Ti­tel­sto­ry: Di­gi­ta­li­sie­rung in der Pro­duk­ti­on

Ef­fi­zi­enz vom En­gi­nee­ring bis zum Edge Com­pu­ting

Digital Manufacturing - - INHALT - VON NAD­JA NEUNSINGER Nad­ja Neunsinger ist Mar­ke­ting Ma­na­ge­rin für To­tal­ly In­te­gra­ted Au­to­ma­ti­on bei Sie­mens.

Di­gi­ta­le Pro­duk­ti­on lebt von In­for­ma­tio­nen. Sie­mens setzt des­halb auf ei­nen durch­gän­gig di­gi­ta­li­sier­ten Work­flow und ef­fi­zi­en­ten Da­ten­fluss über al­le Ebe­nen hin­weg. Ein ska­lier­ba­res Port­fo­lio di­rekt an­wend­ba­rer Lö­sun­gen un­ter­stützt An­wen­der beim Aus­bau di­gi­ta­ler Kom­pe­tenz – vom En­gi­nee­ring bis zum ma­schi­nen­na­hen, per­for­man­ten Edge Com­pu­ting.

DI­GI­TA­LI­SIE­RUNG ba­siert dar­auf, Da­ten zu er­fas­sen, trans­pa­rent zu ma­chen so­wie aus­zu­wer­ten und die dar­aus ge­won­ne­nen Er­kennt­nis­se zu­rück in die Pro­zes­se flie­ßen zu las­sen, um die­se kon­ti­nu­ier­lich zu ver­bes­sern. Ma­schi­nen­bau­er rea­li­sie­ren so ei­nen durch­gän­gig di­gi­ta­len Work­flow vom En­gi­nee­ring bis zum Ser­vice, der da­bei hilft, Ent­wick­lungs­zei­ten zu ver­kür­zen, schnel­ler am Markt zu sein und die In­te­gra­ti­on in vor­han­de­ne Struk­tu­ren zu ver­ein­fa­chen. Be­trei­bern er­mög­licht dies, ih­re Pro­duk­ti­on am Lau­fen zu hal­ten, da­bei ma­xi­mal ver­füg­ba­re und pro­duk­ti­ve Ab­läu­fe zu ge­ne­rie­ren und Qua­li­tät dau­er­haft ef­fi­zi­ent pro­du­zie­ren zu kön­nen. Das setzt ne­ben per­for­man­ter Ope­ra­ti­on Tech­no­lo­gy (OT) auch Kom­pe­tenz im Be­reich der In­for­ma­ti­ons­tech­no­lo­gie (IT) vor­aus – oder ei­nen kom­pe­ten­ten Part­ner. Wo­mit sich die Fra­ge stellt, wer bei der Um­set­zung bes­ser un­ter­stüt­zen kann. Sind das die An­bie­ter von Au­to­ma­ti­sie­rungs­tech­nik oder von klas­si­scher In­for­ma­ti­ons­tech­no­lo­gie? Au­to­ma­ti­sie­rungs­sei­tig ver­schwim­men die Gren­zen schon län­ger, wie ein wach­sen­der Soft­ware­an­teil bei Con­trol­ler-, HMI-/SCA­DA-, An­triebs- so­wie Netz­werk­lö­sun­gen und En­gi­nee­ring-sys­te­me zeigt. Als ei­ner der Markt­füh­rer hat sich Sie­mens über vie­le Jah­re auf bei­den Fel­dern um­fas­sen­des Know-how er­ar­bei­tet und be­herrscht ne­ben der OT di­ver­ser Branchen auch de­ren spe­zi­fi­sche An­for­de­run­gen an die IT.

Lö­sun­gen für ei­nen durch­gän­gig di­gi­ta­li­sier­ten Work­flow

Das zei­gen auf­ein­an­der ab­ge­stimm­te Hard- und Soft­ware­lö­sun­gen für das di­gi­ta­le Un­ter­neh­men. Im Rah­men der Di­gi­tal En­ter­pri­se Sui­te rea­li­siert To­tal­ly In­te­gra­ted Au­to­ma­ti­on (TIA) naht­lo­ses und ef­fi­zi­en­tes Zu­sam­men­wir­ken al­ler Au­to­ma­ti­sie­rungs­kom­po­nen­ten – von der Feld­ebe­ne bis zur Un­ter­neh­mens­leit­ebe­ne. Der An­satz in­te­griert die ge­sam­te Wert­schöp­fungs­ket­te – vom En­gi­nee­ring mit dem Tia-por­tal über die In­be­trieb­nah­me bis zum Be­trieb und Cloud-ba­sier­ten Ser­vices.

Spe­zi­fi­sche An­for­de­run­gen di­ver­ser An­wen­der de­cken ei­ne Rei­he ge­ne­ra­li­sier­ter di­gi­ta­ler Lö­sungs­an­ge­bo­te ab. Die­se las­sen sich mit we­nig Auf­wand an in­di­vi­du­el­le Ge­ge­ben­hei­ten an­pas­sen und in der Leis­tung ska­lie­ren. Ne­ben Qu­er­schnitts­the­men wie in­dus­tri­el­le Kom­mu­ni­ka­ti­on und Cy­ber­se­cu­ri­ty adres­sie­ren die­se ele­men­ta­ren Schlüs­sel­funk­tio­nen den Ein­stieg in die Di­gi­ta­li­sie­rung. Ziel bei je­der Ent­wick­lung muss es sein, Feh­ler früh zu er­ken­nen und zu eli­mi­nie­ren, um den Än­de­rungs­auf­wand und so­mit die Kos­ten zu mi­ni­mie­ren. Di­gi­ta­le Lö­sun­gen er­schlie­ßen da­bei neue Mög­lich­kei­ten, bis hin zur vir­tu­el­len In­be­trieb­nah­me gan­zer Pro­duk­tio­nen. So las­sen sich Si­ma­tic-pro­gram­me mit Si­ma­tic S7-PLCSIM Ad­van­ced, dem di­gi­ta­len Zwil­ling ei­ner rea­len Si­ma­tic S71500, ein­fach si­mu­lie­ren und op­ti­mie­ren; ein­schließ­lich al­ler Kom­mu­ni­ka­ti­ons­auf­ga­ben, Know-how-ge­schütz­ter Baustei­ne, des Sa­fe­ty-pro­gramm­teils so­wie der Web­ser­ver-funk­tio­na­li­tät der ech­ten CPU. Un­ter­stützt wer­den auch mul­ti­ple

und ver­teil­te In­stan­zen zur Si­mu­la­ti­on meh­re­rer Con­trol­ler auf ei­nem PC oder im Netz­werk. Via Ap­p­li­ca­ti­on Pro­gramming In­ter­face (API) las­sen sich Da­ten mit Co-si­mu­la­tio­nen wie NX Mecha­tro­nic Con­cept De­si­gner oder Test­soft­ware wie Mat­lab aus­tau­schen. So kön­nen Plc-pro­gram­me im Bü­ro im Kon­text ei­ner Ma­schi­ne, ei­ner Li­nie und auch von kom­ple­xe­ren An­la­gen in­ten­siv ge­tes­tet wer­den. Even­tu­el­le Feh­ler zie­hen kei­ne rea­len Schä­den nach sich und las­sen sich früh­zei­tig eli­mi­nie­ren. Das Pro­gramm hat ei­ne ho­he Rei­fe, was die rea­le In­be­trieb­nah­me im Feld mit­un­ter dras­tisch ver­kürzt. Die Mög­lich­keit, par­al­lel ar­bei­ten zu kön­nen, be­schleu­nigt die Ent­wick­lung we­sent­lich und ver­kürzt ge­ne­rell die Ti­me-to-mar­ket.

Pro­jek­tie­rungs­auf­ga­ben au­to­ma­ti­sie­ren

Her­stel­ler von mo­du­la­ren Se­ri­en­ma­schi­nen ken­nen das: für häu­fi­ger be­nö­tig­te Mo­du­le und Funk­tio­na­li­tä­ten muss man den SPS-CO­DE im­mer wie­der neu er­stel­len – ma­nu­ell und so­mit in­ef­fi­zi­ent. Im Tia­por­tal kön­nen die An­wen­der statt­des­sen ein­fach stan­dar­di­sier­te Pro­gramm­mo­du­le ge­ne­rie­ren, et­wa für ei­nen För­de­rer mit Mo­tor, Sen­sor und Trans­port­band. Ab­ge­spei­chert in ei­ner Bi­b­lio­thek, las­sen sich die­se zen­tral ver­wal­ten, ad­ap­tie­ren und mehr­fach ver­wen­den. Wo­bei das API TIA Por­tal Open­ness auch den letz­ten Schritt weit­ge­hend au­to­ma­ti­siert. Da­mit kann man ei­ge­ne Co­de-ge­ne­ra­to­ren oder Au­to­ma­ti­sie­rungs­pro­zes­se nut­zen und die Funk­tio­na­li­tät, zum Bei­spiel mit Vi­su­al Stu­dio, er­stel­len. Über Dy­na­mic Link Libraries (DLLS) ist ein Zu­griff auf die Ob­jek­te und Funk­tio­nen des Tia-por­tals und das Fern­steu­ern durch ex­ter­ne An­wen­dun­gen mög­lich. So las­sen sich auch ex­ter­ne Qu­el­len wie XML- oder Ex­cel-da­tei­en in den Ent­wick­lungs­pro­zess ein­bin­den und mit den Stan­dard­mo­du­len in der Bi­b­lio­thek ver­knüp­fen. Das re­du­ziert Red­un­dan­zen, ver­ein­facht das En­gi­nee­ring und führt deut­lich schnel­ler zu un­ter­schied­li­chen Ma­schi­nen­va­ri­an­ten. Und der ge­sam­te Pro­zess ist prak­tisch feh­ler­frei.

In­dus­tri­al Edge Com­pu­ting

Das Ziel je­der Pro­duk­ti­on sind dau­er­haft zu­ver­läs­sig und feh­ler­frei lau­fen­de Pro­zes­se am Ma­xi­mum ei­ner Ma­schi­ne oder An­la­ge. Auch da­bei er­schließt die Di­gi­ta­li­sie­rung bis­lang un­vor­stell­ba­re Mög­lich­kei­ten, in­dem sie mit In­dus­tri­al Edge Com­pu­ting das Po­ten­zi­al der in al­len Au­to­ma­ti­sie­rungs­kom­po­nen­ten ge­ne­rier­ten Be­triebs- und Pro­zess­da­ten voll aus­schöpft. Und das di­rekt am Pro­zess und oh­ne un­er­wünsch­te Rück­wir­kung. In­dus­tri­al Edge Com­pu­ting kom­bi­niert ei­ne per­for­man­te lo­ka­le Da­ten­ver­ar­bei­tung im Feld mit den Vor­tei­len ei­ner Cloud-ba­sier­ten Lö­sung.

Sie­mens In­dus­tri­al Edge be­steht im We­sent­li­chen aus drei Kom­po­nen­ten. Die Schnitt­stel­le zur Au­to­ma­ti­sie­rungs­tech­nik der Ma­schi­nen sind auf ro­bus­ten Si­ma­tic In­dus­trie-pcs ba­sie­ren­de Ed­ge­ge­rä­te. Die­se sind vom ei­gent­li­chen Pro­zess voll­stän­dig ent­kop­pelt und bil­den die Hard- und Soft­ware-in­fra­struk­tur für das Er­fas­sen und Ver­ar­bei­ten gro­ßer Da­ten­men­gen qua­si in Echt­zeit.

Letz­te­res über­neh­men so­ge­nann­te Edge- oder Mind­s­phe­re-ap­pli­ka­tio­nen (Apps) – in Hoch­spra­chen pro­gram­mier­te Soft­ware­mo­du­le für un­ter­schied­lichs­te An­wen­dun­gen. Da­mit las­sen sich im Pro­zess an­fal­len­de Da­ten di­rekt ver­ar­bei­ten, auf­be­rei­ten und lo­kal ana­ly­sie­ren. Oder man kann sie in ag­gre­gier­ter Form an über­la­ger­te It-sys­te­me be­zie­hungs­wei­se lo­ka­le oder ex­ter­ne Cloud-sys­te­me wie das of­fe­ne, Cloud-ba­sier­te Iot-be­triebs­sys­tem Sie­mens Mind­s­phe­re über­tra­gen. Ei­ne ty­pi­sche An­wen­dung ist das Über­wa­chen von An­triebs­pa­ra­me­tern, um spo­ra­di­sche Stö­run­gen oder lang­sam zu­neh­men­den Ver­schleiß zu er­ken­nen und er­for­der­li­che War­tungs­ar­bei­ten plan­bar zu ma­chen. Dies trägt zu höchs­ter Ver­füg­bar­keit und Pro­duk­ti­vi­tät bei.

Es­sen­zi­ell für ef­fi­zi­en­tes, zeit-, auf­wand­und kos­ten­op­ti­mier­tes Cloud Com­pu­ting ist das Cloud-ba­sier­te Edge Ma­nage­ment. Da­mit lässt sich der Zu­stand al­ler an­ge­bun­de­nen Edge-ge­rä­te zen­tral über­wa­chen, ver­wal­ten und im­mer auf dem neus­ten Stand der Tech­nik hal­ten. Up­dates kön­nen ein­fach aus der Cloud her­aus welt­weit auf al­len Ed­ge­ge­rä­ten aus­ge­rollt und in­stal­liert wer­den. Da­mit nutzt das Edge Com­pu­ting im­mer den neus­ten Stand der Tech­nik.

Die­se Bei­spie­le zei­gen, dass und wie die Di­gi­ta­li­sie­rung so­wohl Ma­schi­nen- und An­la­gen­bau­ern als auch pro­du­zie­ren­den Be­trie­ben ech­ten Mehr­wert bie­tet. Die fort­schrei­ten­de In­te­gra­ti­on von OT und IT wird dies wei­ter vor­an­trei­ben. Der ska­lier­ba­re An­satz er­leich­tert da­bei ganz kon­kret den Ein­stieg und den suk­zes­si­ven Aus­bau di­gi­ta­ler Kom­pe­tenz.

Schnel­ler zu Ma­schi­nen­va­ri­an­ten mit stan­dar­di­sier­ten Pro­gramm­mo­du­len und de­ren au­to­ma­ti­sier­ter Nut­zung durch ex­ter­ne Pro­gram­me im Tia-por­tal. Vir­tu­el­le In­be­trieb­nah­me – Feh­ler frü­her eli­mi­nie­ren

Bil­der: Sie­mens

OT goes IT: Sie­mens In­dus­tri­al Edge nutzt die Da­ten al­ler Au­to­ma­ti­sie­rungs­kom­po­nen­ten zur stän­di­gen Op­ti­mie­rung der Pro­duk­ti­on und/oder der End­pro­duk­te. Das er­folgt di­rekt im Pro­zess – mit kom­for­ta­blem, Cloud-ba­sier­tem Edge Ma­nage­ment.

Newspapers in German

Newspapers from Germany

© PressReader. All rights reserved.