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www.digital-factory-journal.de S1/2017
DIGITAL FACTORYDAS MAGAZIN FÜR INDUSTRIE 4.0 & IOT JOURNAL
POWERED BY
ENGINEERING DER DINGEWIE INDUSTRIE 4.0 UND IOT DAS ENGINEERING VERÄNDERN
USABILITY TEILDISZIPLIN DER SOFTWAREENTWICKLUNG
SONDERAUSGABE MARKTPLATZ INDUSTRIE 4.0
DIAGNOSE VIA CLOUDWENN SCHALTSCHRANK-
KÜHLGERÄTE SPRECHEN
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S1/2017
Ganzheitliche DigitalisierungIn einem Vortrag berichtete Volker Bellersheim, Mitglied der Geschäftsleitung bei Dr. Wieselhuber & Partner, auf dem Jahrestreffen des Europäischen Ver-bands der Werkzeugmaschinenhersteller (Cecimo) über digitale Geschäftsmo-delle. Für ihn sind die Fragen der Technologien und Infrastrukturen, aber auch der Verarbeitung der Daten und Informationen inzwischen geklärt.
Vielmehr kommt es jetzt auf die Generierung neuer Geschäftsmodelle sowie die Monetarisierung der ge-wonnenen Daten an. Die Herausforderungen liegen da-bei vor allem in Kompetenzlücken, in der Unterneh-menskultur, in organisatorischen Aspekten sowie im Vertriebskonzept. Immerhin etwa 25 % der Maschinen-bauer und Komponentenhersteller bieten heute laut ei-ner VDMA-Studie bereits Cloud Services sowie Predic-tive Maintenance an, bei datenbasierten Services (zum Beispiel Big Data Analytics) sind es 14 %. Der aktuelle
Umsatzanteil mit digitalen Geschäftsmodellen soll bei 8 % liegen. V. Bellersheim mahnt einen Paradigmenwechsel an: Anstelle der traditionellen Denkweise ist ein „Out-of-the-box Thinking“ gefordert, bei dem datenbasierte Value-Added-Services und neue Geschäftsmodelle im Mittelpunkt stehen. Maschinenbauer sollen sich als Lösungspartner für den Fertigungsprozess verstehen.
Mit dem Marktplatz Industrie 4.0 wurde nun ein Lösungsforum für konkrete Industrie-4.0-Anwendungen ins Leben gerufen. Dieses Forum legt als zentra-ler Bestandteil des Automatisierungstreffs, der vom 28. bis 30. März 2017 wieder in der Kongresshalle in Böblingen stattfindet, den Schwerpunkt auf konkrete Use Cases für Industrie 4.0 und IoT und richtet sich an Anwender, Praktiker und Macher, welche die digitale Transformation in den Unternehmen voranbringen. Die Use Cases zeigen Ansätze für eine ganzheitliche Digitalisie-rung.
Ronald Heinze
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Fertigungsoptimierung mit cronetwork MES
Editorial
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Titelstory
DIAGNOSE VIA CLOUDWENN SCHALTSCHRANK-KÜHLGERÄTE SPRECHEN
SEITE 44Der Elektrotechnikspezialist Pfannenberg hat mit seinen kom-munikationsfähigen Kühlgeräten Intelligenz in die Schalt-schrank-Kühlung gebracht.
Magazin
06 Marktplatz Industrie 4.0 – Lösungsforum für konkrete Industrie 4.0-Anwendungen
Product Design, Production / Planning & Engineering
12 Das Engineering der Dinge
16 Usability für Maschinen
Automation & Manufacturing
31 Von Industrie 3.0 zu Industrie 4.0
34 Industrie 4.0 in der Umsetzung
Industrial Communication & Interfaces
39 OPC UA Server/Client für IoT-Gateway
41 Steuerungs- und IT-Ebene nahtlos miteinander verbinden
Big Data, Cloud Solutions & Services
44 Wenn Schaltschrank-Kühlgeräte sprechen
47 IoT-Strategie eines Kommunikations- unternehmens
SEITE 31Von Industrie 3.0 zu Industrie 4.0: Flexibler IoT-Baukasten für die Smart Factory
SEITE 12Das Engineering der Dinge: Wie Industrie 4.0 und das Internet of Things das Engineering verändern
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Inhaltsverzeichnis
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6
www.digital-factory-journal.de S1/2017
Automatisierungstreff mit Marktplatz Industrie 4.0: Lösungsforum für konkrete Industrie-4.0-Anwendungen
Industrie 4.0 und die digitale
Transformation sind die
Trendthemen unserer Zeit.
Inzwischen geht es immer
öfter um den praktischen
Nutzen und die schnelle
Umsetzung entsprechender
Projekte in der Produktion.
Daher wurde der Marktplatz
Industrie 4.0 ins Leben ge-
rufen, der als zentraler Be-
standteil des Automatisie-
rungstreffs den Schwerpunkt
auf konkrete Use Cases für
Industrie 4.0 und IoT legt.
Der Marktplatz Industrie 4.0
richtet sich an Anwender,
Praktiker und Macher, wel-
che die digitale Transforma-
tion in den Unternehmen
voranbringen. Das Forum
ergänzt in idealer Weise den
Automatisierungstreff, die
etwas andere, innovative
Kommunikationsplattform für die Prä-
sentation und Diskussion neuer Techno-
logien und Trends, der vom 28.03. bis
30.03.2017 wieder in der Kongresshalle
in Böblingen stattfindet.
„Industrie 4.0 jetzt“ heißt die Devise. Die
Vorteile der Lösungen rund um die Digi-
talisierung müssen klar dargestellt wer-
den. Der Marktplatz Industrie 4.0 ermög-
licht es, den ganzheitlichen Ansatz von
Industrie 4.0 und IIoT zu verstehen und
den Wert des Ganzen zu erkennen. Nur
durch das nahtlose Zusammenspiel von
allen Ressourcen einer Fabrik vom klei-
nen Sensor in der Produktion bis zur
Management-Software in der Geschäfts-
führung wird die Grundlage für eine sig-
nifikant, höhere Wertschöpfung erreicht.
„Der Marktplatz Industrie 4.0 liefert keine
weiteren technischen Präsentationen
von Teilbereichen, sondern eine Platt-
form zur Vorstellung von Ideen und prak-
tischen Lösungen, die aus der Nutzung
von Industrie 4.0 echten Mehrwert gene-
rieren“, betont Sybille Strobl, Geschäfts-
führerin des Veranstalters Strobl GmbH.
„Unser Marktplatz basiert komplett auf
einem applikationsbezogenen Konzept.“
Zur Zielgruppe des Marktplatzes Indus-
trie 4.0 gehören technisches und kauf-
männisches Management, welches die
gewinnbringende Anwendung von In-
dustrie 4.0 im Fokus hat, IT-Fachleute,
die die Daten der Produktionsebene als
Basis zur Entwicklung intelligenter Soft-
warefunktionen benötigen, Technische
Leiter und Projektierer, die sich effiziente-
re Verfahren zur Verbesserung der Pro-
duktionsabläufe wünschen, Anlagenpla-
ner in der Automotive-Industrie, die
große Anlagen effizienter verwalten
müssen und mithilfe der IT flexibler ma-
chen wollen, sowie Service-
und Instandhaltungstechni-
ker, die eine automatische
Selbstüberwachung aller
Geräte wünschen und mehr
Effizienz bei der Wartungs-
planung erreichen wollen.
Das Ziel: Der Anwender
kommt mit einer Aufgaben-
stellung auf den Marktplatz
Industrie 4.0 und entdeckt
eine Industrie-4.0-Anwen-
dung, die eine Lösung für
seine Aufgabe ist. Oder er
findet eine Idee für eine Lö-
sung.
Der neue Marktplatz Indus-
trie 4.0 ist eine Plattform, auf
der Anbieter verschiedener
Produkte und Disziplinen
dem Marktbesucher an ei-
nem Ort ihre verfügbaren
Use Cases für seine Anforde-
rungen vorstellt. Die Teilneh-
mer zeigen konkretes Use Case. Bei
übergreifenden Aufgabenstellungen
können auch zwei oder mehrere Teilneh-
mer ihre Anwendungen vorstellen. Jeder
Use-Case beinhaltet eine konkrete,
nachvollziehbare Aufgabenstellung und
stellt den Lösungsweg mit I4.0/IIoT-
Funktionalität vor. „Interessierte kommen
mit konkreten und klaren Applikations-
anfragen zum Marktplatz“, betont Stefan
Körte, Bereichsleiter bei der Hilscher Ge-
sellschaft mbH und Teilnehmer auf dem
Marktplatz Industrie 4.0. „Für uns Aus-
steller stellt es einen sportlichen Ehrgeiz
dar, für die Anfragen der Besucher die
bestmögliche Lösung zu finden.“ Laut
S. Körte reicht es bei Industrie 4.0 nicht
mehr aus, „tolle Kisten zu zeigen, son-
dern es müssen passende Ansätze prä-
sentiert werden, um solch ein komplexes
Thema voranzubringen“. „Als Aussteller
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Magazin
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auf einer Messe kann immer nur ein
Element einer Lösung gezeigt werden“,
schließt der Hilscher-Manager an. „Auf
dem Marktplatz Industrie 4.0 wird hin-
gegen die Zusammenarbeit zwischen
verschiedenen Ausstellern gefördert.“
Für ihn ist die Technologie für Industrie
4.0 nun einsatzbereit: „Reale Use Ca-
ses sind entwickelt und umgesetzt.“
Der Marktplatz Industrie 4.0 wird sol-
che Use Cases vorstellen. Unter ande-
rem wird Hilscher zusammen mit IBM
Deutschland Use Cases zeigen. Beide
Unternehmen haben zum Beispiel bei
John Deere in Mannheim bereits eine
Industrie-4.0-Implementierung reali-
siert.
Um sicher zu stellen, dass die Use Ca-
ses für den Marktplatz Industrie 4.0 den
hohen Anforderungen der Besucher ge-
recht werden und zu der Vision sowie
dem Charakter des neuen Forums pas-
sen, überprüft ein unabhängiger Beirat
die Use Cases, die vorher mit einer
Kurzbeschreibung eingereicht werden.
„Die bisher vorhandene kleine Ausstel-
lung auf dem Automatisierungstreff
wird es nicht mehr geben“, erläutert
S. Strobl. „Wir konzentrieren uns neben
dem vielfältigen Angebot der praxisori-
entierten Workshops komplett auf den
Marktplatz Industrie 4.0.“ Sie ergänzt:
„Ab Mitte Februar bieten wir eine Besu-
cher-Koordinierung an. Besucher kön-
nen sich Gesprächstermine auf dem
Marktplatz Industrie 4.0 für die sie inte-
ressierenden Use Cases reservieren
lassen.“
Für Anwender wie Angelo Bindi, CIO bei
Aperam, ist der Marktplatz Industrie 4.0
genau der richtige Ansatz, um gute Ideen
zu generieren. Ein Dreh- und Angelpunkt
stellen für ihn herstellerunabhängige
Kommunikationslösungen von der Feld-
ebene bis zur Cloud dar: „Marktplätze
sind seit Jahrtausenden bekannt“, betont
er. „Der Marktplatz Industrie 4.0 wird hel-
fen, die richtigen Fragen zu stellen, um
das Thema Industrie 4.0 transparenter
zu gestalten.“
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Software AG und Google Cloud kooperieren
Die Software AG gab eine Zusammenar-
beit mit Google bekannt: Die „webMethods
Hybrid Integration Platform“ der Software
AG ist ab sofort auf der Google-Cloud ver-
fügbar. Im Verlauf des Jahres wird das
Unternehmen auch seine Digital Business
Platform auf der Google-Cloud-Platform
bereitstellen. „Die Zusammenarbeit der
Software AG mit der Google-Cloud-Platt-
form wird es Unternehmen erlauben, mit-
hilfe der ‚webMethods Hybrid Integration
Platform‘ ihre Legacy-Infrastrukturen in
eine offene, sichere und zukunftsfähige
Cloud zu überführen. Dank unserer einzig-
artigen Beziehung mit Google können wir
Unternehmen beim Wechsel in die Cloud
wirksam unterstützen“, betont Werner
Rieche, Geschäftsführer der Software AG
Deutschland. Im Rahmen der Zusammen-
arbeit können die Kunden der Software AG
nun ihre geschäftskritische Integrationsin-
frastruktur auch auf der Google-Cloud-
Plattform betreiben.
www.softwareag.com
Magazin
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www.digital-factory-journal.de S1/2017
Igus: Erstes 3D-Druck-Material für die Lebensmitteltechnik
Das vom Motion-Plastics-Spezialisten Igus entwickelte 3D-
Druckmaterial Iglidur I150 wurde jetzt nach der EU-Verordnung
10/2011 für den Lebensmittelkontakt zugelassen. Durch die
Zertifizierung des vielseitig einsetzbaren Tribo-Filaments erhal-
ten Anwender die Möglichkeit, Sonderteile für bewegte Anwen-
dungen zu drucken, die im direkten Kontakt mit Nahrungsmitteln
oder auch Kosmetik stehen. Der Werkstoff ist schmier- und
wartungsfrei und kann selbst auf 3D-Druckern eingesetzt wer-
den, die über keine beheizbare Druckplatte verfügen. Der Poly-
merspezialist Igus hat neben Iglidur I150 fünf weitere schmier-
und wartungsfreie Tribo-Filamente für unterschiedliche
Anwendungen im Programm – beispielsweise wo Dauerbelas-
tung oder Chemikalienbeständigkeit gefordert ist. Allen gemein-
sam ist, dass sie sich durch eine hohe Abriebfestigkeit auszeich-
nen und bis zu 50-mal verschleißfester als Standardmaterialien
für den 3D-Druck sind. Vor allem bei der Herstellung von kom-
plexen bewegten Verschleißteilen im Vorrichtungsbau, bei
Kleinserien und Sondermaschinenbau bietet sich ein 3D-Druck
mit den Tribo-Filamenten von Igus an.
www.igus.de
Mit DMG Mori in das Zeitalter von Industrie 4.0
Der Trend zur Vernetzung von Maschi-
nen, Produkten und Services zu digitalen
Prozessketten ist ungebrochen. In glei-
chem Maße gewinnen Sensorik und
Software an Bedeutung – auch im Werk-
zeugmaschinenbau. Deshalb baut der
Werkzeugmaschinenhersteller DMG
Mori seine Software Solutions weiterhin
massiv aus. Vorrangiges Ziel ist es, Kun-
den bereits im frühen Stadium ihrer Digi-
talisierung durch konkrete digitale Lö-
sungen einen Mehrwert zu generieren.
Das zeigt sich unter anderem in 26 ex-
klusiven DMG-Mori-Technologiezyklen
für eine einfache und schnelle Shopfloor-
Programmierung. Die exklusiven DMG-
Mori-Technologiezyklen unterstützen
den Bediener bei der dialoggeführten
Werkstatt-Programmierung direkt an der
CNC-Steuerung mit innovativen Tools in
den Bereichen Handhabung, Messen,
Zerspanen und Überwachen. Jüngstes
Highlight sind die intelligenten Schleifzy-
klen zum Innen-, Außen- und Plan-
schleifen sowie die Echtzeitüberwa-
chung des Bearbeitungsprozesses für
höchste Prozesssicherheit und Bauteil-
qualität.
Zweites Beispiel sind die neuen Power-
tools für das automatische Programmer-
stellen in der Arbeitsvorbereitung. Parallel
verstärkt DMG Mori sein App-basiertes
Steuerungs- und Bediensystem Celos mit
immer neuen, zielgerichteten Applikatio-
nen und Lösungspaketen. Zum günstigen
Komplettpreis erfüllen die App-Solutions
eindeutig umrissene Kernaufgaben der
Digitalisierung und erleichtern Kunden da-
mit den Einstieg. Ein Beispiel ist das Celos
Performance Package zur Ermittlung und
Visualisierung von Maschinenzuständen
und Kennwerten. Über die Fokussierung
auf die eigenen Kernkompetenzen für Ce-
los Machine und Celos Manufacturing hi-
naus beschleunigt DMG Mori den digitalen
Innovationsprozess jetzt auch entlang der
Supply Chain und über Branchengrenzen
hinweg. Dazu hat sich DMG Mori an dem
Start-up-Unternehmen Istos in Düsseldorf
beteiligt. Istos soll für DMG Mori und inte-
ressierte Kunden, Partner und Lieferanten
zukunftsweisende Projekte für die digitale
Produktion entwickeln.
www.dmgmori.com
Magazin
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S1/2017
Industrie Informatik: Industrie 4.0 verleiht Flügel
Namhafte Produktionsunter-
nehmen, wie Schott, Voestal-
pine, Haver & Boecker oder
jüngst Walzenbauer Bomag
haben eine Gemeinsamkeit:
Sie alle setzen bei der Ferti-
gungsoptimierung auf Cro-
network MES. Seit nunmehr
25 Jahren entwickelt und
vertreibt Industrie Informatik
sein Produkt – und das mit
Erfolg. Mit dem kürzlich ab-
gelaufenen Geschäftsjahr
blickt das Unternehmen auf
das erfolgreichste Ergebnis
seiner 25 Jahre andauern-
den Erfolgsgeschichte zu-
rück. Die Firmengruppe
konnte erneut ein zweistelli-
ges Umsatzwachstum auf
mehr als 7 Mio. € verzeich-
nen, was vor allem auf eine
verstärkte Marktbearbeitung
in Deutschland zurückzufüh-
ren ist. Neben dem langjähri-
gen Standort in Riegel bei
Freiburg wurde Mitte 2016
auch ein Büro in Ratingen bei
Düsseldorf eröffnet. Hinzu
kommen der Hauptsitz im ös-
terreichischen Linz und ein
weiteres Büro in Shanghai.
„Unsere Bemühungen im
D.A.CH-Raum finden natür-
lich auch mit ‚Industrie 4.0‘ einen weiteren Multiplikator“, er-
klärt Eckhard Winter, Geschäftsführer des Softwarehauses
den Erfolg seines Unternehmens. „Die Vernetzung verschie-
denster Komponenten und Systeme ist eine wichtige Grund-
lage für eine Industrie-4.0-taugliche Fabrik. Wir unterstützen
das, indem wir uns mit unserem MES als Datendrehscheibe in
der Fertigung positionieren.“
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Dipl.-Ing. (FH) Eckhard Winter ist Geschäftsführer bei der Industrie Informatik
Magazin
S1/2017
Die MES-Welt trifft sich bei „MES in der Praxis“
Manufacturing Execution Systems
(MES) verbinden die Automatisie-
rungs- mit der Unternehmensleitebene
und sind damit nicht nur wesentlicher
Treiber einer durchgängigen vertikalen
Integration, son-
dern als Daten-
d r e h s c h e i b e
auch entschei-
dendes Element
für Industrie 4.0.
Der MES D.A.CH
Verband e. V. lädt
daher zur Veran-
staltung „MES in
der Praxis“ am
28. und 29. März
2017 in die Kongresshalle Böblingen
ein. Hier stellen Hersteller und Anwen-
der neben den wichtigen MES-Grund-
lagen neue Trends und realisierte
Branchenlösungen vor. Ein weiterer
Schwerpunkt an beiden Tagen ist die
Bedeutung von MES für Industrie 4.0
und die Anbindung von MES an die
Maschinenebene.
Viele Fertigungsunternehmen stehen
momentan in der Evaluierungsphase,
inwieweit Manufacturing Execution
Systems (MES) ihnen bei der Erhö-
hung der Effizienz unterstützen kön-
nen. Mit der Umsetzung der Anforde-
rung von Industrie-4.0-Konzepten
wächst die Bedeutung von MES-Lö-
sungen in der fertigenden Industrie.
Einen perfekten Überblick über den
Nutzen von MES vermitteln die beiden
Workshops „Manufacturing Execution
Systems in der Praxis“, die der MES
D.A.CH Verband e.V. mit Sitz in Ilsfeld
veranstaltet. Die beiden Workshops
finden am 28. und 29. März 2017 in
der Kongresshalle Böblingen im Rah-
men der Fachveranstaltung „Automa-
tisierungstreff – IT & Automation“ statt.
In den Workshops werden unter-
schiedliche MES-Lösungen führender
Anbieter, wie CamLine, Cosmino, CSM,
Industrie Informatik, MPDV, Nuveon,
Opdenhoff, Pickert & Partner, Siemens
Industry Software und Syncos, mit en-
gem Praxisbezug sowie auch realisier-
te MES-Anwen-
dungen, zum
Beispiel bei Eu-
rac, Stiwa und
Lohmann, vorge-
stellt. Nach je-
dem Vortrag gibt
es die Möglich-
keit, in einen in-
tensiven Dialog
mit den Referen-
ten zu treten.
Dr. Olaf Sauer vom Fraunhofer Institut
IOSB referiert über die Bedeutung von
MES für Industrie 4.0. Dr.-Ing. Harald
Hoff von der HIR GmbH gibt einen
Marktüberblick über MES-Lösungen.
Prof. Dr. Florian Kerber von der Hoch-
schule Augsburg schildert aktuelle
Trends zu Industrie 4.0 aus Sicht der
Wirtschaft und der Wissenschaft.
Darüber hinaus steht die Anbindung
der MES- an die Produktionsebene mit
mehreren Vorträgen auf der Tagesord-
nung. So zum Beispiel werden neuste
Entwicklungen rund um das industriel-
le Kommunikationsprotokoll OPC UA
aus erster Quelle vorgestellt. So nimmt
Stefan Hoppe, Vice President der OPC
Foundation, Stellung zur Semantic In-
teroperability. Thomas Lantermann,
Senior Business Development Mana-
ger bei Mitsubishi Electric Europe B.V.,
berichtet über Cyber Security im Rah-
men von Industrie 4.0 und MES-Lö-
sungen. Die vollständige Agenda so-
wie detaillierte Informationen zu den
einzelnen Workshops finden Interes-
sierte unter www.automatisierungs-
treff.com.
www-mes-dach.de
Industrie 4.0 und das Industrial Internet bedeutet für
Hilscher eine durchgängige Kommunikation vom Sensor
bis in die Cloud. Wir nennen das Industrial Cloud Commu-
nication, und netIOT ist unsere Technologie dazu.
Auf dem Marktplatz Industrie 4.0 zeigen wir mit dem
netIOT Starterkit eine reale Anwendung unserer durch-
gängigen netIOT Technologie. Dazu simulieren eine
Transport- und drei Arbeitsstationen einen Produktions-
prozess. Diese sind über PROFINET an eine CODESYS
Steuerung und an ein netIOT Edge Gateway angeschlos-
sen. Letzteres kommuniziert mit der Cloud Applikation,
die die Produktionsaufträge an den Prozess ausgibt und
dessen aktuellen Status anzeigt.
Ein erstes Referenzprojekt mit dieser Technologie läuft
bei John Deere, Mannheim. Wir freuen uns auf Ihren
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Magazin
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S1/2017
IBM eröffnet Watson-IoT-Hauptsitz in München
Am 16. Februar hat IBM offiziell sein
globales Headquarter für den neuen
Geschäftsbereich Watson IoT in Mün-
chen eröffnet. Insgesamt wurden rund
200 Mio. US-$ in den neuen Hauptsitz
investiert. Ziel ist es, von dort aus die
technischen und wirtschaftlichen Poten-
ziale für das Internet der Dinge (IoT) wei-
ter auszuloten. Zudem gibt
IBM in München den offiziel-
len Startschuss für den Auf-
bau eines neuen, weltweiten
Innov at ions-Öko systems
rund um künstliche Intelligenz
(AI) und IoT. Mitglied dieses
Ökosystems ist unter ande-
rem BMW.
Mit dem weltweiten Watson-
IoT-Headquarter in München
will IBM auch neue Wege der
Zusammenarbeit beschreiten.
So sollen in sogenannten Col-
laboratories – eine Zusam-
mensetzung aus den Worten
„Collaboration“ und „Laborato-
ries“ – IBM-Experten gemein-
sam mit Kunden, Partnern und
Forschungseinrichtungen an
neuen kognitiven Technologi-
en und Lösungen arbeiten.
Diese offene, unternehmens-
und grenzüberschreitende
Zusammenarbeit soll damit
gleichzeitig zur Keimzelle ei-
nes neuen Ökosystems für
Innovation werden.
„Wir haben mittlerweile in un-
serem Geschäftsbereich welt-
weit über 6 000 Kunden und
Partner, von denen sehr viele
gerne mit uns im Watson IoT
Center zusammenarbeiten
wollen“, sagt Harriet Green,
General Manager, IBM Wat-
son IoT, Cognitive Engage-
ment and Education. „Ge-
meinsam werden wir ein
neues globales Ökosystem für Innovati-
on auf den Weg bringen, in dem erforscht
wird, wie kognitive und IoT-Technologien
ganze Branchen und unser tägliches Le-
ben verändern.“ BMW beispielsweise
wird einen Teil seiner Forschungs- und
Entwicklungsaktivitäten in eines der neu
geschaffenen IBM-Industry-Collabora-
tories in das IoT-Center verlagern. Insge-
samt werden in München rund 1 000 IoT-
Experten von IBM gemeinsam mit
Partnern und Kunden zusammenarbei-
ten. Dazu gehören auch die europäische
Technologie-Initiative EEBus, BNP Pari-
bas, Capgemini, Tech Mahindra und Avn.
www.ibm.com/iot
Platform
Plattform
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Magazin
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www.digital-factory-journal.de S1/2017
Das Engineering der DingeDas Thema Industrie 4.0 ist mittlerweile weltweit etabliert: Von der deutschen „Plattform Industrie 4.0“ über das chinesische „Made in China 2025“ bis zum „Industrial Internet Con-sortium“ in den USA; angekommen in den Unternehmen ist es aber nur punktuell. Zwar erken-nen immer mehr von ihnen die Chancen digitaler, vernetzter Produktionsprozesse, doch viele haben noch reichlich Klärungsbedarf, auch bei der Frage, welche Konsequenzen sich für das Engineering ergeben.
Johanna Kiesel
Das Internet der Dinge (IoT) sorgt für einen Rollenwandel bei
Anlagenplanern und -betreibern. In der künftigen Industrie-4.0-
Realität haben sie es mit autonomen, lernenden Geräten und
Komponenten zu tun. Übergeordnete, anweisende Instanzen?
Zentrale Steuerungen, die Informationen abfragen, verarbeiten
und weitergeben? Das wird zumindest teilweise Geschichte
sein, wenn Maschinen und Produkte selbstständig miteinander
agieren.
Damit geben Anlagenbetreiber Verantwortung aus der Hand.
Und Entwickler bekommen sie dazu. Sie müssen autarke Sys-
teme entwerfen, die flexibel auf sich ändernde Situationen re-
agieren und eigenständig kommunizieren. Das erfordert Me-
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Product Design, Production / Planning & Engineering
13
S1/2017
chanismen, die das „Handeln“ einer Fertigungsstation sicher
und verlässlich machen, aber ohne zu starke Reglementie-
rung. Denn es ist unmöglich, alle künftigen Situationen aller
beteiligten (selbst autarken) Komponenten vorherzusehen.
Leitsysteme werden zu Analysetools. Ihre Effektivität hängt
davon ab, wie gut sie eingehende Informationen in Beziehung
zu den richtigen Geräten und Funktionen setzen und interpre-
tieren.
Anforderungen aus zwei WeltenZum einen müssen sich also
Anlage und Analysesystem
verstehen, zum Beispiel für
Predictive Maintenance
(PdM). Zum anderen sind die
Anforderungen an das Engi-
neering von Geräten enorm
erhöht, vor allem von frei be-
weglichen: Die Planung intel-
ligenterer Teilkomponenten
mit immer mehr Sensorik und
Aktorik stellt höchste An-
sprüche an das Daten- und
Änderungsmanagement. Da
Komponenten sich hierar-
chisch zu kommunizieren-
den „Organismen“ zusam-
mensetzen, ist es zudem
unerlässlich, sie funktionsori-
entiert in größeren Zusam-
menhängen engineeren zu
können.
Durchgängig vernetzt„Grundsätzlich gilt: Nur wirk-
lich durchgängiges, vernetz-
tes Engineering mit möglichst
wenig Systembrüchen kann
den kommenden Anforderun-
gen gerecht werden. Ganz-
heitliche, digitale Maschinen-
und Anlagenmodelle, die
über den gesamten Lebens-
zyklus hinweg System- und
Disziplin-übergreifend Daten
zur Verfügung stellen, sind
unerlässlich“, sagt Rein-
hard Knapp, Leiter der Strate-
gieentwicklung bei der Au-
cotec AG. Das Unternehmen entwickelt seit über 30 Jahren
CAE-Software und hat mit digitalen Anlagenmodellen mehr
Erfahrung als die meisten Anbieter. Bereits vor gut zwölf Jah-
ren begann dort die Geschichte eines der ersten datenbankba-
sierten, funktionsorientierten und Disziplin übergreifenden
Systeme, der Plattform Engineering Base (EB). Sie ist heute in
verschiedenen Industrien zu Hause und verknüpft Planungs-
prozesse in der Bordnetzentwicklung von Serienfahrzeugen
ebenso wie beim Bau von Satelliten, Sondermaschinen, Ener-
gieversorgungsnetzen oder Chemie- und anderen Großanlagen.
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Product Design, Production / Planning & Engineering
S1/2017
„Über eine zentrale Datenhaltung hinaus muss das
Engineering sehr spezielle Aufgaben lösen, die In-
dustrie 4.0 stellt“, weiß R. Knapp. Zum Beispiel die
Individualisierung der Produkte und Produktion
(„Losgröße 1“) unter Bedingungen der Serienferti-
gung, vernetzte Produktionsprozesse mit zentraler
Überwachung sowie den Umgang mit manuell
nicht zu bewältigenden Datenmengen („Big Data“),
etwa aus der Kommunikation zwischen Maschinen
und Produkten oder IT-Anwendungen wie PdM.
Losgröße 1Für das Engineering ist Losgröße 1 schon lange ein
Thema. „Im Anlagenbau gleicht kaum eine Anlage
der anderen. Und natürlich haben ihre Planer den
Anspruch, diese Individualität so effizient wie mög-
lich, also zu Serienfertigungs-Bedingungen, zu
erreichen“, erklärt der Leiter der Strategieentwick-
lung. Maschinenbauern geht es genauso. Sie wol-
len und müssen individuelle Kundenwünsche mit
höchstmöglicher Standardisierung erfüllen. „Je
mehr Industrie 4.0 in den Anlagen steckt, desto
notwendiger wird Standardisierung, denn die Kom-
plexität erhöht sich enorm. Die lässt sich nur mit
durchdachter Modularität und praxisgerechten,
effizient handhabbaren Baukästen bewältigen“, so
R. Knapp.
Mit den Lösungen in EB, das als einziges CAE-
System auf jahrzehntelangen Erfahrungen sowohl
im Anlagen- als auch Maschinenbau basiert, lässt
sich die nach oben quasi unbegrenzte Komponen-
tenvielfalt von Anlagen ebenso einfach zusammen-
stellen wie sämtliche Varianten einer Maschinen-
Maximalausstattung (150-%-Ansatz). Konsistent
und schnell entstehen maßgeschneiderte Produkte
mit Losgröße 1. Wiederverwendbare, funktions-
orientierte Vorlagen („Typicals“) machen dabei den
effizienzbringenden Standardisierungsaspekt aus.
Ihre Menge bleibt dank eines einzigartigen, zentral
verwalteten Varianten- und Optionen-Manage-
ments selbst für Industrie-4.0-Verhältnisse über-
sichtlich.
Vernetzt arbeiten, zentral ändernJeder Engineering-Schritt jedes Bearbeiters wird in
der zentralen Datenbank der Engineering-Platt-
form hinterlegt und ist sofort in allen Dokumentati-
onssichten, wie Explorer, Grafik oder Tabelle, prä-
sent. Nachtragen, Mehrfacheingaben und damit
vielfache Fehlerquellen entfallen. Vor allem bei
Änderungen ist das Datenmodell ein entscheiden-
der Vorteil: Sie werden zentral an einer Stelle erar-
beitet, erscheinen aber unmittelbar in jeder der oft
vielfachen Repräsentanzen eines Objekts. „So
entfällt die langwierige Suche nach Objekt-Dupli-
katen. Das beschleunigt Änderungsvorgänge im-
mens“, erklärt R. Knapp. Außerdem sorge ein aus-
geklügeltes Änderungsmanagement für ihre
einfache Verfolgbarkeit und Nachvollziehbarkeit
durch die gesamte Dokumentationskette. „Das all-
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Product Design, Production / Planning & Engineering
15
S1/2017 www.digital-factory-journal.de
gegenwärtige Risiko, Folgeänderungen zu vergessen, Revisi-
onsstände zu verwechseln oder neue Status ungeprüft zu
lassen, kann man damit getrost vergessen“, sagt der Enginee-
ring-Stratege.
So bleibt IoT-gerechtes, vernetztes Arbeiten konsistent und
übersichtlich. Alle Beteiligten haben stets den aktuellen Stand
einer Anlage vor Augen, und bei Nutzung von EB Web Com-
munication Server gilt dies, egal wo und wie ein Nutzer zu-
greift.
Keine Grenzen für „Big Data“Als weiteres „Markenzeichen“ von Industrie 4.0 gelten giganti-
sche Datenmengen, die nicht nur aus der Anlagen-Komplexität
erwachsen, sondern auch aus kommunizierenden Maschinen
und Produkten oder aus Zustandsanalysen für die Wartung. EB
Antwort darauf ist zum einen eine Architektur mit im Prinzip
unendlich erweiterbarer Datenbank, zum anderen eine Offen-
heit, die nicht nur die eigenen Engineering-Daten, sondern auch
heterogene, ans Engineering angeschlossene Informationen
einbetten oder per Hyperlink zur Verfügung stellen kann.
Schlichtes Archivieren von Daten war gestern. Hier werden Big
Data keine Grenzen gesetzt – und Big-Data-Applikationen müs-
sen nicht mehr händisch „gefüttert“ werden.
Vorausschauende Wartung – kein HexenwerkAuf der Hannover Messe 2016 zeigte Aucotec, wie bei der Konfigu-
ration von PdM-Lösungen die Anbindung des Engineering-Sys-
tems viel Zeit spart und Fehler verhindert. Dazu versorgt EB als
zentrale Quelle sowohl PdM als auch das Leitsystem mit allen re-
levanten Daten. Die enge Anbindung ist nur möglich, weil EB abs-
trakte Objekte abbilden kann, zum Beispiel untergeordnete Mess-
größen, die in Stromlaufplänen oder P&ID gar nicht auftauchen.
Um aus Anlagen-Livedaten optimierte Wartungsintervalle zu
errechnen und drohende Ausfälle melden zu können, muss das
PdM zunächst verstehen, dass der Wert x zu Signal y zum Bei-
spiel einen bestimmten Druck an einem bestimmten Sensor
bedeutet und nicht etwa eine Temperatur. „Mit der Aucotec-
Lösung erhält das PdM sein Engineering-Wissen direkt aus EB.
Bislang mussten diese Informationen über mühselig zu füllende
Listen und diverse Interfaces eingelesen werden – für häufig
50 000 und mehr Leitsystemsignale ein erheblicher Aufwand“,
erklärt R. Knapp.
Datenqualität zahlt sich ausDamit bietet die Plattform eine übergreifende Effizienz, die deut-
lich mehr Aspekte des Lebenszyklus von Maschinen und An-
lagen berücksichtigt als herkömmliche CAE-Systeme. Als
Ursprung aller Anlagendaten und als Quelle auch für nachge-
lagerte Prozesse wie PdM zahlt sich das Investieren in Daten-
qualität gleich mehrfach aus – im Zeitalter von Industrie 4.0
notwendiger denn je!
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Johanna Kiesel ist für Presse- und Öffentlichkeitsarbeit bei
der Aucotec AG in Hannover zuständig.
jki@aucotec.com
Architektur der Engineering Base (EB) mit Anbindung externer Applikationen
Product Design, Production / Planning & EngineeringProduct Design, Production / Planning & Engineering
16
www.digital-factory-journal.de S1/2017
Usability für MaschinenMaschinen werden immer leistungsfähiger und mit einem höheren Anteil an Automatisierungs-technik ausgestattet. Dabei wird zunehmend Funktionalität über Software abgedeckt. Damit die Akzeptanz bei den Bedienern steigt, muss der Usability ein hoher Stellenwert eingeräumt werden.
Achim Schreck
Synchronisierte Bewegungsabläufe oder Regler werden zum
Beispiel heute fast ausnahmslos als Softwarelösung reali-
siert. Der Softwareanteil moderner Maschinen stellt einen
dominanten Teil der Wertschöpfung und der Kernkompetenz
eines Maschinenbauunternehmens dar. Momentan genießt
das bei vielen Maschinenbauunternehmen noch keine hohe
Priorität.
Ein Maß für die zunehmende Komplexität der Maschinensteue-
rungssoftware ist die Anzahl an Parametern oder Datenpunkte/
Tags, die über eine Benutzeroberfläche (HMI) im Rahmen der
Maschineneinrichtung (Grenzwerte oder Reglerparameter), des
Werkzeugwechsels, der Parametrierung eines Ablaufes (Re-
zept) und der direkten Bedienung im Eingriff sind. In den letzten
20 Jahren hat sich dies bei Verpackungs- oder Kunststoffma-
schinen von beispielsweise 1 000 Tags auf heute oft 20 000
Tags verändert. Damit gehen komplexere Datenmodelle und
mehrstufige Konfigurationsvorgänge einher.
Da alle Parameter irgendwann einmal verändert werden müs-
sen, führt dies zu immer umfangreicheren Benutzeroberflächen,
die heute oft mehrere hundert Bedienseiten umfassen. Selbst-
verständlich kann und darf dabei der einfache Werker nur einen
sehr kleinen Teil davon verändern, findet aber oft keine auf seine
Bedürfnisse oder Aufgaben angepasst Oberfläche vor. Dies liegt
daran, dass viele Benutzeroberflächen nicht aufgabenorientiert,
sondern funktions- oder komponentenorientiert aufgebaut sind
und damit keine intuitive Bedienung erlauben. Das Zauberwort
für die Lösung dieses Problems heißt Usability.
Usability als Teildisziplin der SoftwareentwicklungUsability ist die Gebrauchstauglichkeit eines Produkts oder aus-
führlich: „Die Usability eines Produkts ist das Ausmaß, in dem
es von einem bestimmten Benutzer verwendet werden kann,
um bestimmte Ziele in einem bestimmten Kontext effektiv, effi-
zient und zufriedenstellend zu erreichen.“ [1] Usability ist oder
Turmstraße 77 | D-64743 Beerfelden | Hotline +49 6068 3001 | Verkauf +49 6068 3002 | Fax +49 6068 3074 | info@IBHsoftec.com | www.IBHsoftec.com
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IBH OPC UA IoT2040Ab sofort ist eine microSD Karte mit dem OPC UA Server/Client mit Firewall von IBHsoftec für das Siemens Gateway IoT2040 verfügbar. Diese Lösung erweitert SIMATIC S5, S7-200, S7-300, S7-400, S7-1200, S7-1500 und Logo! (Ethernet Versionen) Steuerungen um OPC UA.
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Anz_IBH_OPC UA IoT 2040_210x103.indd 1 23.02.17 10:15
Product Design, Production / Planning & Engineering
17
zumindest sollte ein entwicklungsbegleitender Prozess sein und
be gleitet alle Phasen der Produktentwicklung, -einführung so-
wie -pflege. In der Vergangenheit wurde dies wenig berpück-
sichtigt und man hat oft versucht, im Nachhinein bestehende
Oberflächen zu überarbeiten. Bei einer Übernahme der beste-
henden Konzepte und Modelle führt dies nur zu begrenzten
Verbesserungen.
Dies zeigt, dass Usability Engineering bei der Softwareentwick-
lung für die Automatisierung einer Maschine begleitend erfolgen
muss. Die Universität Würzburg hat diese Teildisziplin der Soft-
wareentwicklung Rechnung getragen und im interdisziplinären
Studiengang Mensch-Computer-Systeme die Ausbildung von
Fachleuten für Ergonomie, Usability und Schnittstellengestal-
tung für die Nutzbarkeit und Bedienbarkeit von Computersyste-
men vor Jahren eingeführt. Diese Schwerpunktbildung bei der
Ausbildung von Softwareingenieuren bietet die optimale fachli-
che Grundlage für die Entwicklung von Benutzeroberflächen
komplexer Maschinen nach Usability Gesichtspunkten.
Die GTI-Control realisiert für Kunden im Maschinenbau Neuge-
staltungen von Benutzeroberflächen. Außerdem wird bei beste-
henden Maschinen und bei der Entwicklung von Neumaschinen
mit Spezialisten für Mensch-Maschinen-Kommunikation be-
gleitende Usability-Beratung durchgeführt.
Die VorgehensweiseZuerst werden die Maschine und die damit umgesetzten Pro-
zesse detailliert analysiert. Dabei dient die bestehende Oberflä-
che nur dem Verständnis, nicht aber als Basis für eine inhaltliche
Übernahme mit Neugliederung nach aufgabenorientierten Ge-
sichtspunkten. Bestehende Datenmodelle für Werkzeug- oder
Rezeptdefinition werden angepasst. Dies kann in manchen Fäl-
len eine völlige Neukonzeption der Datenmodelle zur Folge
haben, als Voraussetzung für eine flexiblere und leistungsfähi-
gere Maschine und einfacherer Konfiguration von Abläufen. Als
Konsequenz ist eine Anpassung des Steuerungsprogramms
notwendig. Zu den Datenmodellen gehören auch die Abbildung
des Betriebszustands der Maschine und eine Maschinenkonfi-
guration, die die konkrete Ausprägung des Typs mit allen Optio-
nen und Varianten beschreibt. Danach folgt das Erfassen aller
Benutzerrollen und deren Aufgaben als Basis für eine aufgaben-
orientierte und damit intuitiv benutzbare Oberfläche. Dabei wer-
den ein erweitertes Umfeld und erweiterte Funktionen der HMI
berücksichtigt, die beispielsweise die Belange des Wartungs-
personals, der Produktionsplanung und Qualitätssicherung be-
rücksichtigen. Dazu gehören Leistungen wie eine Auftragsver-
waltung, Wartungsmanagement oder die Berechnung von KPI
wie Overall Equipment Effectiveness (OEE).
Für die aufgabenorientiert zusammengestellten Oberflächen
wird ein Navigationskonzept erstellt. Der Umfang und Aufbau
der Navigation bestimmt die mögliche Umsetzung in Form
mehrstufiger Navigationsleisten. Das anschließend entworfene
Screenlayout berücksichtigt die permanent notwendigen Sta-
tusinformationen, die Anforderungen der Navigation und ermög-
licht mehrere Varianten, Informationen in großen Übersichtsbil-
dern oder strukturierten Teilbildschirmen darzustellen.
Für alle Use-Cases werden danach in Form von Wireframes
die konkreten Benutzeroberflächen entworfen. Dabei sind ab-
strahierte Darstellungen der Prozesse die Basis für eine ver-
ständliche und auf verschiedene Maschinenvarianten an-
wendbare Oberfläche, die über das Datenmodell der
Maschinenkonfiguration eine Adaption an die konkrete Ma-
schine erfährt. Die Wireframes können nun von einem Grafiker
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IBH OPC UA IoT2040Ab sofort ist eine microSD Karte mit dem OPC UA Server/Client mit Firewall von IBHsoftec für das Siemens Gateway IoT2040 verfügbar. Diese Lösung erweitert SIMATIC S5, S7-200, S7-300, S7-400, S7-1200, S7-1500 und Logo! (Ethernet Versionen) Steuerungen um OPC UA.
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Product Design, Production / Planning & Engineering
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www.digital-factory-journal.de S1/2017
ausgestaltet und an das Corporate Design des Unternehmens
angepasst werden.
Damit ist eine umfassende Ausarbeitung für eine neue, aufga-
benorientierte und intuitive Oberfläche entstanden. Weitere
Leistungen können in der Umsetzung von Prototypen, einem
Styleguide und dem Verifizieren sowie Optimieren der Oberflä-
che in der Anwendungsumgebung bei ausgewählten Kunden
liegen. Dies führt in mehreren Iterationen zu spürbaren Verbes-
serungen der neu entwickelten Oberflächen.
Bei der Neuentwicklung von Maschinen sollte das Usability
Engineering als begleitende Aufgabe über den kompletten Ent-
wicklungsprozess stattfinden. Dazu wird empfohlen, auch die
Steuerungssoftware nach Software-Engineering-Gesichts-
punkten anzugehen. Dies führt zu besser wartbaren und über-
tragbaren Softwarekonstrukten für die immer komplexer wer-
dende Steuerungssoftware. Dadurch können die Unternehmen
die Umsetzung ihrer Kernkompetenzen auf höherem Niveau
und mit erheblich geringeren Risiken bezüglich der Abhängigkeit
von einzelnen Mitarbeitern umsetzen.
Usability für höhere ProduktivitätDie Akzeptanz der Nutzer einer Maschine ist maßgeblich von
der Usability beeinflusst. Diese reduziert Einlernzeit, vermeidet
Fehlbedienungen, ungewollte Anlagenstillstände und schlech-
te Produktionsergebnisse und trägt damit erheblich zu einer
höheren Produktivität bei. In Verbindung mit einer durchdachten
und funktional erweiterten Software werden zusätzliche Mehr-
werte verfügbar, die als Alleinstellungsmerkmale gegenüber
den Mitbewerbern entscheidend zur Kundengewinnung beitra-
gen können. Daneben führen alle Bestrebungen in Richtung
Industrie 4.0 zu mehr Software oder auch Apps, für deren Erfolg
die Usability entscheidend ist.
Literatur
[1] DIN EN ISO 9241-11. Ergonomische Anforderungen für Bü-
rotätigkeiten mit Bildschirmgeräten – Teil 11: Anforderungen
an die Gebrauchstauglichkeit. Beuth: Berlin
www.gti.de
Achim Schreck ist Geschäftsführer der GTI-Control in
Marktheidenfeld.
info@GTI-control.de
Die Betrachtung eines erweiterten Umfelds bezüglich Funktionsumfang und Oberflächen ist wichtig
Phasen der Entwicklung eines HMI-Konzepts durch die GTI-Control
Entwurf einer Benutzer-oberfläche für Schleif-maschinen
Product Design, Production / Planning & Engineering
KONKRETE INDUSTRIE 4.0 USE-CASES – Live auf dem Automatisierungstreff 2017 –
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3KONKRETE INDUSTRIE 4.0 USE-CASES
MARKTPLATZ INDUSTRIE 4.0
Editorial
Industrie 4.0 und die digitale Transformation sind die Trend-Themen unserer Zeit. In-
zwischen geht es immer öfter um den praktischen Nutzen und die schnelle Umsetzung
entsprechender Projekte in der Produktion. 'Industrie 4.0 jetzt' heißt dazu die Devise.
Wir haben deshalb den Marktplatz Industrie 4.0 ins Leben gerufen. Dieser stellt die Vor-
teile der Digitalisierung klar heraus. Der Marktplatz Industrie 4.0 ermöglicht es, den ganz-
heitlichen Ansatz von Industrie 4.0 und IIoT zu verstehen und den Wert des Ganzen zu er-
kennen. Nur durch das nahtlose Zusammenspiel von allen Ressourcen einer Fabrik – vom
kleinen Sensor in der Produktion bis zur Management-Software in der Geschäftsführung -
wird die Grundlage für eine signifikant, höhere Wertschöpfung erreicht. Der Marktplatz
richtet sich an Anwender, Praktiker und Macher, welche die digitale Transformation in den
Unternehmen voranbringen.
Unser Marktplatz Industrie 4.0 liefert keine weiteren technischen Präsentationen von
Teilbereichen, sondern ist eine Plattform zur Vorstellung von Ideen und praktischen Lö-
sungen, die aus der Nutzung von Industrie 4.0 echten Mehrwert generieren und komplett
auf einem applikationsbezogenen Konzept basiert.
Unser Ziel: Der Anwender kommt mit einer Aufgabenstellung auf den Marktplatz Industrie
4.0 und entdeckt eine Industrie 4.0-Anwendung, die eine Lösung für seine Aufgabe ist
oder er findet die Idee für eine Lösung. Der Marktplatz Industrie 4.0 ist eine Plattform
auf der Anbieter verschiedener Produkte und Disziplinen dem Marktbesucher an einem
Ort ihre verfügbaren Use-Cases für seine Anforderungen vorstellen. Bei übergreifenden
Aufgabestellungen stellen auch zwei oder mehrere Teilnehmer ihre Anwendungen vor.
Allen Anbietern und Besuchern vom Marktplatz Industrie 4.0 wünsche ich informative,
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4 KONKRETE INDUSTRIE 4.0 USE-CASES
MARKTPLATZ INDUSTRIE 4.0
Industrie 4.0 USE-CASE: MES Process Communication
CSM Systems AG und IBHsoftec GmbH
bieten gemeinsam die MES Infrastruktur
DIAMES als MES Kernkomponente, zu-
sammen mit dem IBH Link UA als OPC UA
Gateway für die direkte MES Cloudanbin-
dung von Produktionsmaschinen an.
DIAMES ist ein ereignisgesteuertes echt-
zeit-basiertes MES, dass neben den ge-
mäß ISA 95 und VDI 5600 definierten,
noch über viele zusätzliche branchenspe-
zifische Funktionalitäten verfügt. In vor-
liegenden Kontext werden IBH Link UA
Komponenten für online MES-relevante
Produktionsaktivitäten-Erfassung mit dem
vom MES D.A.CH Verband empfohlenen
UMCM Protokoll über OPC UA direkt an
den DIAMES Server in der Cloud darge-
stellt. Der IBH Link UA ist eine OPC UA
Server/Client Baugruppenkomponente, die
jeweils auf der Hutschiene im Maschi-
nengeräteschrank montiert wird. Die
Funktionalität kann über eine MicroSD
Karte kundenspezifisch mit Node.js und
dem von IBM veröffentlichten grafischen
Editor Node-RED erweitert werden. Node-
RED wird über einen beliebigen Web-
browser bedient. Neben OPC UA können
damit alle bekannten Protokolle, wie z.b.
MQTT, AMQP oder Modbus auch bedient
werden. Beliebige Funktionen zur kun-
denspezifischen Datenverarbeitung wer-
den universell mit JavaScript erstellt.
Die Verwendung von Cloud Services im
Kontext mit ERP und MES bringt eine
Reihe von einzigartigen Vorteilen mit
sich und ist praktisch zwingende Voraus-
setzung für eine Industrie 4.0 resp. IIoT
taugliche IT-Produktionsinfrastruktur der
Zukunft. Das beigestellte schematische
Übersichtsbild des Systemverbundes soll
neben der klassische MES Funktionalität
gemäß dem ISA 95 und VDI 5600 Stan-
dard, im Kontext auch die für die Industrie
4.0 resp. IIoT angedachten und empfoh-
lenen Erweiterungen erläutern: Die ge-
wählte Darstellung erhebt nicht Anspruch
auf Vollständigkeit. Um die Darstellung
nicht zu überladen, wurde der effektive
Produktionsmaschinenpark reduziert und
durch jeweils eine Maschine resp. Pro-
duktionsmittel mit entsprechender Aus-
rüstung exemplarisch dargestellt.
Weil DIAMES neben dem Produktionsplan
ab ERP und den Produktionsressourcen
auch die Mitarbeiter kennt, kann ein Ma-
schinenbediener nach seiner Arbeitsan-
meldung seinen als nächsten geplanten
Arbeitsgang starten und später unterbre-
chen resp. beenden. Bei Produktionsstill-
ständen, die das System via Sensorik nicht
selbst erfassen kann, setzt der Bediener
aus der im Kontext vorgegebenen Still-
stands-Liste den effektiven Stoppgrund.
Damit ist nun DIAMES, mit seiner ereig-
nisorientierten Echtzeitapplikationsbasis,
in der Lage permanent zu vergleichen,
was ist geplant und was passiert aktuell.
Wenn potenzielle geschäftskritische Ab-
weichungen sich abzeichnen oder bereits
als Fehler aufgetreten sind, löst DIAMES
über das separate MDS-Modul (oben links
auf dem Bild) eine SMS Alarmierung bei
der zuständigen Person aus.
DIAMES meldet gemäß technisch getrof-
fener, kundenspezifischer Vereinbarung
periodisch den Arbeitsfortschritt, Produk-
tionsunterbrechungen und Abschlüsse an
das übergeordnete ERP System zurück
und schließt damit automatisch den In-
formationsfluss im Sinne eines zeitnahen
und genauen aktuellen logischen ERP Ab-
bildes der effektiv ablaufenden Produk-
tionsprozesse.
Ziel ist: Mit einer Cloud Service basierten
ERP/MES Infrastruktur, kostengünstiger,
rascher, effizienter, termin- und qualitäts-
gerechter Kundenaufträge in Produkte um-
zusetzen.
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ERP / DIAMES und IBH Link UA Systeminfrastruktur im Kontext mit einer Produktionsumgebung kommunizieren in Echtzeit
Mit MES und einer universell konfigurierten OPC UA Datenerfas-sungskomponente eine erfolgreiche Cloud Service IT-Infrastruktur einer Industrie 4.0/IIoT basierten Produktionsumgebung schaffen.
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5KONKRETE INDUSTRIE 4.0 USE-CASES
simulieren eine Transport- und drei Arbeits-
stationen einen Produktionsprozess. Diese
sind über PROFINET an eine CODESYS
Steuerung und an ein Edge Gateway ange-
schlossen. Letzteres kommuniziert mit der
Cloud Applikation, die die Produktionsauf-
träge an den Prozess ausgibt und dessen
aktuellen Status anzeigt.
Ein erstes Referenzprojekt mit dieser Tech-
nologie läuft bei John Deere, Mannheim.
Industrie 4.0 USE-CASE: IoT Framework www.hilscher.com
netIOT – Industrial Cloud Communication vom Sensor in die Cloud
Industrie 4.0 und das Industrial Internet be-
deutet für Hilscher eine durchgängige Kom-
munikation vom Sensor bis in die Cloud. Wir
nennen das Industrial Cloud Communicati-
on, und netIOT ist unsere Technologie die
wir dazu anbieten.
Das netIOT Interface bindet die Sensoren
über IO-Link ein und realisiert die harte
Real-Time-Ethernet Kommunikation mit der
Steuerung. Für die zeitunkritischen Über-
tragungen von Daten in die Cloud stellt es
einen OPC UA Server oder einen MQTT Cli-
ent zur Verfügung. Alternativ kann über ei-
nen azyklischen Dienst des Steuerungspro-
tokolls auf die Daten zugegriffen werden.
Die Übertragung erfolgt quasi parallel über
ein Ethernet Kabel an dem sowohl die Steu-
erung als auch das netIOT Edge Gateway
angeschlossen sind. Dieses fungiert zu-
nächst als zentrale Sammelstelle aller In-
formationen die von den angeschlossenen
Peripheriegeräten geliefert bzw. ausgele-
sen werden. Der Edge Server ist dessen
zentrale Software Komponente der diese
Informationen über eine REST API den Ap-
plikationen zur Verfügung stellt. Das sind
z.B. Cloud Connectoren, Apps von Smart
Devices oder kundeneigene Apps innerhalb
einer Docker Umgebung. Als netIOT Service
bietet Hilscher Anbindungen an das Asset
Intelligent Network von SAP und die Cloud-
plattformen Bluemix von IBM sowie Azure
von Microsoft an.
Auf dem Marktplatz Industrie 4.0 stellen
wir das netIOT Starterkit aus. Dort wird
die beschriebene netIOT Technologie, vom
Sensor bis in die Cloud real gezeigt. Dazu
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MARKTPLATZ INDUSTRIE 4.0
6 KONKRETE INDUSTRIE 4.0 USE-CASES
netIOT Starterkit - Produktionslinie mit IBM BlueMix
Industrie 4.0 USE-CASE: Process Communication + Asset Management
Industrie 4.0 kann nur funktionieren, wenn
eine durchgängige Kommunikation von der
Feldebene bis in die IT Infrastruktur ge-
währleistet ist. Dabei geht es nicht nur um
die technologischen Aspekte der Kommu-
nikation. Es bedarf auch des Austausches
zwischen Unternehmen, die bis dato in der
klassischen Automatisierungspyramide nur
indirekt kommuniziert haben.
Dies wird ermöglicht durch strategische Zu-
sammenarbeit der Automatisierungs- und
IT-Unternehmen, die mit der Verbreitung
des industriellen Internets immer näher zu-
einander rücken. Denn auch wenn es beim
Internet der Dinge primär um die „Vernet-
zung des Unvernetzten“ geht – der wirt-
schaftliche Nutzen für Anwender kann nur
realisiert werden, wenn relevante Daten
von unterster Ebene gesammelt, analysiert
und durchgängig genutzt werden können.
Die gemeinsame Lösung von Hilscher und
IBM kann sowohl auf bestehende Anlagen
angewendet werden als auch die Umset-
zung disruptiver Szenarien ermöglichen.
Die Anwendung realisiert eine regelbasierte
Integration in produktiver Umgebung – das
Zusammenwirken von cyber-physischen
Systemen mit der IBM Service-orientierten
Industrie 4.0-Architektur. Im Mittelpunkt
steht eine Predictive Maintenance Anwen-
dung. Diese basiert technologisch auf dem
netIOT Rules Cyber-physical System (CPS)
in Verbindung mit dem Operational Decisi-
on Manager (ODM) von IBM.
Das cyber-physische System stellt die Ver-
bindungsstelle zwischen Produktion und
der IBM IT Architektur dar. Die entspre-
chenden Software Applikationen laufen auf
dem netIOT Edge Gateway von Hilscher –
dem netIOT Rules CPS.
Die Architektur und Funktionalität auf dem
netIOT Rules CPS bietet die durchgängige
und intelligente / funktionale Vernetzung
zwischen Operational Technology (OT) und
Information Technology (IT).
Die kognitive Erweiterung von Produktions-
vorgängen durch Watson IoT am Beispiel
des netIOT Starterkits ermöglicht unter an-
derem die Unterstützung der Produktions-
und der Wartungsmitarbeiter durch lernen-
de und beratende kognitive Funktionen.
So können Automatisierungsprozesse opti-
miert und Ausfallzeiten vermieden werden.
www.ibm.com
IBM Industrie 4.0 Referenz Architektur
IBM und Hilscher: Sensordaten aus der Produktion mit regelba-sierter Integration und netIOT Starterkit mit Watson IoT
Que
lle: I
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7KONKRETE INDUSTRIE 4.0 USE-CASES
Industrie 4.0 USE-CASE: Process Optimization by Quality Feedback
Berghof ist anerkannter Spezialist für die
Prüfsysteme in der Automobilindustrie.
Zukünftig werden die Berghof-Prüfsyste-
me mit einer Testing Cloud verbunden, um
die Prüfergebnisse unternehmensweit den
relevanten Personen zur Verfügung stel-
len zu können. Damit können die Prüfda-
ten noch besser und schneller analysiert
werden und auch Schulungen können di-
rekt aus der Cloud heraus erfolgen.
Zu den Prüfsystemen des Hauses Ber-
ghof gehört die PIA-Familie. Diese über-
nimmt die Ansteuerfunktionen für die
Betätigung von Kraftstoffinjektoren und
Hochdruck-Kraftstoffpumpen in einer
automatischen Umgebung. Sie simuliert
eine KFZ-Motorsteuereinheit (ECU) und
ermöglicht so die Prüfung von Injektoren
ohne Steuergerät. PIA bietet folgende
Einsatzgebiete wie z.B. die Ansteuerung,
Prüfung und Analyse sowie Bewertung
der Funktionalität von Prüflingen im La-
bor-, Produktions- und Dauerlaufumfeld
als Plug-and-play-Lösung. Das kompakte
System ist mit seinen vollautomatisierten
Prüfzyklen über ein Human Machine Inter-
face einfach zu bedienen. Zusätzlich kann
aber auch dieses System über remote per
App bedient werden. Sie erhalten durch
diese Lösung zu jeder Zeit qualifizierte
und reproduzierbare Ergebnisse.
Die im Prüfsystem gewonnenen Informati-
onen werden dann einer Testing Cloud zur
Verfügung gestellt. Hier können die Prüf-
ergebnisse zu jeder Zeit weiter analysiert
werden.
Bisher erhielt nur der Werker eine In-
formation, ob das getestete Bauteil i.O.
oder n.i.O. ist. Zukünftig werden über die
Cloud-Lösung noch weit mehr Informa-
tionen über den Produktionsstatus zur
Verfügung gestellt. Der Qualitätsmanager
kann dann zum Beispiel Informationen
über Fehlerquoten abrufen und der Pro-
duktionsmanager kann Informationen
abrufen, an wie vielen Tagen die Testan-
lage in Betrieb ist. Darüber hinaus können
Performance-Vergleiche zwischen Testan-
lagen in unterschiedlichen Produktions-
werken weltweit vorgenommen werden.
www.berghof-testing.com
Prüfsystem für Einspritzventile und Hochdruck-Kraftstoffpum-pen mit Cloud-Anbindung
Industrie 4.0 USE-CASE: Automation Unit Management
Die Smart Factory von Exor – das ist Steu-
erung in Echtzeit, sichere und nahtlose
Zusammenarbeit verschiedener Indust-
riekomponenten, lokale und webbasierte
Visualisierung, Analyse von Echtdaten
sowie direkte Anbindung an die Cloud.
Die Smart Factory von Exor führt mit in-
novativer Technik von Industrie 3.0 zu
Industrie 4.0. Herausragendes Beispiel
dafür ist die neue „eX700-Serie“, ein in-
novatives All-in-One-HMI. Hier steht ein
kompletter IoT-Baukasten mit HMI, PLC
und Cloud-Edge-Gateway mit integrier-
ter HTML5-Visualisierung zur Verfügung.
Neuste Softwaretechnologien wie yoc-
to, OSADL, docker, QT, SVG, node js und
HTML5, stehen für einen multifunktiona-
len Einsatz zur Verfügung. Als OS werden
Linux RT und Android unterstützt.
Für die Erstellung webbasierter Applika-
tionen dient „JMobile“ („JM4web“). Die
Integration von Node-RED in die „JMo-
bile“-Entwicklungsumgebung ermöglicht
die einfache Kommunikation in die Cloud.
Basierend auf dem eigens entwickelten
„microSOM“ mit leistungsstarkem „i.MX6
DualLite 1.0GHz“-Prozessor (optional
i.MX6 Quad 1.2GHz) ist ein komplexer
Multiprotokoll-IoT-Controller entstanden.
Das Produktportfolio erstreckt sich von
auf Hutschienen montierbaren Geräten
„eXware700“, über Schaltschrank-Ein-
baugeräte „eX700“ bis hin zu feldtaugli-
chen IP67-Geräten „eX700 Field“.
Auf dem Marktplatz Industrie 4.0 zeigt
Exor in einem Use-Case, wie Sensorik,
Aktorik und Robotik über verschiedene
Feldbuskommunikationsprotokolle ange-
steuert werden – simultan und in Echtzeit.
Die Synchronisierung erfolgt über OPC UA
mit TSN nach dem Standard IEEE 802.1
TSN. Die integrierte CODESYS-Steuerung
basiert auf dem Standard IEC 61131-3.
Unterstützt werden die Protokolle
ETHERNET POWERLINK, Ethernet/IP,
PROFINET und EtherCAT.
www.exor.de
Die Smart Factory von Exor
Exor Smart Factory: Multiprotokoll-IOT-Controller kommunizieren in Echtzeit
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MARKTPLATZ INDUSTRIE 4.0
8 KONKRETE INDUSTRIE 4.0 USE-CASES
Industrie 4.0 USE-CASE: Automation Unit Management
Mit der Lösung haben Steuerungen bei ho-
her Flexibilität unter Anwendung bekann-
ter Programmierumgebungen vollen Zugriff
auf SQL-Datenbanken. Eine Datenbankver-
bindung mit dem Connector zu erstellen,
erfordert nur wenige Einstellungen. Die
Connector-Software dient nur als Gateway.
Dies vereinfacht Anpassungen, da diese in
der SPS-Programmiersoftware realisiert
werden. In der Steuerung wird festgelegt,
welche Daten weitergegeben werden. Am
Connector müssen keine projektspezifi-
schen Änderungen vorgenommen werden.
Die Software funktioniert hardwareun-
abhängig. Jede Steuerung, die über eine
TCP/IP-Schnittstelle verfügt, kommt als
Datenlieferant infrage. So funktioniert
der Datenaustausch bei Steuerungen mit
entsprechender TCP/IP-Schnittstelle, zum
Beispiel mit Siemens S7, CODESYS 2.0
und CODESYS 3.0 (Bosch Rexroth, Wago,
Elau, Schneider Electric, Festo und anderen),
Beckhoff, Rockwell und B&R, sowie mit
Robotersteuerungen von Kuka, Stäubli
und ABB.
Für diese Steuerungen sind jeweils ferti-
ge Bibliotheken vorhanden, die nur noch
ins Projekt eingebunden werden müssen.
Der Datenaustausch mit der MES- oder
ERP-Ebene ist somit ohne zusätzliche
Protokolle – ausschliesslich der Standard
TCP/IP-Schnittstelle - problemlos möglich.
Auf dem Marktplatz Industrie 4.0 zeigt
Inasoft in einem Use-Case, wie schlank
eine Bauteilverschleißerfassung realisiert
werden kann und den daraus entstehende
Nutzen für Techniker und Wartungsplaner.
www.sql4automation.com
Der SQL4automation-Connector ist eine Softwarelösung, damit Robotersteuerungen und SPS komfortabel mit Datenbanken verbunden werden können
Industrie 4.0 USE-CASE: IoT Framework
derungen für Industrie 4.0-Lösungen erfüllt
und umgesetzt werden können.
Beide Roboter, sowohl virtuell als auch
real, mit jeweils unterschiedlicher Kinema-
tik, Steuerung und SPS-Software, sind an
eine „serverless Cloud-Plattform“ ange-
bunden und führen Pick-and-Place-Befeh-
le aus. Das User-Interface wird über eine
App auf einem Android-Tablet visualisiert.
Die zentrale Intelligenz, Logik, Koordinati-
on und Ansteuerung beider Roboter ist in
der „serverless Cloud-Plattform“ realisiert.
Indem Menschen, Maschinen und Systeme
miteinander kommunizieren wird die Wett-
bewerbsfähigkeit verbessert und neue Ge-
schäftsmodelle können realisiert werden.
„Factory2Cloud“ von iT Engineering ist ein
Framework mit dem schnell und kosten-
günstig individuelle Industrie 4.0-Lösungen
für neue Geschäftsmodelle in einem he-
terogenen Umfeld von Maschinen, Aktoren,
Sensoren und sonstiger Systeme realisiert
werden können.
Mit „Factory2Cloud“ können verschiedenste
Geräte/Maschinen unterschiedlichster Her-
steller sowohl untereinander, als auch mit
übergeordneten Systemen (ERP, MES, etc.)
und einer Cloud-Plattform kommunizieren.
Durch den Einsatz von Kommunikations-
standards wie OPC UA, MQTT und einer
Einbettung in das Referenzarchitekturmo-
dell Industrie 4.0 (RAMI 4.0) wird zwischen
Maschinen, cyber-physischen Systemen
sowie einzelner Teilnehmer im Fabrikumfeld
eine „quasi-semantische“ Kommunikation
ermöglicht. Die bidirektionale Kommunika-
tion zwischen Menschen, Maschinen und
Systemen sichert den Austausch von Infor-
mationen in Echtzeit. Die Cloud-Anbindung
sorgt für eine nahezu unbegrenzte Ska-
lierbarkeit, Pay per Use-Möglichkeiten und
Mandantenfähigkeit.
Auf dem Marktplatz Industrie 4.0 de-
monstriert iT Engineering, anhand zweier
Pick-and-Place-Roboter, wie mit dem „Fac-
tory2Cloud“-Framework individuelle Anfor-
Factory2Cloud – das Framework für individuelle Industrie 4.0-Lösungen
www.ite-web.de
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9KONKRETE INDUSTRIE 4.0 USE-CASES
Industrie 4.0 USE-CASE: IoT Framework
MONKEY WORKS und ELCO präsen-
tieren mit dem IoT-Board und der
HMI-Suite einen ganzheitlichen IoT-An-
satz – vom Sensor zum Menschen und
zurück! Denn erst durch die Kommuni-
kation mit dem Menschen wird aus ei-
ner bloßen Datenerfassung eine echte
IoT-Anwendung.
Mit dem IoT-Board von ELCO ist die erste
IoT-Lösung in Nullkommanix eingerichtet.
Über zwei Universaleingänge (analog/di-
gital) werden Sensoren mit dem IoT-Board
verbunden. Das eingebaute GSM-Modem
mit integriertem SIM-Chip sendet die Da-
ten bei weltweiter Verfügbarkeit sofort in
die Cloud.
Die HMI Suite von MONKEY WORKS ist
ein moderner Entwicklungsbaukasten, mit
dem einfach und schnell Industrie-4.0- und
IoT-Lösungen auf Basis von Apps realisiert
werden können. Die Entwicklung einer In-
dustrie-App ist so einfach wie die Gestal-
tung einer Powerpoint-Folie. Auf Knopf-
druck werden in der App Cloud native Apps
für iOS und Android gefertigt und in einem
Industrial App Store zur Verfügung gestellt –
manuelle Programmierarbeit oder speziel-
le Hardware ist nicht notwendig.
Während aktuell verfügbare IoT-Lösun-
gen die Anwender mit ihren Daten in der
Cloud oft alleine lassen, bieten MONKEY
WORKS und ELCO zusammen eine echte
Lösung. Denn Industrie 4.0 ist ein Gemein-
schaftsprojekt, das nur mit Partnerschaf-
ten innovativer Unternehmen gelingt.
„Auf dem Marktplatz Industrie 4.0 stel-
len wir unser IoT-Starter-Kit aus, das al-
les enthält, um sofort ein erstes echtes
IoT-Szenario zu realisieren: Dazu gehören
das IoT-Board mit Cloud-Anbindung, die
HMI Suite Workbench für die individuelle
Gestaltung von Apps und deren Bereit-
stellung in einem Industrial App Store
sowie eine App im Store für ein Jahr.”
schürt Dr. Stefan Hennig, Geschäftsführer
MONKEY WORKS, die Neugier.
IoT konsequent zu Ende gedacht!
www.monkey-works.de / www.elco-automation.de
Aufbauplanung vorgesehen ist. „Wir haben
intern eine Datenbank mit etwa 70.000
verschiedenen Komponenten, von denen
wir 15.000 bis 20.000 häufig verwenden“,
sagt Kindt. Für alle Teile sind entsprechen-
de Step-Dateien für die 3D-Aufbauplanung
in der Datenbank enthalten. „Falls wir die
Step-Dateien nicht von den Lieferanten er-
halten, müssen wir sie selbst erzeugen“,
so Kindt weiter. Die geforderte hohe Da-
tenqualität stellen leider nicht alle Liefe-
ranten zur Verfügung. „Nur bei wenigen
Unternehmen sind wir mit der Datenqua-
lität zufrieden. Vorbildlich ist hier die Fir-
ma Rittal, die deswegen auch zu unseren
Hauptlieferanten gehört.“
Industrie 4.0 USE-CASE: Asset Management
Die Digitalisierung entlang der Wertschöp-
fungsketten in der Industrie ist ein entschei-
dender Schritt auf dem Weg zu Industrie
4.0. Dies gilt auch für den Steuerungs- und
Schaltanlagenbau. Die Blumenbecker Au-
tomatisierungstechnik GmbH reagiert auf
die steigenden Anforderungen in Bezug auf
Qualität, Kosten und Geschwindigkeit mit
der Optimierung sämtlicher Prozesse von
der Elektroplanung über die Fertigung bis
hin zur Logistik. Dabei spielt die hohe Da-
tenqualität eine entscheidende Rolle.
Die Produktionshalle bei Blumenbecker in
Beckum sieht nicht so aus, wie man sich
gemeinhin eine Elektrowerkstatt eines
Schaltanlagenbauers vorstellt. Auf über
8.000 qm Fläche herrscht Übersichtlichkeit
und Ordnung wohin man schaut. Alle Ab-
läufe sind hoch effizient geplant. Voraus-
setzung dafür ist u. a. eine durchgängige
Datenhaltung von der Elektroplanung bis
zum Versand. Blumenbecker setzt dabei
auf die Softwarelösungen von EPLAN, das
EPLAN Data Portal und die Systemtechnik
von Rittal.
Der Datenqualität misst Peter Kindt,
Gruppenleiter Steuerungstechnik, eine
entscheidende Bedeutung zu: „Die Daten
müssen stimmen, damit wir in der Produk-
tion nicht auf Schwierigkeiten stoßen.“
Wichtig sind etwa die geometrischen Ab-
messungen, damit später alles auch so
in den Schaltschrank passt, wie es in der
Auf die Daten kommt es an
www.rittal.de
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MARKTPLATZ INDUSTRIE 4.0
10 KONKRETE INDUSTRIE 4.0 USE-CASES
Industrie 4.0 USE-CASE: Asset Management
Eine zentrale Rolle bei der Umsetzung von
Industrie 4.0 Konzepten spielen Informa-
tions- und Kommunikationstechnologien.
Bussysteme in der Produktion müssen
dabei nicht nur gewährleisten, dass Ma-
schinen und Anlagen schnell, sicher und
präzise produzieren. Darüber hinaus müs-
sen sie einen durchgängigen Zugriff auf
produktionsrelevante Daten von beliebi-
gen Abteilungen und Standorten eines
Unternehmens auf die Geräte der Feld-
ebene ermöglichen. Mit dem Industrie 4.0
Demonstrator von Sercos International
wird aufgezeigt, wie Prozess- und Geräte-
daten auf einheitliche und herstellerüber-
greifende Weise nicht nur lokal über den
Echtzeitbus, sondern auch über OPC-UA
für unterschiedliche Anwendungsszenari-
en zur Verfügung gestellt werden können.
Damit wird nicht nur der Datenaustausch
zwischen Maschinenperipherie und über-
geordneten IT Systemen vereinfacht. Auch
die Anforderungen von Industrie 4.0 hin-
sichtlich einer semantischen Interoperabi-
lität werden unterstützt.
Die Multiprotokollfähigkeit von Sercos® III
ermöglicht dabei verschiedene Realisie-
rungsoptionen. Zum einen kann die
OPC-UA-Server-Funktionalität in eine Ma-
schinensteuerung integriert werden. Die
Steuerung fungiert in diesem Falle als
Gateway, in dem das Mapping auf Sercos
Dienste und Daten vorgenommen wird.
Mit Sercos® III ist es auch möglich, einen
OPC-UA Server direkt in ein Sercos Feld-
gerät (Antrieb, E/A-Station oder Sensor)
zu integrieren. In diesem Falle wird das
OPC-Protokoll direkt zu dem jeweili-
gen Sercos Slave-Gerät durchgeroutet.
Die Gateway-Funktionalität der Steue-
rung wird somit auf die Funktion eines
Ethernet-Switch reduziert. Die Kommunika-
tionsfähigkeit zwischen einem OPC-Client
und einem OPC-UA Server bleibt aufgrund
des Sercos Übertragungsverfahrens (kein
Tunneln!) auch ohne laufende Sercos Kom-
munikation erhalten.
www.sercos.de
Maschinenkommunikation im Kontext von Industrie 4.0
Steuerungsprozesse eingreifen zu müssen.
Diese ermöglichen auch einen Vergleich ak-
tueller und früherer Prozesse, um frühzeitig
Trends zu ermitteln.
Erkannte Fehler werden als Meldungen mit
den zugehörigen Anlagen- und Bauteilin-
formationen in myDAS oder einem Web-
browser angezeigt oder über OPC an eine
SPS gesendet. Zur weiteren Analyse sind
die fehlerrelevanten Prozessdaten der Mel-
dung interaktiv darstellbar.
Durch die breite Datenerfassung und in-
telligente Verarbeitung der Prozessdaten
bietet myDAS die Basisvoraussetzungen
für eine gelungene Transformation der Fer-
tigung in eine Industrie 4.0-Landschaft.
Industrie 4.0 USE-CASE: Process Control
myDAS ist das Informationsportal mit Mehr-
wert für automatisierte Fertigungsanlagen
und bietet auf einer gemeinsamen System-
plattform Werkzeuge zur tiefgehenden Ana-
lyse der Prozesse. Die Unterstützung vieler
Standards zur permanenten Datenerfas-
sung im Industriebereich (PROFINET/-BUS,
OPC, etc.) macht myDAS zum Multitalent
für die Integration unterschiedlicher Steu-
erungen in ein gesamtheitliches Konzept
für das Fertigungsdaten- und Qualitätsma-
nagement. Die Skalierbarkeit des Systems
ermöglicht optimale Anpassungen an die
Komplexität der Fertigungsanlage. Ob In-
standhaltung oder Center-Management,
vom Prüfstand bis zur Fertigungsstraße,
myDAS liefert die für den jeweiligen Pro-
zessbeteiligten relevanten Informationen.
An einer Lackierlinie lassen sich die Mög-
lichkeiten von myDAS anschaulich demons-
trieren. Hier sollen qualitätsrelevante Feh-
ler online erkannt werden. Alle verfügbaren
Prozessdaten der Lackierroboter und Steu-
erungen werden in hoher Auflösung syn-
chron in myDAS erfasst und gespeichert.
Algorithmen analysieren diese online (oder
offline) und liefern Ergebnisse wie Fehler-
meldungen und Prozesskennwerte. Deren
Entwicklung kann mit echten historischen
Prozessdaten getestet werden, ohne in
myDAS: Big Data vom Sensor bis zur Cloud
www.techno-step.de
myDAS: Big Data für Prozessüberwachung im Zeitalter von Industrie 4.0
RZ_USE_CASE_BROSCHÜRE_12S.indd 10 28.02.17 12:16
11KONKRETE INDUSTRIE 4.0 USE-CASES
Industrie 4.0 USE-CASE: Remote Process Communication
Im Zentrum steht ein Historian System in
der Cloud des Anlagen-/Maschinenbauers.
Um die Datenbank mit Daten zu versorgen,
gibt es unterschiedliche Wege und Schnitt-
stellen. Der Weg der Daten in die Zent-
ralapplikation kann je nach Verbindung
mit Feldgeräten/Maschinen unterschied-
lich sein. Es können moderne OPC UA,
DSL, GPRS oder VPN Verbindungen, aber
auch Dateischnittstellen/Protokolle für
ältere Gerätekonzeptionen oder über eine
Cloud eingebunden werden. Auf der Da-
tenbank ist ein Webfrontend mit diversen
Auswertemöglichkeiten installiert. Es exis-
tiert ein zentraler Zugangspunkt über das
Login, bei dem der User die für ihn freige-
gebenen Daten im Dashboard sehen kann.
Im Dashboard können ebenfalls Fremd-
applikationen, sowie die auf dem Server
generierten Berichte angezeigt werden.
Das System ist mandantenfähig, und kann
auch von mehreren Kunden/Mandanten
lokal konfiguriert werden.
Das Zentrum bildet eine verständliche und
strukturierbare Weboberfläche (das UI
als Services) mit einem oder einer Kom-
bination von Historian-Systemen, flankiert
von webfähigen HMI/SCADA und QMS,
EDMS. Dieses bildet die Umgebung zum
PaaS (Platform as a service). Die Ziele
sind häufig Analyse, Berichte, Mainte-
nance, Service sowie Effizienzsteigerung.
Die Datenhaltung und Reportgenerierung
wird eingebunden in die mandantenfähige
Weboberfläche, das UI (User Interface)
als Services für die individuellen Anfor-
derungen der Benutzer (User). Ein zent-
raler Zugangspunkt über Login präsen-
tiert dem User die für ihn freigegebenen
Daten. Im Dashboard werden individuelle
Zusammenstellungen der Diagrammarten
realisiert. 'On Platform-Content' – bedeu-
tet: Eine Plattform für orchestrierte, auf-
gabenbezogene Informationsdarstellung,
ganz im Sinne der I4.0.
www.videc.de
Mandantenfähige Webzugriffe einer Cloudapplikation
Industrie 4.0 USE-CASE: Asset Maintenance
■ welche Geräte verbaut sind,
■ wo die Dokumentation zu den ver-
bauten Geräten zu finden ist und
■ welche Komponenten im Schrank
mit den Plänen korrespondieren.
Dies spart enorm viel Zeit und erhöht die
Qualität der Arbeit.
Die integrierte Lösung von WSCAD setzt
auf neue Technologien wie die Cloud, Aug-
mented Reality und viele andere mo derne
Konzepte, die für die Umsetzung von In-
dustrie 4.0 in die Praxis erforderlich sind.
Damit ist der gesamte Prozess ohne Da-
tenbrüche von der Pla nung über die Kon-
struktion, Fertigung und Instandhaltung in
WSCAD nahtlos abgedeckt.
Mit der WSCAD SUITE entwickeln, konst-
ruieren und dokumentieren Unternehmen
gewerkeübergreifend in den sechs Diszi-
plinen Elektrotechnik, Schaltanlagenbau,
Verfahrens- und Fluidtechnik, Gebäude-
automation und Elektroinstallation. Auf
einer Plattform, mit einer Datenbank und
mit denselben Artikeldaten. Die E-CAD-Lö-
sung von WSCAD ist einfach und intuitiv
in der Handhabung und Bedienung, das
Preis-Leistungsverhältnis ist unschlagbar.
Über 1,2 Millionen Artikeldaten im WSCAD-
und EPLAN-Format gibt es von ca. 140 Her-
stellern kostenlos auf wscaduniverse.com.
Dank des Datenimportes kann der Schrank-
aufbau in WSCAD auch mit Daten aus an-
deren E-CAD Tools erfolgen. Die gesamte
Dokumentation inklusive Prüflisten und
Abnahmeprotokolle erfolgt in Form intel-
ligent verlinkter PDFs. Servicetechniker
vor Ort benötigen keine speziellen Viewer
und können direkt vom Ventil in einem
Fluidplan in den Stromlaufplan und in den
Schaltschrank springen.
Neu: Wenn Servicetechniker und Monteu-
re im Rahmen der Instand haltung einzel-
ne Komponenten in Schaltschränken und
Anlagen überprüfen oder austauschen,
erkennt WSCAD automatisch das anvisier-
te Bauteil, zeigt dieses in dem Plan und
blendet alle dazugehörenden Daten ein.
Der In standhalter weiß jetzt sofort:
Augmented Reality im Schaltschrank
www.wscad.com
RZ_USE_CASE_BROSCHÜRE_12S.indd 11 28.02.17 12:16
Turmstraße 77 | D-64743 Beerfelden | Hotline +49 6068 3001 | Verkauf +49 6068 3002 | Fax +49 6068 3074 | info@IBHsoftec.com | www.IBHsoftec.com
IBH OPC UA IoT2040Ab sofort ist eine microSD Karte mit dem OPC UA Server/Client mit Firewall von IBHsoftec für das Siemens Gateway IoT2040 verfügbar. Diese Lösung erweitert SIMATIC S5, S7-200, S7-300, S7-400, S7-1200, S7-1500 und Logo! (Ethernet Versionen) Steuerungen um OPC UA.
• OPC UA Server für die einfache Anbindung an MES-, ERP- und SAP-Systeme sowie Visualisierungen
• OPC UA Client zur Kommunikation mit anderen OPC Servern
• 2 Ethernet Ports mit Firewall für eine saubere Trennung der Prozess- und Leitebene
• Skalierbare Sicherheitsstufen durch Austausch digital signierter Zertifikate
• S7-kompatible SoftSPS zur Datenvorverarbeitung integriert
• S7-Steuerungen über S7 TCP/IP oder IBH Link S7++ ansprechbar
• S5-Steuerungen über IBH Link S5++ ansprechbar
• Komfortable Konfiguration mit dem IBH OPC Editor, Siemens STEP7 oder dem TIA Portal
Siemens Gateway IoT2040 goes OPC UA
Achtung! 30.03.2017Workshop IBH Link UADas IBHsoftec-Team freut sich auf Ihre Teilnahme.
Halle 9, Stand H1024. – 28. April 2017
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RZ_USE_CASE_BROSCHÜRE_12S.indd 12 28.02.17 12:16
31
S1/2017 www.digital-factory-journal.de
Von Industrie 3.0 zu Industrie 4.0Damit Maschinen- und Anlagenbauer den Schritt von Industrie 3.0 zu Industrie 4.0 gehen können, benötigen sie die richtigen Werkzeuge. Mit der X-Plattform steht ein flexibler IoT-Baukasten für die Smart Factory zur Verfügung. Die Redaktion interviewte dazu Olaf Prein, Geschäftsführer von Exor Deutschland.
Ronald Heinze
Was beinhaltet das Smart-Factory-Konzept von Exor?
O. Prein: Die Smart Factory von Exor – das ist Steuerung in Echt-
zeit, sichere und nahtlose Zusammenarbeit verschiedener Indust-
riekomponenten, lokale und webbasierte Visualisierung, Analyse
von Echtdaten sowie direkte Anbindung an die Cloud. Unsere Smart
Factory führt mit innovativer Technik zu Industrie 4.0.
Wie unterstützt Ihr Angebot Industrie 4.0?
O. Prein: Industrie 4.0 bleibt oft ein nebulöser Begriff. Viele Fir-
men sind noch nicht einmal bei Industrie 3.0 angekommen. Und
schon kommt die nächste Revolution. Daher ist es entscheidend,
dass Anwender über die richtigen Werkzeuge verfügen.
Mit der X-Plattform bieten wir einen IoT-Baukasten, der Anwen-
der unterstützt, mit bewährter Technik den Schritt von Industrie
3.0 zu Industrie 4.0 zu gehen. Die Plattform beruht auf einem
All-in-one-Konzept mit HMI, PLC und Cloud-Edge-Gateway. Die
Multiprotokollfähigkeit ermöglicht es, auch ältere Applikationen
in die Digitalisierung einzubinden. Die Plattform nutzt die
Schnittstellentechnologien, die auch im Referenzarchitektur-
modell RAMI 4.0 vorgesehen sind. Hierzu gehört zum Beispiel
OPC UA.
Wie sieht es mit Big-Data-Anwendungen aus?
O. Prein: Über Controller und Steuerungsrechner gesammelte
Daten werden in einer Private oder auch Public Cloud gespei-
chert. So haben Spezialisten die Möglichkeit, Echtdaten in ihrer
Simula tion zu verwenden und damit den Produktionsprozess
weiter zu optimieren. Zudem kommen Analysewerkzeuge aus
dem Big-Data-Umfeld zum Einsatz, um mögliche Fehler schon
im Vorfeld zu erkennen und zu verhindern – das Stichwort hier-
zu ist Predictive Maintenance. Eine durchgängige horizontale
Integration ohne zusätzliche Gateway-Umgebung wird damit
gewährleistet und serviceorientierte Prozesse unterstützt. Un-
ternehmen, die den Einsatz einer externen Cloud aus Gründen
der Security vermeiden wollen, können die Produktionsdaten
der Plattform in einem lokalen leistungsfähigen Fog/Edge-
Computer verarbeiten.
Wie wurde die Idee auf der Hardware-Seite umgesetzt?
O. Prein: Herausragendes Beispiel dafür ist die neue „eX700-
Serie“, ein innovatives All-in-one-HMI. Hier steht ein kompletter
IoT-Baukasten mit HMI, PLC und Cloud-Edge-Gateway mit inte-
grierter HTML5-Visualisierung zur Verfügung. Eine Vielzahl an
integrierten Sensoren gibt einen umfangreichen Aufschluss über
den Ort, den Umgebungsbedingungen der Maschine oder Anlage
und lässt eine aktive Interaktion zu. Zu diesen Sensoren gehören
Automation & Manufacturing
S1/2017
zum Beispiel ein kapazitiver Glas Touch mit Multifinger Handschuhbedienung, ein Kame-
ra-Sensor für Identifikation, Fotos und Video-Aufnahmen sowie Telefonie, ein Lichtinten-
sitäts-Sensor zum Erkennen der Lichtstärke in der Umgebung, der Abstandssensor zum
Identifizieren eines Bedieners, ein Drucksensor, ein Höhensensor, Temperatur-, Luft-
feuchtigkeits-, Beschleunigungs- sowie Neigungssensoren und ein Vibrationssensor für
Schock- und Vibrationserkennung, Das IoT-Panel wird über Power over Ethernet mit
Spannung versorgt.
Auf welche Softwaretechnologien setzen Sie bei der X-Plattform?
O. Prein: Neuste Softwaretechnologien, wie Yocto, OSADL, Docker, QT, SVG, Node js und
HTML5, stehen für einen multifunktionalen Einsatz zur Verfügung. Als Betriebssysteme
werden Linux RT und Android unterstützt. Für die Erstellung webbasierter Applikationen
dient „JMobile“ bzw. „JM4web“. Die Integration von Node-RED in die „JMobile“-Ent-
wicklungsumgebung ermöglicht die einfache Kommunikation in die Cloud.
Immer entscheidender ist ein einfaches Engineering. Bitte gehen Sie daher noch konkre-
ter darauf ein.
O. Prein: Das gesamte Konzept ist auf eine schnelle Applikationserstellung hin opti-
miert. Mit dem „JMobile Studio“ – einer innovativen Framework-Softwarelösung –
lassen sich beliebige Applikationen intuitiv und professionell für die X-Plattform erstel-
len. Für die einfache Cloudprogrammierung ist Node-RED im „JMobile-Studio“
integriert. Damit werden Nodes und Flows für die Kommunikation in die Cloud erstellt.
Flexible Canvas Widgets ermöglichen dem Benutzer die Gestaltung einer bediener-
freundlichen Navigation, einer besseren Übersicht der Verwaltung mit Remote- und
Reportwerkzeugen und einer besseren lokalen oder dezentralen Bedienung. Die
„JMobile“-Client-Server-Architektur basiert auf aktuellen Webtechnologien, die dem
Innovatives All-in-one-HMI als kompletter IoT-Baukasten
oder Anmeldung unter:www.automatisierungstreff.com/workshops
Die Teilnehmerzahl ist begrenzt. Die Bearbeitungsgebühr für die Teilnahme an einem Workshop beträgt EUR 149,00 netto zzgl. MwSt. Bei Teilnahme an beiden Workshops 'MES in der Praxis' beläuft sich die Bearbeitungsgebühr auf EUR 250,00 netto zzgl. MwSt. In dieser Gebühr sind enthalten: Teilnahme am Workshop, Tagungsunterlagen, Erfrischungen während der Pausen und ein Mittagessen.
Anmeldung zum Anwender-Workshop unter der E-Mail-Adresse: anmeldung@mes-dach.de
Begrüßung + Einführung Industrie 4.0 - Aktuelle Trends aus Sicht der Wirtschaft und Wissenschaft Hochschule Augsburg und Hochschulzentrum Donau-Ries l Prof. Dr. Florian Kerber
MES - was bietet der Markt und was kann/sollte man tun? HIR GmbH l Dr.-Ing. Harald Hoff
Null Fehler sind möglich! Pickert & Partner GmbH l Sven O. Rimmelspacher
Ungebremst produzieren Eurac Lemgo GmbH für SYNCOS GmbH l Michael Rahn
Qualitätskontrolle in der Supply Chain camLine GmbH l Jochen Kinauer
Digital Enterprise und die Rolle von MES / MOM Siemens Industry Software GmbH l Jürgen Wolf
Optimierungspotenziale in der Fertigung mit Hilfe von MES MPDV Mikrolab GmbH l Armin Singer
Ilot Plattform ‘nuveon inFuse‘ – die Basis für nuveons MES Suite ‘mHub‘ nuveon GmbH l Christoph Sauer
Moderation: Ronald Heinze, VDE Verlag GmbH
Marktüberblick und Branchenbeispiele von der Automations- bis zur ERP-Ebene
Manufacturing Execution Systems in der Praxis
ANWENDER-WORKSHOP29.03.2017 • 09:30 – 18:00 Uhr
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Automation & Manufacturing
33
S1/2017 www.digital-factory-journal.de
Benutzer eine zukunftsorientierte Steuerung und Fernüberwa-
chung über jeden Browser und jedes Gerät (Smartphone, Tablet
oder Computer) ermöglichen.
Wie wird die entsprechende Leistungsfähigkeit auf der Hard-
wareseite gewährleistet?
O. Prein: Basis für unseren Multiprotokoll-IoT-Controller bildet
der eigens entwickelte „microSOM“ mit leistungsstarkem
i.MX6-Duallite-1.0-GHz-Prozessor, optional auch der i.MX6
Quad 1.2GHz.
Welche Geräte gehören zur X-Plattform?
O. Prein: Die X-Plattform zeichnet sich durch seine Durchgängig-
keit und Skalierbarkeit aus. Das Produktportfolio erstreckt sich
von auf Hutschienen montierbaren Geräten, über Schaltschrank-
Einbaugeräte bis hin zu feldtauglichen IP67-Geräten. Alle Pro-
dukte basieren auf Linux mit der OSADL-Echtzeiterweiterung.
Welche Kommunikationsstandards unterstützen Sie mit der
X-Plattform?
O. Prein: Für die Vernetzung stehen drei Ethernet-Schnittstellen
mit drei MAC-Adressen zur Verfügung. Die integrierte Open-
VPN- und Open-SSL-Lösung ermöglicht einen einfachen Zu-
gang zu den Maschinen und Anlagen. Hierzu gibt es das einfach
bedienbare Portal JM-Cloud Connect.
Unterstützt werden darüber hinaus traditionelle Feldbusse, wie
CAN, Modbus RTU, Profibus und KNX sowie Ethernet-basieren-
de Protokolle, wie Profinet, Ethercat, Ethernet/IP, Powerlink und
Bacnet. Ebenso ist ein OPC-UA-Interface, Ethernet TSN ent-
sprechend dem Standard IEEE 802.1 TSN (Time Sensitive Net-
work) implementiert. Als Kommunikationsprotokoll dient hier
der OPC-UA-Pub/Sub-Standard. Damit steht ein IoT-tauglicher
Kommunikationsstandard mit Echtzeitverhalten zur Verfügung.
Über ein Modulkonzept lassen sich beliebige Schnittstellen so-
wie Ein- und Ausgänge erweitern. Neben der GPRS-Anbindung
sind Funkschnittstellen, wie WiFi, NFC und Bluetooth, integriert.
Was zeigen Sie konkret auf dem Marktplatz Industrie 4.0?
O. Prein: Auf dem Marktplatz Industrie 4.0 zeigen wir in einem
Use-Case, wie Sensorik, Aktorik und Robotik über verschiedene
Feldbuskommunikationsprotokolle angesteuert werden – si-
multan und in Echtzeit. Die Synchronisierung erfolgt über OPC
UA mit TSN nach dem Standard IEEE 802.1 TSN.
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Leistungsfähige Softwaretechnologien für IoT- und Automatisierungsanwendungen
Olaf Prein ist Geschäftsführer der Exor Deutschland GmbH in Wuppertalolaf.prein@exor.de
Automation & Manufacturing
34
www.digital-factory-journal.de S1/2017
Industrie 4.0 in der UmsetzungDie Umsetzung von Industrie 4.0 befindet sich auf einem guten Weg. Doch welche Hürden sind noch zu nehmen? Diese und weitere Fragen beantwortet Dr.-Ing. Gunter Kegel, VDE-Präsident und Vorsitzender der Geschäftsführung der Pepperl + Fuchs GmbH, einem führenden Sensorhersteller im Automatisierungsbereich, im Gespräch mit der Redaktion.
Ronald Heinze
Jedes historische Geschehen startet als Utopie und endet in der
Realität. Wie beurteilen Sie den Stand der Umsetzung von Indus-
trie 4.0?
G. Kegel: Ich weiß nicht, ob wir wirklich mit einer Utopie gestar-
tet sind. Digitalisierung ist schon seit 15 Jahren ein wichtiges
Thema. Geräte, die mit Embedded Systems und Digitaltechnik
arbeiten, gibt es seit mehr als 30 Jahren. Momentan kommt es
aber zu einem Lawineneffekt, weil wir unsere Systeme nahezu
ohne Mehrkosten mit immer mehr Rechnerleistung und immer
mehr Speichertiefe ausstatten und sie in flachen Strukturen
vernetzen können. Gateways und Übersetzer für unterschied-
liche Protokolle werden nicht mehr benötigt. Die neuen Struk-
turen ermöglichen die Generierung riesiger Datenmengen. Das
Thema „Big Data“ wird zu einem greifbaren Phänomen. Wir
Ingenieure aus der Automatisierung, der Prozess- und An-
lagentechnik müssen uns jetzt erstmalig damit auseinander-
setzen. Der revolutionäre Charakter liegt nicht in der Tatsache,
dass jetzt plötzlich alles digital wird. Digitalisierung ist – wenn
man so will – ein alter Hut, neu hingegen die vollständige Ver-
netzung.
Das Internet der Services gehört den Amerikanern, das Internet
der Dinge den Europäern bzw. den Deutschen. Wer wird die In-
dustrie der Zukunft dominieren, die IT-Firmen aus Amerika oder
die Prozess-Know-how-Träger von hier?
G. Kegel: Es ist wahr, dass die Internetbranche stark von ameri-
kanischen Unternehmen dominiert wird. Das heißt aber nicht,
dass die Services ebenso weit fortgeschritten sind, sodass man
Dr.-Ing. Gunter Kegel, VDE-Präsident und Vorsitzender der Geschäftsführung der Pepperl + Fuchs GmbH
Automation & Manufacturing
35
S1/2017 www.digital-factory-journal.de
sagen könnte, die amerikanische Gesellschaft sei schon kom-
plett vernetzt. Ein Beispiel ist der Zahlungsverkehr, der selbst im
B2B-Bereich in den USA teilweise noch über die postalische
Versendung von Barschecks läuft. Im B2C-Bereich sind die US-
Amerikaner mit ihren Heroen wie etwa Amazon sehr weit vorne.
In diesem konkreten Beispiel liegt es aber auch an den großen
Distanzen, die dort zu überwinden sind. Dementsprechend bie-
tet eine Bestellung über das Internet einen immensen Vorteil. Ich
persönlich finde es sehr angenehm, Dinge in einem Ladenge-
schäft um die Ecke einzukaufen; in den USA sind sie dafür unter
Umständen mehrere Stunden unterwegs. Oft hat es einfach
andere Gründe, dass sich die Dinge in Amerika anders entwi-
ckeln. Es ist schlichtweg fehl am Platz, darüber zu jammern,
dass die Amerikaner so weit vorne und die Deutschen angeblich
technikfeindlich und zögerlich seien. In Deutschland überlegen
Ingenieure erst einmal gründlich, bevor sofort gestartet und die
Geschwindigkeit verdoppelt wird, obwohl noch gar nicht fest-
steht, wohin es genau geht.
Wie sieht der Ansatz für Industrie 4.0 hierzulande konkret aus?
G. Kegel: Unser Ansatz geht dahin, eine strukturierte Vernet-
zung zu schaffen, auf der man dann weiter aufbauen und diese
ergänzen kann. Wenn einmal Maschinen miteinander reden
sollen, deren Kommunikation untereinander heute noch gar
nicht geplant ist, dann müssen wir dafür eine einheitliche Struk-
tur schaffen. Heute nutzen wir Kommunikationsstrukturen, bei
denen jeder Ingenieur auf bewährte Mittel und Software zurück-
greifen kann, um die Anlagentopologie zu planen, zu konfigurie-
ren und zu strukturieren. Die Anlage lässt sich dann in eine
übergeordnete Kommunikation einbinden. Zukünftig – im Inter-
net der Dinge – wird die Kommunikation weit über die heute
bekannten Strukturen hinausgehen. In neuen, semantischen
Strukturen müssen Maschinen und Geräte aus unterschiedli-
chen Netzen miteinander interagieren, deren Kommunikation
nicht mehr im Detail vorausgeplant wird. Die notwendige Kom-
munikation wird gegebenenfalls erst im Nachhinein durch über-
geordnete Geschäftsmodelle notwendig. Deshalb sind neue
Strukturen und Ontologien gefordert.
Learning by Doing funktioniert dafür nicht mehr. Nötig ist ein
grundlegender, wissenschaftlicher Ansatz, um Strukturen zu
schaffen, die auch zukünftigen Anforderungen gerecht werden.
Das Referenzarchitekturmodell (RAMI) verknüpft drei verschie-
dene Dimensionen miteinander. Im – ansonsten vergleichbaren
– IIRA-Modell der Amerikaner wird der Lebenszyklus nicht be-
rücksichtigt. In unserem Referenzmodell ist das fast der wich-
tigste Bestandteil der sogenannten Verwaltungsschale. Der
„Digital Twin“ soll über den gesamten Lebenszyklus wachsen;
Vernetzung und Kommunikation müssen in den gesamten Le-
benszyklus eingebunden sein. Mit diesem Modell, das auf um-
fangreichen Überlegungen basiert, befinden wir uns auf einem
guten Weg.
Ob wir ganz oben in den neuen Geschäftsmodellen mit den
„Googles dieser Welt“ mithalten können, ist eine andere Frage.
Das ist aber keine Industrie im herkömmlichen Sinne, sondern
es geht um Services oberhalb der industriellen Ebene. Wie ent-
scheidend das am Ende sein wird, ist noch offen: Wie wichtig
sind Dinge, wenn sie keine Services anbieten? Wie wichtig sind
Services, wenn sie nicht auf Dinge aufsetzen? Diese Fragen
werden wir in zehn Jahren beantworten können. Für industriel-
le Anforderungen ist unser wissenschaftlicher Ansatz sicher der
richtige.
Welches sind die nächsten Schritte nach der Erstellung des Re-
ferenzarchitekturmodells RAMI 4.0?
G. Kegel: Die Referenzarchitektur steht, jetzt müssen wir uns
Gedanken über die Strukturierung der Verwaltungsschale ma-
chen. Wir wissen, was dort abgebildet werden soll und in wel-
cher Form das geschehen muss. Dinge werden mit offenen
Standards so hinterlegt, dass jeder weiß, was verbindlich in
diese Verwaltungsschale gehört und dort vorhanden sein muss.
Indus trie-4.0-Kommunikation fängt meiner Meinung nach erst
dann an, wenn wir alle drei Dimensionen der Kommunikation
miteinander verknüpfen können und die Verwaltungsschale
entsprechend strukturiert und ausgefüllt haben. Ansonsten re-
den wir nur von Digitalisierung und Vernetzung.
Es gibt eine Fülle von Wissenschaftsprojekten, bei denen das
ausgetestet wird. Jedes dieser Modelle wird daraufhin über-
prüft, wie es passt und welche Normenansätze für das jeweilige
Modell schon vorhanden sind. Es gibt einige Normen, die sich mit
Konnektivität, Ontologie und Security befassen und dabei unter-
stützen können. Darüber hinaus gibt es zahlreiche Forschungs-
projekte, zum Beispiel das Open-Asset-Administration-Shell-
Projekt, mit denen Lücken in der Struktur und im Inhalt der
Verwaltungsschale gefüllt werden können. Wichtige Vorarbei-
ten sind von der DKE und dem IEC geleistet worden, um die
Verwaltungsschale mit Merkmalen und Strukturen sowie mit
Semantik und Syntax zu füllen. Damit werden die Grundlagen
für eine offene Kommunikation auf einem deutlich höheren Ab-
straktionsniveau geschaffen. Ich bin optimistisch, dass wir noch
in 2017 mit der Definition der Verwaltungsschale fertig sein
werden. Parallel dazu wird es Projekte zum Test in der Praxis
geben, auch wenn diese noch proprietär sind und zunächst
einmal dem reinen „Ausprobieren“ dienen.
Diese Use Cases bzw. Leuchtturm-Projekte helfen auch darin,
den Anwendern die Potenziale der Digitalisierung und der
Vernetzung aufzuzeigen, auch wenn sie noch nicht im vollen
Umfang der reinen Lehre im Hinblick auf Industrie 4.0 entspre-
chen.
Automation & Manufacturing
S1/2017
Lautet Ihre Empfehlung an die Anwender in der Industrie: Jetzt rangehen und jetzt be-
ginnen! Oder raten Sie eher dazu, abzuwarten, bis alles exakt definiert und festgeschrie-
ben, genormt sowie standardisiert ist?
G. Kegel: Die Anwender sollten auf jeden Fall jetzt anfangen, allerdings wissend, dass
es zunächst einmal ein prototypisches Vorgehen ist. Niemand wird gleich seine gesam-
te Anlage vernetzen, sondern erst einmal mit kleineren Projekten anfangen – das
Ganze ist ja auch kostenintensiv.
Denken Sie einmal an die Prozessindustrie, die heute vorwiegend mit analogen Signa-
len arbeitet. Bei der Umwandlung der Signale in digitale Form sind die Anwender sehr
schnell in einer Größenordnung von Tausend Euro pro Messpunkt. Kleinere Testan-
wendungen mit zum Beispiel 100 Messpunkten eignen sich aber durchaus zur Imple-
mentierung einer Anwendung und zum Austesten. So können OPC UA Implementie-
rungen etwa getestet werden oder erste Ankopplungen an „cloud-basierte“ Dienste
aufgesetzt werden.
Technisch ist bereits vieles geklärt. Doch wie sieht es mit juristischen Fragen aus?
G. Kegel: Tatsächlich stoßen wir oft auf juristische Probleme und Fragestellungen.
Wenn – wie bei Big Data - große Datenmengen existieren, geht es auch darum, wer die
Nutzungsrechte für diese Daten hat. Schließlich sind sie auch beliebig duplizierbar.
Man kann auch fragen: Wer kann über die Daten eines Autos verfügen? Der Hersteller,
der Fahrer, der Provider …?
Wir kommen hier an die Grenzen unseres Rechtssystems, das Besitz und Eigentum
einer Sache eindeutig definiert, aber keine klaren Regeln für beliebig duplizierbare
ortsunabhängige Daten bereithält. Solange die Fragestellungen bilateral zwischen
Industriepartnern festgelegt werden können, haben wir eine gewisse Gestaltungsfrei-
heit. In Europa sehen wir allerdings immer den Verbraucher als schwächstes Glied, der
ausreichend geschützt werden muss. Diesen Schutzzielen müssen sich schlussend-
lich auch industrielle Anwendungen unterwerfen.
Welche Ziele verfolgt das Netzwerk „Smart Production“, eine Innovationsplattform der
Stadt Mannheim, an der auch Ihr Unternehmen mitarbeitet?
G. Kegel: Dieses Netzwerk ist eine Kontaktplattform zum Austausch von Erfahrungen
und Dienstleistungen rund um das Thema Industrie 4.0 zwischen verschiedenen Un-
ternehmen; die Rhein-Neckar-Region ist dafür bestens geeignet. Es geht einfach dar-
um, zunächst einmal die Köpfe zu vernetzen und dann die Geräte.
In unserem Netzwerk haben wir keine großen Distanzen zu überbrücken, sondern man
kann auf kurzem Weg mit seinen Partnern kommunizieren. Meist kennen sich die Be-
teiligten untereinander ohnehin schon.
Die Stadt Mannheim orchestriert das Ganze und hat dabei auch das Ziel, selbst kleins-
te Mittelständler in das Projekt einzubinden, um hier Schwellenängste abzubauen.
Es geht – darauf möchte ich noch einmal hinweisen – keinesfalls darum, den Mittel-
stand oder Handwerksbetriebe abzuhängen. Um ein griffiges Beispiel zu nennen: Wir
wollen keine Brötchen digitalisieren, sehr wohl jedoch den Weg vom Rohling zum
Brötchen durch Digitalisierung vereinfachen.
Die tollsten Geräte auch für die Digitalisierung brauchen immer noch Handwerker, die
sie installieren – genau dafür ist das Netzwerk „Smart Production“ die geeignete Aus-
tauschplattform. Dabei wird klar, dass es nicht nur allein um die Großindustrie geht,
sondern letztlich um alle Bereiche der Wirtschaft inklusive des Handwerks.
www.pepperl-fuchs.com
Workshop 1: 30.03.2017 09:30 - 12:45 UhrWorkshop 2: 30.03.2017 14:00 - 17:15 Uhr
Wer sich mit den aktuellen Entwicklungen in der Au-tomatisierungsbranche befasst, muss sich zwangs-läufig auch mit den Themen Industrial Internet of Things (IIoT) und Cloud Computing auseinander-setzen. Dabei ist der Weg von den „Things“ (bei-spielsweise Sensoren) über das Internet bis in die Cloud nicht ganz einfach, denn auf Sensorebene überwiegen immer noch „Things“, die selbst keine Internetschnittstelle haben. Dabei sind es gerade die gesammelten und konsolidierten Daten dieser Sensoren, die in Zeiten von Industrie 4.0 von gro-ßem Interesse sind.
Themenüberblick:
Einführung IoT Gateway, Controller und IoT Konnektivität am Beispiel WAGO
Beispiel Cloud Applikation mit Microsoft Azure (Aufbau, Deployment, Test)
Konfiguration von Microsoft Azure Cloud Ressourcen
Installation und Vorbereitung eines Controllers
Beispiel SPS Programm zum Einsammeln und publizieren von Sensordaten
Telemetrie an die Azure Cloud und beliebige Cloud mittels MQTT Protokoll
Beispiel SPS Programm zum Empfangen von Kommandos aus der Cloud
Erfahrungsaustausch über Anbindung verschiedener Cloud Plattformen
Die Teilnahme am Workshop ist kostenfrei. Teilnehmer erhal-ten Tagungsunterlagen und Erfrischungsgetränke während der Pausen. Da die Plätze begrenzt sind, nehmen Sie bitte eine Stornierung bei Verhinderung bis zum 20.03.2017 vor, da wir ansonsten eine Bearbeitungsgebühr in Höhe von EUR 49,00 netto + MwSt. berechnen müssen.
Anmeldung zum Anwender-Workshop in der Kongresshalle Böblingen unter der E-Mail-Adresse: info@mm-software.com
oder Anmeldung unter:www.automatisierungstreff.com/workshops
Workshop:Verwendung einer klas-sischen SPS als IIoT Gateway in der Praxis
Anz_AWS2017_M&M_78x297.indd 1 08.02.17 13:26
Automation & Manufacturing
37
S1/2017 www.digital-factory-journal.de
Workshop: Ethernet-Messstelle für Netzwerke in der Produktion
Im Gegensatz zum klassischen Feldbus
kann in Punkt-zu-Punkt-verkabelten
Ethernet-Netzwerken nicht einfach an
einer beliebigen
Stelle ein Diagno-
segerät eingeklinkt
werden. Beim Auf-
trennen der Ether-
n e t-Ve r b i n d u n g
würde es sofort
zum Abbruch der
K o m m u n i k a t i o n
und damit zum
Anlagenstillstand
kommen. Zudem
ist nicht jedes Tele-
gramm an jeder
Stelle im Netzwerk
messbar. Um trotz-
dem messen zu
können, wird die
neue Ethernet-
M e s s s t e l l e
BS-0130 fest in
das Netzwerk integriert. Sie wird meis-
tens unmittelbar am Controller installiert
und ermöglicht damit den unterbre-
chungsfreien Anschluss eines Diagnose-
geräts im laufenden Betrieb. Das Netz-
werk wird dank Spiegelung des
Ethernet-Verkehrs nicht beeinflusst,
auch wenn an dem Gerät keine Span-
nungsversorgung anliegt. Gegenüber
Switches mit aktiviertem Mirror-Port
stellt die Messstelle BS-0130 sicher,
dass die zeitliche Abfolge des Netzwerk-
verkehrs erhalten bleibt und bei hoher
Netzwerklast oder Telegrammfehlern
keine Telegramme verworfen werden.
Passend dazu bietet IVG Göhringer auf
dem Automatisierungs-
treff 2017 am 30. März
2017 einen halbtägigen
Workshop unter Leitung
eines neutralen Experten
an. Hier erfahren die An-
wender, auf was sie ach-
ten müssen, wenn sie
sich mit der Netzwerk-
analyse befassen. Die
Teilnehmer bringen ihre
eigenen Geräte mit
Spannungsversorgung
zum Workshop mit. Da-
durch lernen sie, auf was
es speziell beim eigenen
Werkzeug ankommt und
bekommen einen Über-
blick über die Leistungs-
merkmale der am Markt
erhältlichen Diagnose-
tools. Neben den theoretischen Grundla-
gen werden die durch Installationsfehler,
Alterung und Verschleiß entstehenden
Fehlerbilder besprochen.
www.i-v-g.de
Die Ethernet-Messstelle BS-0130 arbeitet vollkommen passiv und daher ohne BeeinflussungdesNetzwerks
software für ihre smart factory
` Herstellerunabhängige Konnektivität
` Horizontale M2M-Kommunikation
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über den PC bis in die Cloud
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Automation & Manufacturing
S1/2017
Kurzzeitstörungen von Maschinen und Anlagen einfach erfassen Mit der OEE- und MES-Software von
Cosmino können Maschinenstopps
durch automatisches Überwachen ei-
nes Taktsignals protokolliert werden.
Die Beschreibung der tatsächlichen
Ursache, die zu einem Stillstand ge-
führt hat, wird in der Regel durch den
Maschinenführer ergänzt, da selbst die
Anlagen-SPS nur das Symptom einer
Störung kennt, aber nicht deren Ursa-
che. Im Allgemeinen kann das Personal
nicht alle über ein Maschinensignal
protokollierten Stopps diagnostizieren,
da dies zu zeitraubend wäre. Unterbre-
chungen, die eine individuell einstell-
bare Dauer nicht überschreiten, kann
Cosmino daher automatisch als Mini-
Stopp protokollieren. In bestimmten
Prozessen, wie der Fließbandfertigung,
können Mini-Stopps einen beträchtli-
chen Prozentsatz der Gesamtverlust-
zeit ausmachen. Da viele kleine Unter-
brechungen auch zu einer schlechten
OEE beitragen, enthält das aktuelle
Cosmino-Release ein neu entwickeltes
Feature, mit dem erfasste Mini-Stopps
zum Schichtende schnell und praktisch
mit ihrer tatsächlichen Ursache über-
schrieben werden. Diese eigentliche
Ursache ist dem Personal vor Ort in der
Regel bekannt. Hierzu wird über den
Onlinearbeitsplatz die Verlust-Hierar-
chie aufgerufen und nach Mini-Stopps
gefiltert. Nun kann man entweder eine
bestimmte Anzahl an Mini-Stopps aus-
wählen, zum Beispiel die letzten fünf,
oder einen bestimmten Zeitraum, zum
Beispiel. alle Mini-Stopps der letzten
drei Stunden. Schließlich wird die tat-
sächliche Ursache für die ausgewähl-
ten Kurzzeitunterbrechungen bestimmt.
Ein Mini-Stopp kann durch die Auswahl
der Zeitspanne auch gesplittet werden.
Die Zuordnung der Mini-Stopps zu den
Leistungsverlusten wird durch die
nachträgliche Diagnose nicht beein-
flusst. Das neue Feature ermöglicht ei-
ne zeitsparende Zuordnung von tat-
sächlichen Ausfallursachen. Dadurch
erreichen Produktionsbetriebe eine
Verbesserung der protokollierten Da-
ten. Dies wiederum führt zu einer höhe-
ren Qualität der durch Cosmino erzeug-
ten Reports.
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Als führender Anbieter von Manufacturing Execution Systemen (MES) treibt MPDV die Verbreitung und Wei-terentwicklung des MES-Gedanken stetig voran. Un-ternehmen aus aller Welt vertrauen bereits auf mehr als 1.000 Installationen der praxisnahen MES-Lösung HYDRA und sorgen damit in ihrer Produktion für mehr Transparenz und Effizienz. MPDV denkt bereits weiter und gibt mit dem Zukunftskonzept MES 4.0 Antworten
auf visionäre Ideen.
Mit dem Vier-Stufen-Modell „Smart Factory“ zeigt MPDV praxisnah auf, wie Unternehmen Ihre Fertigung fit für Industrie 4.0 machen. Einschlägige Verbände geben den MES-Experten von MPDV Recht: MES wird auch in Zukunft eine zentrale Funktion als Datendrehscheibe in der Produktion übernehmen. Mehr über das MES der Zukunft erfahren Sie bei MPDV während des Workshops MES in der Praxis am 29.03.2017.
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unternehmen schon heute einen
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Automation & Manufacturing
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S1/2017 www.digital-factory-journal.de
OPC UA Server/Client für IoT-Gateway Als Manager zwischen Fertigung und Cloud dient das intelligente Gateway Simatic IOT 2040, eine zuverlässige offene Plattform für die Sammlung, Aufbereitung und Übermittlung von Daten direkt aus der Fertigung. Inzwischen steht für dieses Gateway eine Micro-SD-Karte mit OPC UA Server/Client zur Verfügung.
Ronald Heinze
Im Zuge von Industrie 4.0 schreitet die Vernetzung zwischen
Fertigung und Office IT unaufhaltsam voran. Produktionsdaten
werden in der Cloud gesammelt und ausgewertet, um die Ferti-
gung zu optimieren. Ein intelligentes Gateway, das die Kommu-
nikation zwischen den verschiedenen Datenquellen harmoni-
siert, analysiert und an die entsprechenden Stellen weiterleitet,
ist dafür eine einfach zu implementierende Lösung. Damit kön-
nen zukunftsgerichtete Fertigungskonzepte auch für bestehende
Anlagen umgesetzt werden [1].
Siemens hat mit dem Simatic IOT2040 eine Lösung vorgestellt,
die sich einfach in die bereits bestehende Anlage integrieren
lässt. Es ist somit eine kostengünstige und sichere Alternative
zur kompletten Nachrüstung älterer Maschinen. Die Nachrüs-
tung kann hierbei schrittweise für einzelne Maschinen erfolgen.
Ein zuverlässiger Langzeiteinsatz in der rauen Industrieumge-
bung ist laut Siemens gewährleistet [1].
Verbindung zwischen Cloud und FertigungDie Nutzung von Maschinen- und Produktionsdaten eröffnet
viele Anwendungsmöglichkeiten. Das offene cloudbasierte
IoT-Betriebssystem Mindsphere bietet Industrieunternehmen
eine offene Infrastruktur und ermöglicht neuartige digitale
Dienstleistungen. Mindsphere steht mittlerweile nicht nur für
SAP Hana zur Verfügung, sondern soll auch für Microsoft
Azure verfügbar sein. Außerdem wurde angekündigt, mit IBM
zusammenzuarbeiten. Konkret ist geplant, den Datenanalyse-
Service „IBM Watson Analytics“ und weitere Analysewerk-
zeuge in Mind-sphere zu integrieren.
Das IoT-Gateway Mindconnect IoT2040 stellt hierzu die Verbin-
dung zwischen der Fertigung und der cloudbasierten Datenana-
lyse her. Ein konkretes Beispiel ist die präventive Wartung von
Maschinen. Diese basiert auf dem frühzeitigen Erkennen sich
anbahnender Verschleißerscheinungen anhand der Auswer-
tung relevanter Indikatoren. Das Gateway übernimmt dabei die
Aufgabe der Erfassung, Speicherung und Kommunikation rele-
vanter Daten an cloudbasierte Analyse-Tools und ermöglicht
somit präventive Wartungskonzepte – gerade auch für beste-
hende Anlagen [1].
Um individuelle Kundenwünsche auch in der Fertigung effizient
umzusetzen, ist eine direkte Kommunikation der Auftragsdaten
Micro-SD-Karte mit dem OPC UA Server/Client mit Firewall für das Gateway Simatic IOT2040
Industrial Communication & Interfaces
S1/2017
aus dem ERP-System in den Fertigungsbereich notwendig. So können beispielsweise
kundenspezifische Konfigurations- oder Verpackungswünsche an den entsprechenden
Stellen in der Produktion automatisch abgerufen werden. Das IoT-Gateway vereint die
Aufgabe als Schnittstelle zum ERP-System und der entsprechenden Kommunikation
von Automatisierungskomponenten. Dies beschleunigt den Fertigungsprozess, mini-
miert Fehler und erhöht die Transparenz der Auftragsbearbeitung.
Das Gateway Simatic IOT2040 ist eine zuverlässige offene Plattform für die Samm-
lung, Aufbereitung und Übermittlung von Daten direkt aus der Fertigung. Es harmoni-
siert die Kommunikation zwischen den verschiedenen Datenquellen, eignet sich ideal
als Gateway zwischen Produktion und Cloud. Das Gateway macht Maschinen fit für
das Cloud-Zeitalter, ausgerüstet ist das Gateway mit einem stromsparenden Intel-
Quark-Prozessor und zahlreichen Schnittstellen (Intel Quark x1020 (+Secure Boot),
1 GB RAM, zwei Ethernet-Schnittstellen, 2 x RS-232/485-Schnittstellen, Batterie ge-
pufferte RTC). Für das Gateway ist Yocto Linux Support vorgesehen. Außerdem ist es
einfach erweiterbar mit Arduino Shields und Mini-PCIe- Cards.
Micro-SD-Karte mit dem OPC UA Server/ClientVon IBH Softec [2] steht eine Micro-SD-Karte mit dem OPC UA Server/Client mit
Firewall für das Gateway IOT2040 zur Verfügung. Ein einfaches Einstecken der von
IBH Softec vorkonfigurierten Micro-SD-Karte macht aus dem Gateway ein OPC UA
Server/Client für Siemens-Steuerungen. Diese Lösung erweitert die Steuerungen Si-
matic S5, S7-200, S7-300, S7-400, S7-1200, S7-1500 und Logo! (Ethernet Versionen)
um OPC UA. Der IBH OPC UA Server wird mit dem frei verfügbaren IBH OPC Editor,
dem Original Siemens Step 7 oder dem TIA Portal konfiguriert. Es muss keine spezielle
Software auf dem Programmiergerät installiert werden. Somit ist der IBH OPC UA Ser-
ver/Client nahtlos in das SPS-Projekt integriert. Es können bis zu 31 Step-7- und/oder
TIA-Projekte parallel verarbeitet werden.
Die Variablendefinitionen werden von der Programmiersoftware in den IBH OPC UA
Server/Client über Ethernet übertragen. Die Variablenattribute (zum Beispiel Schreib-
schutz oder Grenzwerte) definiert man direkt im SPS-Projekt. Es ist somit ein symboli-
scher Zugriff auf Strukturen in Datenbausteinen und Variablen möglich. Die Kommuni-
kation mit den Steuerungen erfolgt über TCP/IP.
Falls eine Steuerung keinen Ethernet-Anschluss hat, kann man dies über die bewährten
Kommunikationsadapter IBH Link S7++ oder IBH Link S5++ realisieren. Der Vorteil der
Lösung von IBH Softec ist, dass es sich um eine Server-/Client-Version handelt. Die
OPC-Client-Funktion ermöglicht auch den Datenaustausch von OPC-Servern unterein-
ander. Es können über diese Funktion zum Beispiel Steuerungen oder andere Geräte
verschiedener Hersteller via OPC UA Daten austauschen. Die Konfiguration der Client-
Funktion erfolgt über die Weboberfläche. Während OPC Data Access Zugriff auf Daten
in Echtzeit ermöglicht, unterstützt OPC Historical Access, auch OPC HDA benannt, den
Zugriff auf bereits gespeicherte Daten. Von einfachen Datalogging-Systemen bis zu
komplexen Scada-Systemen lassen sich historische Daten auf genormte Weise abfra-
gen. Die Aktivierung der historischen Daten erfolgt komfortabel über die Weboberfläche.
Literatur
[1] Gateway Simatic IOT2040: www.siemens.de/iot2000
[2] IBH Softec GmbH, Beerfelden: www.ibhsoftec.com
„Fertigungs-qualität
in Echtzeit überprüfen"
Jochen KinauerDirector Channel Sales
Moderne Fertigungen sind durch IT Werkzeuge, wie
MES und SPC in der Lage, die Prozessausbeute zu
erhöhen und Produktabweichungen zu reduzieren.
Jedoch sind diese Fertigungsinformationen oft auf
einen Standort beschränkt. Mit Supplier Quality
Management (SQM) wird die Bandbreite der Pro-
zesskontrolle auf die gesamte Lieferentenkette
erweitert.
Durch diese globale Steuerung der Lieferantenkette
kann die Fertigungsqualität innerhalb einer Liefe-
rantenkette in Echtzeit überprüft und bei kritischen
Abweichungen können zeitnah Gegenmaßnahmen
eingeleitet werden.
Am Beispiel einer voll integrierten Fertigungskette
werden die Möglichkeiten zur Optimierung in Bezug
auf Fertigungsqualität, Produkttransparenz und An-
laufmanagement einer Fertigung vorgestellt.
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SupportedManufacturing -Systems
ComputerCSM Systems AG Apothekerstrasse 5 CH-8610 Uster / Switzerland
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WORKSHOPS I MARKTPLATZ INDUSTRIE 4.0 I TREND-SESSIONS www.automatisierungstreff.com
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S1/2017 www.digital-factory-journal.de
Steuerungs- und IT-Ebene nahtlos miteinander verbindenEinfach, schnell und flexibel Produktionsdaten zwischen SPS, Robotersteuerungen und Datenbanken auszutauschen – dies war bisher bei vielen Daten ohne großen Aufwand oder Performance-Verluste kaum möglich. Der „SQL4automation“-Connector schafft das mit weni-gen Klicks. Damit haben IT-Systeme und Cloudlösungen einfach Zugriff auf Produktionsdaten. Die Redaktion sprach mit den beiden Inasoft-Geschäftsführern Ruedi Gloor und Roger Kunz.
Ronald Heinze
Sie sind aktiver Teilnehmer auf dem Marktplatz Industrie 4.0.
Welchen Use Case zeigen Sie?
Roger Kunz: Unser Use Case beinhaltet, Produktionsdaten aus
beliebigen Steuerungsumgebungen auf einfacher Weise in Da-
tenbanken zur Verfügung zu stellen. Die Daten können dann in
ERP-, MES- und Cloud-Applikationen genutzt werden. Wir wol-
len mit unseren Besuchern diskutieren, welche neuen Ge-
schäftsmodelle basierend auf den Daten möglich werden.
Ruedi Gloor: Wir nutzen dafür unseren „SQL4automation“-Con-
nector. Das ist eine Softwarelösung, die bei höchster Flexibilität
unter Anwendung bekannter Programmierumgebungen aus der
Steuerungswelt einen vollen Zugriff auf SQL-Datenbanken er-
möglicht.
Für solche Anwendungen hat sich doch OPC UA als Standard für
den Datenaustausch von Steuerungen in Richtung produktions-
nahe IT-Umgebungen längst etabliert.
Roger Kunz: Das mag sein. Aber in vielen Anwendungen ist es von
Vorteil, wenn die Steuerung direkt Daten in die SQL-Datenbank
schreibt. Damit lassen sich zum Beispiel Werkstückdaten loggen.
Werkstücknummer, Messdaten, Datum, Zeit, Seriennummer sowie
Produktionsstandort, -linie oder -maschine stehen plötzlich trans-
parent und abrufbereit in der Datenbank zur Verfügung. Ebenso
können jegliche Form von Meldungen sowie wichtige Maschinen-
daten, zum Beispiel Gesamt-, Produktions- und Stillstandsdauer,
Anzahl und Zeit der Werkstückproduktion sowie der Verschleiß von
Maschinenbauteilen, einfach abgerufen werden.
Ruedi Gloor (l.) und Roger Kunz (r.) sind Geschäftsführer der Inasoft GmbH in Lyssach/Schweiz
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Ja, aber dafür kann doch auch OPC UA verwendet werden.
Oder?
Roger Kunz: Wenn es darum geht, große Datenmengen ohne
Verluste an Leistungsfähigkeit aus der Steuerung in die Daten-
bank transferieren, ist unsere Lösung prädestiniert. Außerdem
muss bei Anwendungen mit OPC UA zumeist noch ein zusätz-
liches Hochsprachenprogramm zum Einsatz kommen, um die
Daten wirklich nutzbar zu machen. Der „SQL4automation“-
Connector schreibt die Daten hingegen direkt nutzbar in die
Datenbank und bringt die typischen Vorteile eines Standardtools
mit. Wertvolle Ressourcen für die Hochsprachenprogrammie-
rung werden gespart. Die wenigen Einstellungen in der Steue-
rungslogik übernehmen die Steuerungsprogrammierer.
Welche Steuerungen unterstützen Sie mit Ihrer Lösung?
Ruedi Gloor: Die Connector-Version V3.4.2.0 bietet fertige
Bibliotheken für Siemens S7-1500, S7-1200, S7-300 und
S7-400, Codesys 2.0 und Codesys 3.0, Beckhoff Twincat
2.0 und Twincat 3.0, Rockwell Allen Bradley RS-Logix, ABB
AC500, Sigmatek Lasal und B&R. Weiterhin gibt es Biblio-
theken für Robotersteuerungen, zum Beispiel ABB Rapid,
Kuka KRC4 und Stäubli Val3. Alle Bibliotheken stehen auf der
Homepage www.SQL4automation.com zum Download be-
reit.
Wo sehen Sie dieses Potenzial für Industrie 4.0 konkret?
Ruedi Gloor: Für die Optimierung der Produktion und für neue
serviceorientierte Geschäftsmodelle werden möglichst viele
Produktionsdaten benötigt. Die Steuerung hat darauf Zugriff;
hier sind die Daten bereits konzentriert. Mit unserem
„SQL4automation“-Connector können wir einfach und schnell
darauf zugreifen. Der Vorteil unserer Lösung besteht darin, dass
Sie erst gar nicht eine separate Infrastruktur mit Edge Gateways
für die Cloud-Kommunikation aufbauen müssen. Unsere Soft-
warelösung liefert ihnen die Daten mit geringstmöglichem Auf-
wand bereits im passenden Datenbankformat.
Nennen Sie uns ein Beispiel aus der Praxis!
Ruedi Gloor: Wenn die Huba Control AG aus Würenlos/Schweiz
Sensoren produziert, können Aufträge zwischen Losgröße 1 und
tausenden Teilen problemlos abgearbeitet werden. Möglich
macht dies eine flache Automatisierungsstruktur mit einer
SQL-Datenbank als Zentrale. Für die schnelle und zuverlässige
Kommunikation zwischen Steuerung und Datenbank sorgt der
„SQL4automation“-Connector. Die Produktion bei Huba zeich-
net sich durch eine vollständige vertikale und horizontale Integ-
ration aus. Eine Alternative zur Datenbankanbindung über den
„SQL4automation“-Connector gab es nicht.
In unzähligen Anwendungsfällen, bei denen es oft um eine
Vielzahl von Daten geht, hat sich der „SQL4automation“-Con-
nector als geeignete Lösung bestens bewährt. Der Connector
ermöglicht bei höchster Flexibilität unter Anwendung bekann-
ter Programmierumgebungen vollen Zugriff auf SQL-Daten-
banken. Dabei werden alle Datenbanken mit ODBC-Schnitt-
stelle unterstützt. Dazu kommt das riesige Potenzial für
Industrie 4.0.
www.sql4automation.com
Das Config Tool des „SQL4automation“-Connectors
Fertige „SQL4automation“-Steuerungsbibliothek für Codesys
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Intelligente M2M Gateways mit IIoT-Anbindung
Die Com.tom-Gateways mit Feldbus
(Com.tom steht für Communication to Ma-
chine) ermöglichen eine einfache und kos-
tengünstige Möglichkeit, Daten von einer
Maschine zur anderen zu kommunizieren.
Der Funktionsumfang der Com.tom-Sys-
teme bietet dem Anwender ein breites
Anwendungsfeld. Angefangen von typi-
schen Fernwartungsaufgaben, bei denen
zumeist VPN- oder VNC-Technologie ver-
wendet wird, über Maschinendaten-
Akquisition bis hin zur cloudbasierten
Steuerung von Lüftungsanlagen oder Be-
regnungssystemen in Gewächshäusern
und Reithallen. Die Gateways beinhalten
auch eine Web-PLC, mit der der Anwen-
der mittels grafischer Elemente selbst
Steuerungsaufgaben realisieren kann. Für
Gebäudeapplikationen stehen eigene
Funktionsbausteine, wie Jalousiesteue-
rung, Eigenverbrauchsoptimierung und
Einbruchsmeldesystem, bereit. Ein eben-
falls auf dem System installierter Grafike-
ditor erlaubt die Erstellung eines User In-
terface in HTML 5 ohne die Verwendung
von externer Software. Kommunikations-
treiber, wie Modbus, M-Bus, Profibus, Pro-
finet oder Ethernet/IP, Isobus und SNMP
runden die Anwendung ab. Für den Be-
reich Energie gibt es optional auch Unter-
stützung für die Protokolle IEC 61850, IEC
870-5-104 oder DNP 3. Falls kein WAN-
Zugang via DSL verfügbar ist, können alle
Com.tom-Gateways auch mit GSM-Mo-
dem unterschiedlicher Leistungsklassen
bestückt werden. Eigene Funkmodule für
Bluetooth und WLAN runden die lokale
Kommunikation ab.
www.com-tom.de
IoT Edge Gateway verbindet Automatisierungsnetzwerk mit Cloud
Mit „netIOT“ bietet Hilscher ein Technologie- und Dienstleistungs-
angebot, das den Datenaustausch von Kompo-
nenten eines Automatisierungssystems und
Cloud- oder IoT-gerichteten Applikationen zum
Ziel hat. Das jetzt für den Verkauf freigegebene
„netIOT“ Edge Gateway „NIOT-E-TIJCX-GB-RE“
stellt hierbei das zentrale Bindeglied zwischen
IT und OT-Netzwerk. Das Gerät integriert sich
als E/A-Teilnehmer in die Netzwerke Profinet
oder Ethernet/IP. Es steht damit im zyklischen
Datenaustausch mit der SPS und kommuniziert
zudem mit IoT-fähigen Feldgeräten direkt über OPC UA oder
MQTT. Weitere Dienste, wie IBM Watson oder Microsoft Azure
und andere, dienen zur Weiterleitung an bekannte Cloud-Syste-
me. Zur Konfiguration des Datenflusses dient der webbasierte
IoT-Verschaltungseditor Node Red. Datenapplikationen und -pro-
file lassen sich hiermit binnen Minuten mit über 70 vorgefertigten
Funktionsblöcken sogenannte „Nodes“ verknüpfen und erstellen.
Das Gerät ist im Sinne der Cybersecurity-Norm IEC 62443 aus-
geführt. Die integrierten Schutzmechanismen wie physische
Trennung von OT- und IT-Netzwerk, vertrauenswürdiges Be-
triebssystem, das Starten von nur signierter Firmware und Pake-
ten und Verschlüsselungsverfahren bei Übertragungen nach
höchsten Standards sichern die Datenintegrität und schützen vor
möglichen Datenabgriffen.
www.netiot.com
Sofort durchstarten mit dem IoT-Starter-Kit
Aktuell verfügbare IoT-Lösungen bringen die erhobenen Daten in
die Cloud und dort werden die Anwender oft allein gelassen. Mon-
key Works und Elco präsentieren mit dem Spider 67 und der HMI-
Suite einen ganzheitlichen Ansatz – vom Sensor zum Menschen
und zurück. Erst durch die Kommunikation mit dem Menschen wird
aus einer bloßen Datenerfassung eine echte IoT-Anwendung. Das
IoT-Starter-Kit enthält alles, um so-
fort ein erstes IoT-Szenario zu reali-
sieren: Dazu gehören das IoT-Board
mit Cloud-Anbindung und weltwei-
ter Verfügbarkeit über Mobilfunk
und bidirektionalem Datenaus-
tausch für Wartungs- bzw. Diagno-
se-Szenarien, die HMI Suite Work-
bench für die individuelle Gestaltung von Apps sowie deren
Bereitstellung in einem Industrial App Store sowie eine App im
Store für ein Jahr. Zuerst werden Sensoren und Aktoren mit dem
IoT-Board verbunden und die Daten in einer Cloud bei weltweiter
Verfügbarkeit aggregiert. Dann werden die Industrial Apps zur op-
tischen Aufbereitung der Daten mit der Workbench aus der HMI
Suite gestaltet und diese Apps über den Industrial App Store verteilt.
Auf dem Automatisierungstreff in Böblingen widmen sich die An-
bieter im Workshop „IoT – vom Sensor zum Menschen und zurück”
am 27.03.2017 individuellen Anforderungen. Das persönliche IoT-
Starter-Kit kann danach gleich weiterverwendet werden.
www.monkey-works.de
Industrial Communication & Interfaces
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Wenn Schaltschrank-Kühlgeräte sprechen Die Digitalisierung hat in viele Bereiche der industriellen Fertigung Einzug gehalten. Die He rausforderung für mittelständische fertigende Unternehmen besteht darin, sich auf die Anforderungen der Industrie 4.0 einzustellen. Neue Wege müssen eingeschlagen werden: Es gilt nicht mehr Produkte, sondern komplette Lösungen zu entwickeln und zu vermarkten. Das erfordert zudem neue Geschäftsmodelle. Wie sich diese nutzbringend für den Anwender umsetzen lassen, zeigt das Beispiel Pfannenberg. Der Elektrotechnikspezialist hat mit seinen kommunikationsfähigen Kühlgeräten Intelligenz in die Schaltschrank-Kühlung gebracht und neue datenbasierte Vertriebsmodelle entwickelt.
Jörg Achenbach
Pfannenberg hat mit der „εCool X-Serie“ kommunikationsfähige
Kühlgeräte entwickelt, die auf die vernetzte Produktion hin opti-
miert sind und dank kommunikationsfähigem Controller via
Modbus relevante Zustands-, Diagnose- und sicherheitskriti-
sche Daten übermitteln können. Sie lassen sich direkt in die
Automatisierungssysteme der Anwender einbinden und bieten
so neue Möglichkeiten hinsichtlich der Zustandsüberwachung,
Fernwartung und Effizienz. Dabei werden alle gängigen Stan-
dards unterstützt und die gesendeten Daten lassen sich direkt in
die Maschinensteuerung zur Weiterverarbeitung und Visualisie-
rung einbinden.
M2M-Kommunikation oder Cloud der Dinge?Anwendern bietet Pfannenberg die Möglichkeit, die Kühlgeräte
aus der Ferne zu überwachen. Die entsprechende Kommunika-
tionslösung ist folgendermaßen aufgebaut: Die Kühlgeräte kom-
munizieren via Modbus mit dem angeschlossenen Netzwerk.
Das kann eine Direkteinbindung in das Kundennetzwerk sein
oder ein GSM-Modul mit integrierter SIM-Karte. Dieses überträgt
die empfangenen Daten in Echtzeit über eine sichere M2M-
Mobilfunkverbindung direkt an die Steuerungstechnik des An-
wenders. Alternativ ist es ebenso möglich, die Daten in die Cloud
der Dinge der Telekom Deutschland GmbH zu senden, dem
Kooperationspartner von Pfannenberg bei dieser Lösung. Durch
die autarke Mobilfunkverbindung ist kein Eingriff in das IT-Sys-
tem des Betreibers notwendig. Dieser Aspekt ist für den Großteil
der anwendenden Unternehmen von zentraler Bedeutung.
Auf einer speziellen Website, dem Dashboard, lassen sich die
eingehenden Daten für eine Darstellung aufbereiten und live
anzeigen. Das Abrufen dieser Website erfolgt losgelöst vom
laufenden System über einen gängigen Webbrowser auf einem
externen Bildschirm am Schaltschrank oder internetfähigen
Endgeräten. Auf diese Weise ermöglicht es das System, live und
ortsunabhängig, nützliche Geräteparameter abzurufen.
Drei neue GeschäftsmodelleFür die kommunikationsfähigen Kühlgeräte hat Pfannenberg
folgende drei Anwendungsszenarien entwickelt, die die Ver-
wendung der ermittelten Daten jeweils unterschiedlich regeln:
Im ersten Fall bleibt Pfannenberg Eigentümer der Daten und hat
somit alleinigen Zugriff auf die Daten der Kühlgeräte der „εCool
X-Serie“. So kann das Unternehmen dem Anwender voraus-
schauende Wartung als zusätzlichen Service anbieten, von der
einfachen Meldung bis hin zum kompletten Wartungsmanage-
ment.
Das zweite Geschäftsmodell sieht vor, dass der Anlagenbauer
oder Systemintegrator Lizenznehmer für 1 bis n Datenlevel wird.
Das Dashboard zeigt dem Anwender verschiedene nützliche Zustands- und Diagnosemeldungen sowie Alarme an
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Hier gibt es wiederum zwei Optionen: Entweder der Anlagen-
bauer oder Systemintegrator erwirbt Lizenzen für kontinuierli-
che Daten zur Implementierung in seine Maschinen-/Anlagen-
visualisierung oder für ein permanent aktualisiertes Dashboard
für den Aufbau eines eigenen Wartungskonzepts.
Die dritte Möglichkeit ist, dass der Service-Provider, zum Bei-
spiel die Kälteservice-Firma des Endkunden, Lizenznehmer für
1 bis n Datenlevel wird. In diesem Fall erwirbt der Service-Provi-
der über Lizenzen abgestimmte Daten aus der Kühllösung für
den Aufbau eines eigenen Maintenance-Konzepts.
Präventive Wartung steigert AnlagenverfügbarkeitUm Überlastungen und technische Störungen an der empfind-
lichen Elektronik zu vermeiden, müssen Schaltschränke konti-
nuierlich überwacht werden. Das Schlimmste für produzierende
Betriebe sind Maschinenstillstände und Produktionsausfälle,
wobei der unbemerkte Ausfall von Kühlsystemen in der Indus-
trie kostspielige Folgen haben kann. Kommunikationsfähige
Schaltschrank-Kühlgeräte tragen ihren Teil dazu bei, diese Risi-
ken zu reduzieren.
Durch den ortsunabhängigen Zugriff auf die Live-Daten der
Kühlgeräte sind Anwender in der Lage, diese effizienter zu über-
wachen und präventiv zu warten: Die zuständigen Mitarbeiter
werden frühzeitig über mögliche Störungen oder einen drohen-
den Ausfall informiert. Dadurch können sie zeitnah reagieren,
bevor der Ernstfall eintritt, was zu einer erhöhten Maschinen-
und Anlagenverfügbarkeit beiträgt.
Überwachung und Wartung der Kühlgeräte werden durch ver-
schiedene Statusinformationen vereinfacht. So wird eine Ser-
vicemeldung angezeigt, wenn das vorprogrammierte Service-
intervall ansteht. Anwender erhalten dadurch die Möglichkeit,
Serviceeinsätze rechtzeitig zu planen und zu bündeln – eine
Verbesserung im Vergleich zur rein kalendarischen Wartung,
bei der teilweise gar kein Servicebedarf besteht.
Anwendungsoptimierter ServiceZudem werden verschiedene Zustände und Alarme signalisiert,
zum Beispiel Gerät läuft, Schaltschranktür geöffnet oder Über-
temperatur detektiert. Diese Statusanzeigen lassen sich sowohl
als Warnungen an den Betreiber verwenden als auch in auto-
matisierte Steuerungssysteme moderner Produktionsanlagen
einbinden. Die Analyse der thermischen Belastung über einen
längeren Zeitraum ermöglicht außerdem die exakte Bestim-
mung der Wartungsintervalle entsprechend der Umgebungs-
bedingungen am Einsatzort.
Die Temperaturen und Geschwindigkeiten einzelner Bauteile,
wie Kompressoren oder Lüfter werden ebenfalls aufgezeichnet.
Die Auswertung dieser Daten über einen längeren Zeitraum
hinweg kann beispielsweise aufzeigen, dass das Gerät ununter-
brochen im Grenzbereich läuft und die berechnete Kühlleistung
möglicherweise nicht ausreicht. Auf diese Weise können An-
wender frühzeitig reagieren und potenziellen Maschinenstill-
ständen rechtzeitig vorbeugen.
Teillastbetrieb spart Energie Zu einer gesteigerten Energieeffizienz trägt die bürstenlose
Gleichstromtechnologie der Kühlgeräte bei. Der Kompressor
und die Ventilatoren sind durch Umrichter gesteuert, sodass sie
bedarfsabhängig zu jeder Zeit die optimale Kühlleistung liefern.
Dank dieser Technologie hat der Temperaturverlauf keine
„Sprünge” mehr und die Temperaturkurve ist stark geglättet,
sodass Überhitzung und Unterkühlung sicher vermieden und
Schaltschrankkomponenten geschont werden. Die Temperatur
kann mit einer Genauigkeit von ±0,4 K eingehalten werden.
Durch die Drehzahl geregelten Lüfter wird im Teillastbetrieb
weniger Energie benötigt. All das führt dazu, dass die Kühlgerä-
te der „εCool X-Serie“ einen Energy Efficiency Ratio (EER) von
>6 erreichen können, was Effizienzsteigerungen von bis zu
300 % im Vergleich zu herkömmlicher Technik ermöglicht.
Durch die verwendete Inverter-Technologie ist der Energiever-
brauch auf Dauer auch niedriger als bei vergleichbaren Modellen
derselben Produktserie ohne Drehzahlregelung. Die gesenkte
Stromaufnahme führt zu einem schnelleren ROI.
Darüber hinaus wäre es denkbar, sich von den Kühlgeräten der
„εCool X-Serie“ Informationen zum aktuellen Energieverbrauch
übermitteln zu lassen. Dies ist zwar aktuell nicht standardmäßig
vorgesehen, aber möglich. Nützliche zu übermittelnde Daten
zum Energieverbrauch wären beispielsweise der in Echtzeit
gemessene Wirkungsgrad sowie realisierte CO2- und Kostener-
sparnisse. Diese Informationen könnten zu einer weiteren ener-
getischen Optimierung der Schaltschrankkühlung beitragen.
Das cloudfähige Kühlgerät der „X-Serie“ mit Premium-Controller vereinfacht die Wartung und steigert die Effizienzumbiszu300%
Big Data, Cloud Solutions & Services
S1/2017
Exakte Kühlleistung und einfache NachrüstungDie durch die lange Luftführung, das heißt den großen Abstand zwischen Kaltluftaustritt
(unten) und Warmlufteintritt (oben), optimierte Durchströmung des Schaltschranks
verhindert Hotspots an besonders belasteten Komponenten. Ein Luftkurzschluss ist
daher nahezu ausgeschlossen. Weiterhin sorgt die aerodynamische Optimierung für
eine hohe Luft- und präzise Kühlleistung.
Anwender profitieren zudem von einer reduzierten Typenvielfalt und vereinfachten
Lagerhaltung, da die „εCool X-Serie“ mit nur zwei Kühlgeräten einen Leistungsbereich
von 1 000 W bis 4 300 W abdeckt. Diese Kühlgeräte aus robustem, pulverbeschich-
tetem Stahl sind ausschnittkompatibel, sowohl zu den Luft-/Luft- und Luft-/Wasser-
Wärmetauschern von Pfannenberg als auch zu den bestehenden Geräten derselben
Serie. Das bedeutet, dass Anwender problemlos ohne mechanische Nachbearbeitung
auf die kommunikationsfähige Version upgraden können.
Jörg Achenbachist Sales Product Manager
Thermal Management bei Pfannenberg.
Jörg.Achenbach@Pfannenberg.com
„Factory2Cloud“ von iT Engineering ist ein Framework
mit dem schnell und kostengünstig individuelle Industrie
4.0-Lösungen für neue Geschäftsmodelle in einem hete-
rogenen Umfeld von Maschinen, Aktoren, Sensoren und
sonstiger Systeme realisiert werden können.
Mit „Factory2Cloud“ können verschiedenste Geräte/
Maschinen bidirektional sowohl untereinander, als auch
mit übergeordneten Systemen und einer Cloud-Plattform
kommunizieren. Durch den Einsatz von Kommunikati-
onsstandards wie OPC UA und MQTT wird zwischen Ma-
schinen und weiteren cyber-physischen Systemen eine
„quasi-semantische“ Kommunikation ermöglicht.
Auf dem Marktplatz Industrie 4.0 demonstriert iT En-
gineering, anhand zweier Pick-and-Place-Roboter (mit
unterschiedlicher Kinematik, Steuerung und SPS-Soft-
ware), wie mit dem „Factory2Cloud“-Framework indivi-
duelle Anforderungen für Industrie 4.0-Lösungen erfüllt
und umgesetzt werden können.
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USE-CASE IoT Framework
MARKTPLATZ INDUSTRIE 4.0 Kongresshalle Böblingen28. - 30. März 2017
Factory2Cloud für individuelle Industrie 4.0-Lösungen
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Dank Inverter-Technologie ist der Energieverbrauch der Kühlgeräte der „X-Serie“ auf Dauer niedriger als bei herkömmlichen AC-Kühlgeräten
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IoT-Strategie eines Kommunikationsunternehmens IoT-Anwendungen bilden zumeist ganze Wertschöpfungsketten ab. Die Deutsche Telekom bietet daher zusammen mit Partnerunternehmen komplette Lösungen zum Beispiel für Pre-dictive Maintenance. Eine wichtige Rolle spielt dabei die Datensicherheit. Die Redaktion sprach mit Stefan Gubi, Senior Vice President Cross Industry bei T-Systems International, über diese Entwicklung.
Ronald Heinze
Welche IoT-Strategie verfolgt das Unternehmen Deutsche
Telekom?
S. Gubi: Kurz gesagt: Wir wollen Kundenwünsche und -bedarfe
von morgen schnell in digitalen Produkten abbilden. Gestartet
sind wir mit M2M-Angeboten und heute in der gesamten Breite
der IoT-Anwendungen präsent – denn es geht nicht mehr um die
Vernetzung von Maschinen untereinander, sondern um intelli-
gente Umgebungen, mit denen wir interagieren. Drei Dinge sind
Kernbestandteil unserer Strategie – erstens: Wir wollen End-to-
end-Produkte und -services anbieten; nicht nur einen kleinen
Teil einer Lösung, sondern Lösungen für die gesamte Wert-
schöpfungskette. Zweitens wollen wir IoT-Services für unsere
Kunden möglichst einfach nutzbar machen, also den Installa-
tionsaufwand gering und die Handhabung intuitiv gestalten,
denn allzu komplexe Lösungen finden den Weg in die Praxis
nicht. Und nicht zuletzt muss IoT für Kunden sicher in der An-
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Big Data, Cloud Solutions & Services
S1/2017
wendung sein. Die Cloud ist der Schlüssel zur Digitalisierung: Gepaart mit einem hohen
Maß an Sicherheit – deutschen Cloud-Angeboten, entsprechenden Consultingleistun-
gen sowie den besten Kommunikationsnetzen – bietet die Deutsche Telekom alle
Komponenten für das Internet der Dinge aus einer Hand an. Wir arbeiten dazu mit einer
Reihe namhafter IT-Partnerunternehmen zusammen – von Microsoft über Cisco bis
Huawei. Ziel: Dem Kunden die jeweils beste Lösung für seinen Bedarf bieten.
Andere Länder sind uns beim Thema Digitalisierung meilenweit voraus, heißt es oft.
Glauben Sie, dass Deutschland bei IoT schon den Anschluss verpasst hat?
S. Gubi: Nein, wir haben allerdings noch viel Luft nach oben. Deutschland ist einerseits
– auch aufgrund politischer Unterstützung – sehr gut aufgestellt; wir tun viel, um Start-
ups und Innovationen generell zu fördern. Deutschland ist Industriena tion und Export-
weltmeister; wie haben das Industrie-Know-how und flächenmäßig mehr Ingenieure
als beispielsweise die USA. Andererseits verkomplizieren wir die Dinge durch Bürokra-
tie und Risikofreude gehört auch nicht unbedingt zu den deutschen Tugenden. Wenn
wir uns mit den USA vergleichen: Im Silicon Valley gibt es tagtäglich zig neue Unter-
nehmensstarts, dort ist aber auch eine Kultur des Scheiterns und Scheitern-Dürfens
verbreitet. Das ist in unserer Gesellschaft weniger ausgeprägt. Das Tempo ist in den
USA ein anderes.
In Kundengesprächen wird außerdem oft deutlich, dass Unternehmen die Bedeutung
der Digitalisierung unterschätzen. Das gilt insbesondere für mittelständische und
kleinere Unternehmen. Deshalb hat die Beratung bei uns eine hohe Priorität. Wir
wollen auf die Industrien zugehen und zeigen, wie sie Nutzen aus der Digitalisierung
ziehen können. Unser Job als IT-Anbieter ist es dabei auch, Angst zu nehmen und
Als einer der führenden Softwareanbieter von MES-Lösungen
für die Fertigungsindustrie entwickeln wir Software für den
Mittelstand. Das leistungsfähige und integrative MES SYNCOS
ermöglicht eine hohe Erfassungsdichte z.B. der Anlagen-
verfügbarkeit, -leistung sowie der Qualitätsrate und liefert
aussagekräftige Kennzahlen. So zeigt der OEE auf, welche
maschinen- und prozessabhängigen Verluste vorhanden sind
und minimiert werden müssen.
Durch den Einsatz von SYNCOS MES hat die EURAC Lemgo
GmbH die nötige Transparenz in der Fertigung um „unge-
bremst zu produzieren“. Anhand eines konkreten Kundenbei-
spiels bekommen Sie den besten Eindruck vom Livebetrieb
einer MES Software. Insbesondere geht es darum, nicht pro-
duktive Zeiten zu erkennen und aus dem Produktionsprozess
zu eliminieren.
SYNCOS MES leistet als Informationsdrehscheibe den ent-
scheidenden Beitrag zur Realisierung von Industrie 4.0.
Weitere Teilnehmer 2017:
"SYNCOS MES leistet als Informations- drehscheibe den entscheidenden Beitrag zur Realisierung von Industrie 4.0"
Nicolas KösterGeschäftsleitung | Syncos GmbH
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Starter-Kit für IoT-Anwendungen
Big Data, Cloud Solutions & Services
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Vertrauen in IT-Lösungen zu schaffen. Sicherheitsbedenken
sind bei uns einer der größten Stolpersteine auf dem Weg in die
digitale Welt.
Wie kann auch kleinen mittelständischen Betrieben der Einstieg
in die vernetzte Industrie gelingen?
S. Gubi: Ein Weg dazu sind etwa unsere IoT-Starterpakete,
bestehend aus Sensoren, einer SIM-Karte und Zugang zur
Telekom Cloud. Ohne Installationsaufwand oder IT-Investition
kann damit jeder die Vorteile des IoT testen und Maschinen an
das Internet anbinden. Wer über Condition Monitoring hinaus
Daten intelligent auswerten will, nutzt das Predictive-Mainte-
nance-Paket und kann damit beispielsweise die Einsatzsteu-
erung, Ersatzteilbereitstellung und -planung optimieren und
Kosten deutlich senken. Damit verbessert sich auch das Kun-
denerlebnis: Meldet eine Maschine auffällige Datenmuster,
wird der Techniker automatisch informiert oder proaktiv geru-
fen. So lässt sich eine ständige Verfügbarkeit und damit einher-
gehend die entsprechende Sicherheit der Produktion gewähr-
leisten.
Welche Erwartungen haben Sie an den 5G-Kommunikations-
standard? Wann schätzen Sie, können die Industrie-4.0-Ver-
fechter darauf zurückgreifen?
S. Gubi: Wir wollen den 5G-Kommunikationsstandard ab 2020
verfügbar machen. Bei der LTE-Netzabdeckung (4G) kommen
wir als Telekom übrigens schon auf gut 90 % der Bevölkerung.
Es geht darum, das beste und schnellste Netz zu bieten, um
Daten in Echtzeit übertragen zu können. Das bietet immense
Vorteile etwa für die Industrie, die Daten zuverlässig und schnell
zwischen verschiedenen Standorten – oft über den Globus
verteilt – austauschen muss, um die Produktion permanent in
Echtzeit überwachen und steuern zu können. Eine weitere An-
wendungsmöglichkeit wäre das autonome Fahren, hier sind die
kurzen Latenzzeiten von unter einer Millisekunde, die 5G bietet,
zwingend notwendig.
Im IoT wird vor allem Narrow Band IoT (NB-IoT), überall da als
Funktechnologie wichtig, wo große Reichweiten abgedeckt und
ein geringer Energieverbrauch sowie niedrige Kosten gefordert
sind. Wie beim Tracking von Containern oder der Zustandsüber-
wachung von Maschinen.
Noch mal zurück zur Security: Welche Rolle spielt die Daten-
sicherheit bei Ihren Anwendungen?
S. Gubi: Datensicherheit ist das A und O. Wir sind seit etwa zehn
Jahren im Bereich Cloud aktiv und haben bei sicheren Anwen-
dungen gewiss eine Vorreiter-Rolle. Mehr und mehr Kunden –
auch aus dem internationalen Umfeld – greifen auf unsere Cloud
zu, weil wir die höchsten Datenschutzstandards abdecken. Die
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Sonderausgabe der openautomation
Anschrift der Redaktion:Goethering 58, 63067 OffenbachTelefon 0 69/84 00 06-0, Telefax 0 69/84 00 06-13 99E-Mail: dfj@vde-verlag.de
Redaktion: Dipl.-Ing. Ronald Heinze (Chefredakteur)Dipl.-Ing. Inge Hübner
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Für unverlangte Einsendungen, einschließlich Rezensionsexem-plaren, wird keine Gewähr übernommen; Manuskripte und Bild-vorlagen werden nur auf besonderen Wunsch zurückgeschickt. Die Verfasser erklären sich mit einer nicht sinnentstellenden re-daktionellen Bearbeitung ihres Manuskripts einverstanden.
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volle Datenkontrolle und Dateneigentümerschaft bleibt stets beim Kunden. Der beste
Beweis für unser Renommee ist wohl, dass Microsoft sich entschieden hat, T-Systems
als Datentreuhänder für seine Lösungen einzusetzen – wir stellen sicher, dass niemand
außer dem Kunden oder vom Kunden freigegebene Unternehmen Zugriff auf Daten
erhalten. Sogar Microsoft braucht die ausdrückliche Freigabe durch den Kunden, um
über uns Zugriff zu erhalten.
„Made in Germany“ ist ein neues Qualitätssiegel im IT-Bereich. Die deutsche Cloud, in
diesem Fall deutsche die Microsoft-Azure-Plattform, bildet außerdem die Basis für
unser IoT- und Predictive-Maintenance-Angebot. Und natürlich räumen wir dem phy-
sikalischen Schutz der Kundensysteme größte Priorität ein – die Telekom hat dazu
gerade erst eine eigene Geschäftseinheit mit mehr als 1 000 Sicherheitsexperten ge-
gründet.
Gibt es konkrete IoT-Anwendungen aus Ihrem Haus?
S. Gubi: Eine ganze Reihe. Für das Thema Big Data Analytics haben wir sogar ein eige-
nes Spezialistenteam im Haus. Wir arbeiten beispielsweise gerade an einem Predicti-
ve-Maintenance-Projekt mit einem der weltweit größten Aufzugsbauer, der seine Er-
satzteil- und Serviceplanung vorausschauend für viele Gebäude gewährleisten und
dazu Aufzüge und Rolltreppen intelligent vernetzen will. Bei einer ähnlichen Anwen-
dung geht es um Garagen-Rolltore: Für den sicheren Schließvorgang müssen Ge-
schwindigkeit, thermische Faktoren und Belastungen der Einzelteile erfasst werden.
Weitere Anwendungsfälle wären etwa Erntemaschinen oder Flugzeugturbinen, die
relevante Zustandsdaten in Echtzeit übertragen. Bei all diesen Applikationen ist Präzi-
sion auf hohem Niveau gefordert. Ausfälle müssen minimiert oder ausgeschlossen
werden. Der Hebel für die minimale Ausfallwahrscheinlichkeit ist Data Analytics. Ge-
meinsam mit Geschäftskunden analysieren wir, welche Daten gebraucht und wie sie
genutzt werden können, sodass am Ende ein Mehrwert entsteht – für das Unternehmen
und dessen Kunden.
Fakt ist: IoT macht unser Leben als Privatverbraucher komfortabler und stellt Unter-
nehmen eine deutliche Effizienzsteigerung, Kosteinsparung und neue Kundennähe in
Aussicht. Wichtig ist jetzt, dass wir die Chancen des IoT in Deutschland nicht nur erken-
nen, sondern auch ergreifen.
www.t-systems.com
Wäre es nicht toll, wenn Produkte einfach funktionieren,
ohne dass man darüber nachdenken muss?
Wir helfen dabei, indem wir eine Null-Fehler-Produktion
ermöglichen – denn nur diese ist langfristig tragfähig und
nachhaltig.
Durch den Zusammenschluss von Pickert & IDOS verfügen
wir über ein einzigartiges Portfolio: die RQM-Software für
MES/CAQ integriert, unterstützt, sichert produktionsnahe Ab-
läufe/Prozesse über die gesamte Wertschöpfungskette. IDOS
Subsysteme bieten Lösungen für Qualitätsmanagement mit
SAP QM. Das einzigartige Portfolio garantiert eine noch bes-
sere Abdeckung der individuellen Kundenbedarfe für Qualität,
Produktion und Prozess und ebnet so den Weg hin zu In-
dustrie 4.0. Damit passieren künftig Fehler kein zweites Mal!
Das Ergebnis? Qualität produzieren!
Weitere Teilnehmer 2017:
"Stellen Sie sich eine Welt vor, in der alle Produkte wie erwartet funktionieren!"
Sven O. RimmelspacherGeschäftsführer | Pickert & Partner GmbH
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ComputerCSM Systems AG Apothekerstrasse 5 CH-8610 Uster / Switzerland
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Stefan Gubi ist Senior Vice President Cross Industry bei T-Systems International
Big Data, Cloud Solutions & Services
Anwender-Workshops und Trend-Session
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UniQloud – Workshop Cloud based servicesASEM S.p.A
MEHR INFORMATIONEN, BESSER KONTROLLIEREN – DANK RFIDContrinex Sensor GmbH
Qubes – the leading software for Industry 4.0 Factories – Smart Manufacturing Software für die digitale Transformation Ihrer FabrikenCreative IT
netIOT Interface: Integration von PROFINET und OPC UA auf dem netXHilscher Gesellschaft für Systemautomation mbH
SQL4automation – die clevere DatenbankanbindungInasoft Systems GmbH
Manufacturing Execution Systems in der PraxisMES D.A.CH Verband e.V.CSM Systems AGCOSMINO AGFraunhofer IOSBHIR GmbHLohmann GmbH & Co. KGMitsubishi Electric Europe B.V.OPC FoundationOpdenhoff Technologie GmbHSTIWA Automation GmbH
IoT vom Sensor bis zum Menschen und zurück!MONKEY WORKS GmbH
PROFIBUS- und PROFINET-Diagnose in der PraxisSofting Industrial Automation GmbH
OPC UA für Anwender – IT und Produktion einfach koppelnSofting Industrial Automation GmbH
OPC UA Development WorkshopSofting Industrial Automation GmbH
Industrie 4.0 in der Elektrokonstruktion, dem Schaltschrankbau und der FertigungWSCAD electronic GmbH
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Universelles Sicherheitskonzept für alle Steue-rungstypen inklusive Safe Motion Applikationen Bihl+Wiedemann GmbH
Wie Sie die Lärmemission eines Elektromotors prognostizieren und reduzieren: Simulation & Optimierung der VibroakustikCADFEM GmbH
Wie Sie die Lebensdauer eines elektronischen Steuergerätes verlängern: Simulation & Optimierung des Thermal Managements in der ElektronikCADFEM GmbH
Industrial Apps für IoT konfigurieren statt programmierenGTI-control Gesellschaft für technischeInformationsverarbeitung mbH
EMV- und ESD-gerechter Netz- und FeldbusaufbauI-V-G Göhringer
Manufacturing Execution Systems in der PraxisMES D.A.CH Verband e.V.camLine GmbHEurac Lemgo GmbH für SYNCOS GmbHHIR GmbHHochschule Augsburg und Hochschulzentrum Donau-RiesMPDV Mikrolab GmbHnuveon GmbHPickert & Partner GmbHSiemens Industry Software GmbH
Maschinenkommunikation im Kontext von Industrie 4.0 Sercos International e.V.
PROFIBUS- und PROFINET-Diagnose in der PraxisSofting Industrial Automation GmbH
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100% Produktionsoptimierung STIWA Group Geschäftsbereich Manufacturing Software
1. Tag – Dienstag, 28.03.2017 2. Tag – Mittwoch, 29.03.2017 3. Tag – Donnerstag, 30.03.2017
VDE Trend-Session – Mittwoch, 29.03.2017Energie 4.0: Automatisierung in der Energiebranche Konvergenz der Netze: Stromnetz, Gasnetz, Verkehrsnetz, IT-Netz
Referenten: Danfoss GmbH, EGM & SVEn, Flughafen Stuttgart GmbH, HMS Technology Center Ravensburg GmbH,
Hochschule Heilbronn, mpc, Rühling Anwälte und zafh.net, Hochschule für Technik Stuttgart
Übersicht Workshops
AutoSave for System Platform V6.02 AutoSiS GmbHMDT Software
IIoT • Middleware • Strategie • Technik Umsetzung – Neue Geschäftsmodelle durch Digitalisierung Beck IPC GmbHblu Portals & Applications GmbH
‘Plug in’ to the future with VisiWin7 Digitec Vertriebs GmbHERGOSIGN GmbHINOSOFT GmbH
Elektrokonstruktion im Zeitalter Industrie 4.0 – Einstieg in die KonfigurationEPLAN Software & Service GmbH & Co. KG
netIOT Starterkit in der Praxis: vom IO-Link Sensor bis in die CloudHilscher Gesellschaft für Systemautomation mbH
MES auswählen und einführenHIR GmbH
IBH Link UA – Embedded OPC UA Server/ Client für SIMATIC SteuerungenIBHsoftec GmbH
Strukturierte PROFINET-Abnahme mit Ihren ToolsI-V-G Göhringer
Automatisierte Fehlersuche an FeldbussystemenI-V-G Göhringer
Verwendung einer klassischen SPS als IIoT Gateway in der PraxisM&M Software GmbH
EMV gerechte Automatisierung nach EMV Richtlinie, von der Risikoanalyse zur RealisierungRittal GmbH & Co. KG
Workshop für Cloudlösungen ViDEC Data Engineering GmbH
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DAS FACHMEDIUM FÜR DEN ELEKTRO-PROFIDAS FACHMEDIUM FÜR DEN ELEKTRO-PROFI www.ba-online.info
Ausgabe 1 2017
A423
73
SONDERAUSGABE ZUR ELEKTROTECHNIK
TITELSTORYMesstechnik für nachhaltiges Energiemanagement, Seite 24
KNX-GEBÄUDEAUTOMATIONSmart-Home-Technologie mit einfacher Konfiguration, Seite 14
SPECIAL INSTALLATIONSTECHNIKBrüstungskanäle: Weiterentwicklungen für schnelleren Montagefortschritt, Seite 34
1 www.etz.de X/2016
BILDVERARBEITUNGQualitätsinspektion ohne Geschwindigkeitsverlust
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GMAInformationen III/2016
A810
0
12/2016www.etz.de
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DIGITAL FACTORYDAS MAGAZIN FÜR INDUSTRIE 4.0 & IOT JOURNAL
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A9
723
www.digital-factory-journal.de 1/2016
openautomationDas Fachmagazin für das Management
Ausgabe 6/2016
A500
62
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MaschinenspracheHintergründe und Statements zu PPMP
S. 88
Cloud-LösungenDie Strategien der Großen
S. 6
SPS IPC DrivesNeuheiten rund um die Messe
S. 72