- und Anlagenbau<br />

wandelt sich: Mehr Flexibilität<br />

ist notwendig angesichts der<br />

schwankenden Marktsituation sowie<br />

sich verändernder Lieferketten und<br />

-zeiten. Schneller soll es gehen,<br />

sowohl bei der Erstellung als auch<br />

bei Anpassungen von Bedienoberflächen.<br />

Außerdem soll die Benutzung<br />

einfacher werden, das heißt<br />

weder Installation noch Programmierung<br />

oder Spezialkenntnisse<br />

erfordern.<br />

HMI-Managementsystem<br />

HELIO<br />

KEB Automation und HMI Project<br />

stellen sich gemeinsam diesen<br />

Herausforderungen und bieten<br />

mit dem HMI-Managementsystem<br />

HELIO eine Lösung. Sein responsives<br />

Design sorgt dafür, dass nur<br />

ein HMI projektiert wird und anschließend<br />

auf unterschiedlichen Panels<br />

und Mobilgeräten nutzbar ist. Die<br />

HELIO-Entwicklungsumgebung<br />

kann über einen Webbrowser orts-<br />

KEB Automation KG<br />

info@keb.de<br />

www.keb-automation.com<br />

und plattformunabhängig verwendet<br />

werden. Anwender bauen die Struktur<br />

ihres HMI auf, das Layout übernimmt<br />

HELIO. Das HMI ist direkt<br />

live verfügbar, wie es später auf<br />

der Maschine zum Einsatz kommt.<br />

Einfache Projektierung<br />

und Entwicklung mit<br />

Echtzeitdaten<br />

HELIO stellt den Rahmen für ein<br />

Design-System bereit, in dem sich<br />

der oder die HMI-Entwickler gemeinsam<br />

bewegen. Dieses System ist in<br />

der Entwicklungsumgebung direkt<br />

anwendbar und ermöglicht die Erstellung<br />

von HMIs aus einem Guss –<br />

und das ohne sonst notwendige<br />

Programmierkenntnisse. Hier fließen<br />

die Erfahrungen von HMI Project<br />

und KEB ein. So wird sichergestellt,<br />

dass das Endergebnis intuitiv<br />

bedienbar ist (Usability) und ein<br />

positives Nutzungserlebnis (User<br />

Experience) entsteht.<br />

Arbeit mit Live-Daten<br />

Ein wesentlicher Vorteil bei dem<br />

innovativen Konzept des HMI-<br />

Managementsystems ist die Arbeit<br />

mit Live-Daten. Beim Editieren eines<br />

HMIs mit HELIO wird kein statisches<br />

Bild der zugrundeliegenden Anwendung<br />

gezeigt, sondern das reale HMI<br />

der Maschine. Dadurch entfallen<br />

zeit- und nervenaufreibende Zwischenschritte,<br />

da kein Kompilieren<br />

zwischen Editor und fertigem HMI<br />

stattfindet. Zudem ermöglicht es der<br />

Einsatz von bewährten Webstandards<br />

bei der Erstellung von HMIs<br />

dem Benutzer, plattformübergreifend<br />

auf jedem Gerät zu arbeiten,<br />

das über einen aktuellen Browser<br />

verfügt. Dadurch wird das Arbeiten<br />

unabhängig von der eingesetzten<br />

Hard- oder Software und schafft<br />

deutlich mehr Flexibilität. Ein weiterer<br />

Aspekt ist die Beständigkeit des<br />

Systems. Gestaltete Bedienoberflächen<br />

werden zukunfts sicher, denn<br />

der Austausch von Hardware – seien<br />

es Displays, Rechner oder Maschinenkomponenten<br />

– hat keinen Einfluss<br />

auf die Bedienbarkeit. Auch bei<br />

der Art der Eingabemethode, egal<br />

ob Maus, Tastatur oder Touch, ist<br />

HELIO völlig flexibel.<br />

Echte Responsivität ohne<br />

Programmieraufwand<br />

Das Editieren von HMIs in HELIO<br />

selbst funktioniert so einfach, dass<br />

schnellere und bessere Ergebnisse<br />

erzielt werden können. Das senkt die<br />

Einlern- und Übergabezeit und somit<br />

die Kosten. Um ein HMI mit HELIO zu<br />

erstellen, werden keinerlei Programmierkenntnisse<br />

benötigt, das heißt,<br />

die Projektierung ist kein Softwareentwicklungsprojekt<br />

mehr. Dadurch<br />

kann sich der Steuerungsentwickler<br />

eines Maschinenherstellers auf<br />

seine Kernkompetenz fokussieren.<br />

Fazit<br />

Bild 2: Arbeiten mit Live-Daten aus der Maschine<br />

Industrielle HMIs müssen in<br />

Zukunft aus unterschiedlichen Gründen<br />

hochgradig anpassungsfähig<br />

sein. Denn beispielsweise können<br />

sich Zulieferer von Panels ändern,<br />

größere HMI-Panels werden verfügbar<br />

oder Kunden möchten Schichtleiter<br />

mit mobilen Tablets ausstatten,<br />

um Maschinen von jedem Ort<br />

in der Produktion aus überwachen<br />

zu können. Responsives Design bei<br />

HMIs ist inspiriert von der Architektur<br />

moderner Websites: Die Elemente<br />

des HMIs passen sich intelligent<br />

an das jeweilige Endgerät an. ◄<br />

74 <strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong>


Bedienen und Visualisieren<br />

Digitalanzeigen für PROFINET-Netzwerke<br />

Siebert Industrieelektronik GmbH<br />

www.siebert-group.com<br />

Von kompakten Einbaugeräten bis hin zu Großanzeigen:<br />

die von Siebert neu vorgestellten Digitalanzeigen<br />

sind über PROFINET ansteuerbar.<br />

Das innovative Produktprogramm reicht von kompakten<br />

Geräten im Einbaugehäuse bis hin zu Großanzeigen<br />

für den Einsatz im Innen- und Außenbereich<br />

und Ableseentfernungen bis zu 100 Metern. Die brillant<br />

leuchtenden LEDs sorgen für ein exzellentes Schriftbild<br />

und sind in verschiedenen Farben erhältlich. Die<br />

Großanzeigen verfügen über robuste Stahlblechgehäuse<br />

in professionellem Industriedesign. Für Anwendungen<br />

mit speziellen Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit<br />

werden sie auch mit Edelstahlgehäusen<br />

angeboten.<br />

Alle Serien verfügen über einen integrierten Switch<br />

nach Konformitätsklasse CC-C und ermöglichen so<br />

die Integration in Anlagen mit IRT-Kommunikation. Die<br />

Parametrierung erfolgt vollständig in einem Engineering-Framework.<br />

Die Textanzeigen der Serien SX502<br />

und SX602 verfügen über umfangreiche Komfortfunktionen<br />

und werden in einem intuitiv zu bedienenden<br />

Menü parametriert.<br />

Die numerischen Anzeigen warten ebenso mit zahlreichen<br />

Komfortfunktionen auf und können neben Ziffern<br />

auch die mit sieben Segmenten darstellbaren<br />

Buchstaben und Sonderzeichen darstellen. Eine intelligente<br />

Smart-Dot-Funktion verschiebt beispielsweise<br />

den Dezimalpunkt automatisch, so dass der Vorkommawert<br />

vollständig angezeigt wird und die Nachkommastellen<br />

wahlweise abgeschnitten oder gerundet werden.<br />

Bei Über- oder Unterschreiten von einstellbaren<br />

Schwellenwerten kann eine automatische Änderung<br />

des Darstellungsmodus erfolgen. ◄<br />

14. – 16.11.2023<br />

NÜRNBERG<br />

Bringing<br />

Automation<br />

to Life<br />

Werden Sie Teil der 32. internationalen<br />

Fachmesse für industrielle Automation<br />

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NOV23SPS<br />

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Persönlich.<br />

Entdecken Sie die Innovationen von morgen auf der SPS<br />

2023.<br />

Vom einfachen Sensor bis hin zu intelligenten Lösungen,<br />

vom heute Machbaren bis hin zur Vision einer umfassend<br />

digitalisierten Industriewelt - Die SPS bildet mit ihrem<br />

einzigartigen Konzept das komplette Spektrum der smarten<br />

und digitalen Automation ab.<br />

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für Ihren Anwendungsbereich.<br />

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Bedienen und Visualisieren<br />

Grafikfähige Großanzeige<br />

für die industrielle Anwendung<br />

esitron-electronic präsentiert das neue Dot-Matrix Display DMD128<br />

Breite variiert je nach Ausführung:<br />

291, 547 oder 803 mm. Die frontseitige<br />

Schutzart ist IP51. Industriestandard-Steckverbinder<br />

sorgen<br />

für einen robusten Anschluss von<br />

Stromversorgung und Schnittstelle.<br />

Das DMD128 setzt die erfolgreiche<br />

Produktreihe von digitalen Displays<br />

fort. esitron ist bereits mit den Großanzeigen<br />

DM6, DM57 und DM100<br />

seit Jahren am Markt etabliert.<br />

esitron-electronic GmbH<br />

info@esitron.de<br />

www.esitron.de<br />

Neu bei esitron ist ab sofort ein<br />

großformatiges mehrfarbiges Dot-<br />

Matrix-Display. Durch die integrierten<br />

und galvanisch getrennten Schnittstellen<br />

PROFINET oder EtherCAT<br />

(jeweils 2-Port) ist die Einbindung<br />

in weitläufige Industrieanlagen problemlos<br />

möglich. Die Großanzeige<br />

wird vor allem zur Anzeige verschiedenster<br />

Prozessdaten und physikalischer<br />

Größen wie Gewicht,<br />

Druck, Drehzahl, Temperatur oder<br />

Geschwindigkeit eingesetzt. Mit<br />

einer Ableseentfernung von 50 m,<br />

einer Helligkeit von 800 cd/m², einer<br />

Helligkeitseinstellung in 255 Stufen<br />

sowie einem Ablesebereich von 160°<br />

sind die auf der Anzeige dargestellten<br />

Informationen auch aus größerer<br />

Entfernung und unter wechselnden<br />

Betrachtungswinkeln gut ablesbar.<br />

Die reflexionsarme, entspiegelte<br />

Frontscheibe sorgt für hohen Kontrast.<br />

So ist die perfekte Lesbarkeit<br />

auch bei schwierigen Sichtverhältnissen<br />

gewährleistet.<br />

Optische Anzeige für den<br />

anspruchsvollen Einsatz<br />

Das Dot-Matrix-Display DMD128<br />

ist eine optische Anzeige für den<br />

anspruchsvollen industriellen Einsatz<br />

im Innenbereich. Es ermöglicht<br />

die brillante Darstellung von<br />

Zahlen, Texten, Symbolen und Grafiken,<br />

die vom Anwender frei programmiert<br />

werden können. Dabei<br />

können acht Anzeigefarben beliebig<br />

kombiniert werden. Die verwendete<br />

Anzeigetechnik basiert auf LEDs.<br />

Die Anzeige ist in ein robustes,<br />

beschichtetes Aluminiumgehäuse<br />

eingebaut und hat die Abmessungen<br />

(Höhe x Tiefe) 166 x 50 mm. Die<br />

„Arbeitgeber der Zukunft“<br />

esitron hat kürzlich die Auszeichnung<br />

„Arbeitgeber der Zukunft“<br />

erhalten. Zukunftsorientierung und<br />

Qualität als Arbeitgeber - dafür werden<br />

Unternehmen vom Deutschen<br />

Innovations-Institut für Nachhaltigkeit<br />

und Digitalisierung (DIND) mit<br />

dem Preis „Arbeitgeber der Zukunft“<br />

ausgezeichnet. Die Initiative steht<br />

unter der Schirmherrschaft der ehemaligen<br />

Bundeswirtschaftsministerin<br />

Brigitte Zypries. Ausgezeichnet<br />

werden innovative Unternehmen<br />

mit einer klaren Digitalisierungsstrategie,<br />

die Nachhaltigkeitsziele<br />

verfolgen und attraktive Arbeitsbedingungen<br />

bieten. Im Fokus stehen<br />

dabei moderne Führung und Mitarbeiterfreundlichkeit.<br />

esitron – Hersteller<br />

von Antriebs- und Automatisierungstechnik<br />

mit Sitz in Friedrichshafen<br />

am Bodensee – hat im<br />

September 2023 diese Auszeichnung<br />

erhalten. ◄<br />

Unterstützen Sie<br />

Menschen in Not!<br />

Deutsches Rotes Kreuz e.V.<br />

IBAN: DE63 3702 0500 0005 0233 07<br />

BIC: BFSWDE33XXX<br />

Spendenzweck: Nothilfe Ukraine<br />

Helfen<br />

Sie<br />

jetzt!<br />

www.drk.de<br />

Ukraine<br />

#Nothilfe<br />

Maksym Trebukhov/Ukrainisches Rotes Kreuz/IFRK<br />

76 <strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong>


Antriebe<br />

Mit innovativen Motoren Energie sparen<br />

Rosync Motoren mit der patentierten GreenDrive Technology des Bremerhavener Herstellers Rotek sind immer<br />

dort eine Option, wo es auf Energieeffizienz und hohen Wirkungsgrad bei kleinem Bauraum ankommt.<br />

züge des Rosync Motors, nämlich<br />

Energie einzusparen, bei hoher<br />

Einschaltdauer zum Tragen. Der<br />

Rosync als Kondensatormotor bietet<br />

im Dauerbetrieb 20 bis 36 Watt<br />

Abgabeleistung. Mit Wicklungen für<br />

den Kurzzeitbetrieb lassen sich bis<br />

zu 50 Watt erreichen.<br />

Rosync im Vergleich<br />

Die innovative Technik der Rosync<br />

Motoren verbindet niedrigen Stromverbrauch<br />

mit geringem Materialeinsatz<br />

durch extrem kompakte<br />

Bauweise. Das wirkt sich auch<br />

auf die Herstellungskosten positiv<br />

aus. Beim Rosync kommen Hochleistungs-Ringmagnete<br />

aus kunststoff-gebundenem<br />

Seltenerde-<br />

Material zum Einsatz. Das Eisen<br />

im Stator wurde auf das notwendige<br />

Minimum reduziert, um möglichst<br />

viel Platz für die Spulen zu<br />

erhalten. Optimierte Wickelköpfe<br />

Rotek GmbH & Co. KG<br />

www.rotek-motoren.de<br />

verringern die Wicklungsverluste,<br />

was mit zu dem verbesserten Wirkungsgrad<br />

beiträgt. Das Ergebnis<br />

ist eine außergewöhnliche Effizienz,<br />

auch was den Verbrauch an<br />

Rohstoffen betrifft.<br />

Einphasen-Kondensatormotor<br />

oder Drehstrommotor<br />

Den Rosync gibt es als Einphasen-Kondensatormotor<br />

und als Drehstrommotor.<br />

Der Wirkungsgrad des<br />

Kondensatormotors wurde auf über<br />

70 Prozent gesteigert, während der<br />

Wirkungsgrad des Drehstrommotors<br />

bis zu 90 Prozent beträgt. Die Drehstrommotoren<br />

bieten 50 - 85 Watt<br />

im Dauerbetrieb. Im Kurzzeitbetrieb<br />

können sie mittlerweile auch 100 W<br />

erreichen. Dabei kommen die Vor-<br />

Die auf dem Markt weitverbreiteten<br />

Asynchronmotoren gleicher Leistung<br />

liegen bei rund 50 Prozent und die<br />

in der Anschaffung günstigen Spaltpolmotoren<br />

bei nur 20 Prozent. Im<br />

Vergleich zu herkömmlichen Synchronmotoren<br />

beträgt die Steigerung<br />

der Abgabeleistung des Rosync<br />

zwischen +40 bis +200 Prozent bei<br />

gleicher Baugröße.<br />

Hohe Laufruhe<br />

Auch sein Verhalten am Frequenzumformer<br />

ist durch den praktisch<br />

resonanzfreien Betrieb von 1<br />

bis 70 Hz hervorragend. Zugunsten<br />

der hohen Laufruhe wurde bei der<br />

Entwicklung auf das Selbsthaltemoment<br />

im stromlosen Zustand<br />

weitestgehend verzichtet. Weitere<br />

Vorteile dieses Motors sind seine<br />

konstante Drehzahl (unabhängig<br />

von Belastung und Spannung),<br />

kurze Start- und Stoppzeiten und<br />

sein vibrationsarmer Lauf. Darüber<br />

hinaus ist der Rosync wartungs-frei<br />

und hat eine hohe Lebensdauer.<br />

Die extrem kompakte Bauform ist<br />

ein Vorteil bei beengten Platzverhältnissen.<br />

Denn er ist wesentlich<br />

kleiner als Motoren gleicher Leistung<br />

nach herkömmlicher Bauart.<br />

Verschiedene Spannungen<br />

Mit seiner gleichen äußeren Bauform<br />

wie alle bisherigen Motoren von<br />

Rotek passt er zu den Komponenten<br />

aus dem Rotek-Baukastensystem.<br />

Auch alle bisherigen Getriebetypen<br />

können angebaut werden. Angeboten<br />

werden die Rosync Motoren in<br />

den Spannungen von 1~24 V bis<br />

1~230 V sowie 3~230 V für Umrichterbetrieb<br />

und 3~400 V. Ausführungen<br />

für Sonderspannungen und<br />

erhöhte Abgabeleistung im Kurzbetrieb<br />

fertigt Rotek nach Kundenanforderungen.<br />

◄<br />

Linearwellenmotoren mit noch mehr Kraft<br />

Nippon Pulse (NPM) erweitert sein umfangreiches<br />

Sortiment an Linearwellenmotoren um<br />

eine neue Motorenserie. Die SX-Serie ist mit<br />

Hochenergiemagneten ausgestattet, die für<br />

mehr Kraft bei den mittleren Größen sorgen.<br />

Sie ergänzt den bestehenden Größenbereich<br />

der Motoren der S-Serie.<br />

Die Motoren der SX-Serie sind in den Wellendurchmessern<br />

6, 8 und 10 mm erhältlich.<br />

Die Motoren können Hublängen von 50 bis<br />

300 mm erreichen. Zusätzlich können analoge<br />

Hallsensoren ergänzt werden, so dass keine<br />

Geräte für eine externe Rückmeldung erforderlich<br />

sind. Linearwellenmotoren sind hochpräzise,<br />

kompakte und effiziente Servomotoren,<br />

© Nippon Pulse<br />

die eine gleichmäßige, berührungslose Bewegung<br />

für einen wartungsfreien Betrieb bieten.<br />

Das lineare Bewegungssystem kann mit<br />

dem Commander-Kern von Nippon Pulse<br />

kombiniert werden. Der Commander-Kern<br />

ist ein vierachsiger Hybrid-IC, der die Lücke<br />

zwischen handelsüblichen und von Grund<br />

auf neu entwickelten Motion-Controllern<br />

schließt. Er verfügt über fortschrittliche Servound<br />

Schrittmotorfunktionen, einschließlich<br />

koordinierter und kontinuierlich gepufferter<br />

Bewegungen, und eine Vielzahl von Interpolationsfunktionen.<br />

Mit dem Einsatz des<br />

Commanders kann die Time-to-Market verkürzt<br />

werden.<br />

Dynetics GmbH<br />

info@dynetics.eu<br />

www.dynetics.eu<br />

<strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong> 77


Messen/Steuern/Regeln<br />

Flexible modulare Sicherheits-SPS<br />

mit sehr kurzen Abschalt- und Prozesszeiten<br />

Die modulare Sicherheits-SPS FMSC von Fiessler Elektronik ist jetzt mit der DHSM-Funktion ausgestattet.<br />

Die DHSM (Dynamic High Speed<br />

Monitoring) Funktion zeichnet sich<br />

durch sehr kurze Abschalt- und<br />

Prozesszeiten aus. Mit Hilfe integriertem<br />

DHSM können gefährliche<br />

Bewegungen oder Zustände einer<br />

Maschinen bzw. Anlagen schnell<br />

und sicher gestoppt werden. Unterstützt<br />

wird die DHSM-Funktion durch<br />

die Abschaltkapazität von 4 A pro<br />

Sicherheitsausgang. Damit können<br />

bis zu 4 x 4 A pro Modul innerhalb<br />

von 0,5 ms geschaltet werden.<br />

Dies ermöglicht auch das direkte<br />

schnelle Abschalten von Antrieben<br />

ohne die sonst benötigten zusätzlichen<br />

Schaltglieder wie Relais oder<br />

Schütze. Mit diesen Worten lässt<br />

sich die Sicherheitssteuerung aus<br />

dem Hause Fiessler Elektronik kurz<br />

beschreiben.<br />

Komplette Eigenentwicklung<br />

Im Gegensatz zu dem allgemeinen<br />

Trend, Sicherheitssteuerungen zu<br />

„brand labeln“, setzt Fiessler Elektronik<br />

auf eine komplette Eigenentwicklung<br />

der Steuerung. So hat man<br />

zu jeder Zeit Zugriff auf die Entwicklung<br />

sowohl im Hard- als auch im<br />

Softwarebereich. Daraus ergibt sich<br />

eine schnelle Reaktion im Falle von<br />

speziellen Kundenwünschen oder<br />

Anpassungen.<br />

Modulares Konzept<br />

Die Sicherheitssteuerung FMSC,<br />

Fiessler Modular Safety Controller,<br />

ist die nächste Generation von<br />

Steuerungen im Hause Fiessler<br />

Elektronik welche sich nun durch<br />

ein modulares Konzept auszeichnet.<br />

Somit kann das Steuerungskonzept<br />

flexibel und effizient an<br />

die steuerungstechnische Aufgabe<br />

angepasst werden. Dazu stehen verschiedene<br />

Master- als auch Slavegeräte<br />

zur Verfügung.<br />

Jedes FMSC Modul hat 12 Eingänge,<br />

4 sichere Ausgänge und<br />

5 Standardausgänge. Ein zweistelliges<br />

Display für die Erstdiagnose<br />

sowie ein USB-Port für die Online-<br />

Diagnose runden das Hardwareprofil<br />

der Sicherheitssteuerung FMSC<br />

ab. Die FMSC Module werden einfach<br />

auf eine Hutschiene aufgesteckt.<br />

Sollen mehrere Module in<br />

einer Anwendung zum Einsatz kommen,<br />

so werden diese mittels einem<br />

Rückwandbusstecker einfach miteinander<br />

verbunden.<br />

Einzeln parametrierbar<br />

Bewährte Funktionen wurden<br />

von der Vorgängersteuerung FPSC<br />

übernommen. Gehörte diese mit<br />

ihrer „shut down“-Funktion mit einer<br />

maximalen Abschaltzeit von 0,5 ms<br />

schon zu den schnellsten Sicherheitssteuerungen<br />

so wurde dieses<br />

Prinzip auf für die neue FMSC Steuerung<br />

übernommen. Neu ist, dass<br />

nun jeder Eingang für diese Funktion<br />

parametriert werden kann. Dies<br />

erfolgt einfach im Konfigurator der<br />

FMSC Studio Programmiersoftware.<br />

Durch den Einsatz neuester Technologien<br />

wurde die Zykluszeit der<br />

FMSC deutlichst verringert.<br />

Dies wurde auch zwangsläufig<br />

notwendig, denn die Sicherheitssteuerung<br />

FMSC kann bis zu<br />

17 Achsen nach performance level e<br />

überwachen. Durch diese Eigenschaft<br />

können ganz neue Anwendungsfälle<br />

erschlossen und gelöst<br />

werden.<br />

Parametrierbare<br />

Abschaltverzögerung<br />

Eine weitere Neuerung ist die parametrierbare<br />

Abschaltverzögerung<br />

der sicheren Ausgänge. Wird ein<br />

Hardware-fehler bzw. Kurzschluss<br />

am Eingang einer Sicherheitssteuerung<br />

entdeckt, so schalten diese<br />

im Normalfall sofort in den sicheren<br />

Zustand. D. h. die Ausgänge werden<br />

sofort abgeschalten. Dies kann<br />

mitunter zu gefährlichen Situationen<br />

führen, wenn z. B. gerade ein größeres<br />

Teil an einem Roboterarm<br />

bewegt wird. Durch die aufkommende<br />

große Fliehkraft könnte<br />

sich dieses lösen und somit Personen<br />

im Umfeld gefährden oder<br />

sogar verletzen. Die FMSC stellt<br />

hier die Möglichkeit zur Verfügung<br />

sichere Ausgänge auch im Fehlerfalle<br />

so zu verzögern, dass der<br />

Roboter kontrolliert zum Stillstand<br />

gebracht werden kann ohne dass<br />

die erwähnten Fliehkräfte durch<br />

ein abruptes Abbremsen aufkommen<br />

können. Somit erhält man ein<br />

komplettes Sicherheitskonzept auch<br />

während einer Notabschaltung.<br />

Lichtschranken<br />

Des Weiteren können Lichtschrankenanwendungen,<br />

in denen<br />

verschiedene Betriebsarten der Lichtschranke,<br />

z. B. Schutzbetrieb oder<br />

fix bzw. floating blanking, benötigt<br />

werden, einfach realisiert werden.<br />

Die notwendige Umprogrammierung<br />

der Lichtschrankenfunktion<br />

kann direkt über die Sicherheitssteuerung<br />

FMSC erfolgen. Somit<br />

kann man sich das normalerweise<br />

für diese Anwendung notwendige<br />

Fiessler Elektronik<br />

GmbH & Co KG<br />

info@fiessler.de<br />

www.fiessler.de<br />

78 <strong>Einkaufsführer</strong> <strong>Produktionsautomatisierung</strong> <strong>2024</strong>


Messen/Steuern/Regeln<br />

Lichtschrankenprogrammiergerät<br />

einsparen.<br />

FMSC Studio<br />

Die Programmierung der Sicherheitssteuerung<br />

FMSC erfolgt mittels<br />

der Programmiersoftware FMSC<br />

Studio auf zeichnerischem Wege.<br />

Vorgefertigte Anwendungsmodule<br />

werden einfach mit einer Linie verbunden.<br />

Somit kann der Signalfluss<br />

einfach überblickt werden.<br />

Allerdings unterstützt die Software<br />

auch Arbeitsweisen mit Übergabemerkern.<br />

Diese sind dann sehr hilfreich,<br />

wenn ein Programm komplexer<br />

wird. Übergabemerker können<br />

an jeder Stelle auf dem Arbeitsplatz<br />

gesetzt und benutzt werden. Somit<br />

lässt sich ein Programm sehr übersichtlich<br />

strukturieren. Auch die generelle<br />

Arbeitsweise eines Anwenders<br />

wird unterstützt. So kann mit der<br />

Software Blattorientiert als auch frei<br />

gearbeitet werden. Je nach Anforderung<br />

des Programmierers.<br />

Unterprogramme möglich<br />

Die Generierung von sogenannten<br />

Kombinationen, besser bekannt<br />

als Unterprogramme, vereinfacht die<br />

Erstellung von Programmen signifikant.<br />

So können wiederkehrende<br />

Funktionen zusammengefasst und<br />

in einer Kombination gespeichert<br />

werden. Diese kann dann in spätere<br />

Programme einfach wieder<br />

importiert werden. Dadurch werden<br />

die Entwicklungskosten deutlich<br />

gesenkt.<br />

Integrierter Simulator<br />

Mit Hilfe eines eingebauten Simulators<br />

kann das erstellte Programm<br />

am Arbeitsplatz gleich getestet werden.<br />

Zeitliche Abhängigkeiten und<br />

funktionelle Gegebenheiten können<br />

im Simulator einfach nachgestellt<br />

werden. Dies verringert die<br />

Zeit für die reale Maschineninbetriebnahme<br />

signifikant. Mit Hilfe<br />

von speziellen Bausteinen kann<br />

auch gleich das Verhalten des Programms<br />

auf Fehlergegebenheiten,<br />

wie z. B. Kurzschlüsse an Eingängen,<br />

getestet werden. Jeder Simulator<br />

kann einzeln gespeichert werden<br />

und zu Dokumentationszwecke<br />

mit angedruckt werden. Die FMSC<br />

Studio Software ist auch die Basis<br />

für die Online diagnose. Sämtliche<br />

Programmteile können sehr einfach<br />

online diagnostiziert werden.<br />

Vielseitig einsetzbar<br />

Durch das modulare Konzept der<br />

Sicherheitssteuerung FMSC können<br />

die unterschiedlichsten Anwendungen<br />

bedient werden. Mit der<br />

Variante FMSC ECO können alle<br />

Anwendungen mit bis zu 6 Sicherheitsfunktionen<br />

kosteneffektiv umgesetzt<br />

werden. Die Variante FMSC<br />

BASIC kann mit bis zu 4 Erweiterungsmodule<br />

ausgebaut werden.<br />

Die Variante FMSC Advanced bietet<br />

zum einen die „shut down“ Funktion<br />

als auch die sicherheitstechnische<br />

Überwachung einer Achse.<br />

An diese Version können bis zu<br />

8 Erweiterungsgeräte angeschlossen<br />

werden. Mit der Variante FMSC<br />

PROFI kann der maximale Systemausbau<br />

von bis zu 16 Erweiterungsmodulen<br />

erreicht werden. Dies entspricht<br />

einer maximalen Systemkonfiguration<br />

von 204 Eingängen, 68<br />

sicheren Ausgängen und 85 Standardausgängen.<br />

Somit bietet die FMSC Sicherheitssteuerung<br />

für jeden Anwendungsfall<br />

eine kosteneffektive Lösung. ◄<br />

Komischer Winkel? Besser messen.<br />

a.b.jödden gmbh<br />

info@abjoedden.de<br />

www.abjoedden.de<br />

Die Maschinen funktionieren<br />

immer? Aber nicht immer gleich<br />

gut? Manchmal ist irgendetwas<br />

anders, die Qualität leidet, der Ausschuss<br />

wird größer. Der Anwender<br />

kann jedoch nicht erkennen,<br />

welche Stellschraube gedreht,<br />

welcher Winkel angepasst werden<br />

muss?<br />

Induktive Wegmesser der<br />

a.b.jödden gmbh können präzise<br />

Auskünfte über die Situation liefern.<br />

Abstandsänderungen, ungewollte<br />

Torsion in Wellen, zu starke<br />

Beschleunigungskräfte. Die Bandbreite<br />

der Sensorik erlaubt eine<br />

bessere Datenlage und daraus<br />

resultierend eine effektivere Produktion.<br />

Winkel können z. B. mit<br />

der KAS2000-Serie überwacht<br />

werden. Die hochauflösenden Neigungssensoren<br />

bieten Messbereiche<br />

von ±90° bei einer Arbeitstemperatur<br />

von -40 bis +85 °C in<br />

einem IP68 Gehäuse.<br />

Die hohe Genauigkeit und Reproduzierbarkeit<br />

verdankt dieser Sensor<br />

der Methode des „Pendels“.<br />

Das heißt, eine Prüfmasse wird<br />

durch die Winkelstellung bewegt.<br />

Diese ist zwischen zwei Kondensatorplatten<br />

angeordnet und wird<br />

kapazitiv abgegriffen. So können<br />

grundsätzlich mit den gleichen Sensoren<br />

Neigung, Beschleunigung<