Erschienen am: 14.04.2017, Ausgabe SPS-MAGAZIN Hannover Messe 2017

Handling von Sensordaten auf dem Weg in die Cloud

Den Heuhaufen an der Quelle sortieren

"Industrie 4.0 muss bei der ersten Anwendung einen erkennbaren Nutzen bringen", so Michael Marhofer, Vorsitzender des Vorstands bei IFM, auf der Vor-Pressekonferenz zur Hannover Messe Mitte Februar im Essener Hauptquartier. Die Unternehmensgruppe, die 2016 einen Umsatz von über 780Mio.€ mit mehr als 6.000 Mitarbeitern weltweit generierte, hat diesbezüglich Lösungen entwickelt, die sich speziell dem Handling von Sensordaten aus dem Feld auf ihrem Weg in die Cloud widmet.


In seinem Eingangsstatement machte Marhofer deutlich, dass die Datenmengen, die beispielsweise in einer Produktionsanlage von Sensoren generiert werden, heute häufig noch unterschätzt werden. Aufgabe der Automatisierungsunternehmen sei es daher, Anwendern Lösungen anzubieten, die eine Vorverarbeitung dieser Daten ermöglichen. Dr. Myriam Jahn, Vorstand des zur IFM-Unternehmensgruppe gehörigen IT-Anbieters TISC, verwies in ihrem Vortrag auf eine Studie des Verbandes der deutschen Internetwirtschaft, die besagt, dass ein "effizienter Austausch von Daten das Wichtigste bei Industrie 4.0" sei. Die Konnektivität zwischen Maschine und ERP wird dabei als Schlüssel angesehen. Jahn ergänzte, dass derzeit bis zu 95 Prozent der Maschinendaten nicht für weitergehende Auswertungen zur Verfügung stünden. So würde die große Datenmenge (Big Data) für den Anwender zu nutzloser Dark Data. Für den Datentransfer von der Sensorebene aus bietet IFM daher jetzt die (LR)-Box. Diese Box kann Daten sammeln, die richtigen Daten auswählen und über alle Ebenen hinweg zur Verfügung stellen. Damit ist eine Durchgängigkeit der Daten vom Sensor bis in die Cloud und zum ERP-System einfach und kostengünstig zu realisieren. Zu jeder Managementaufgabe werden flexibel die richtigen Daten zur Verfügung gestellt. Es entsteht 'Smart Data' und keine Datengräber in der Cloud, so Jahn.

Sichere Cloudlösung

Jahn erwähnte in diesem Zusammenhang auch noch einmal einige der Vorteile, die eine Cloud dem Maschinenbau und den Anwendern bietet. So ließen sich für den Maschinenbau durch Cloudlösungen Dienstleistungen wie etwa ein Remote-Service kostengünstig realisieren, ohne dass die Software aufwändig implementiert werden muss. Denn bei jeder Applikation sei die IT-Umgebung anders, was eine Implementierung kompliziere und für den Anwender mit hohen Kosten verbunden sein kann. Jahn ließ aber auch die Probleme nicht unerwähnt, die sich zurzeit noch durch die Cloudnutzung ergeben: Einmal sei dies die mangelnde Datensicherheit, andererseits aber auch die Frage, wem die Daten, die eine Maschine produziert, eigentlich gehören. Bisher sind rechtlich ausschließlich die Daten eines Individuums geschützt. Um hier weitgehende Sicherheit zu bieten, hat IFM eine eigene Cloud entwickelt, mit der Kunden die allgemeinen Vorteile eines Cloudservices zusammen mit den Funktionalitäten der durchgängigen Datenkommunikation nutzen können. Die ERP-Konnektivität der Daten wird durch die Nutzung der Plattform von SAP garantiert. Um Vorbehalte gegenüber Cloudlösungen auszuräumen, bietet die Cloud hohe Standards in Bezug auf Datenschutz und Sicherheit. Ein Zertifikatemanagement und eine E2E-Verschlüsselung der Daten schützt vor unberechtigten Zugriffen. Neu ist vor allem, dass die Datenhoheit nur beim Kunden verbleibt. Eine Nutzung oder der Verkauf der Daten an Dritte wird ausgeschlossen. Da die Lösungen in Form von SaaS (Software as a Service) angeboten werden, ist die für die Implementierung benötigte Zeit auch in Verbindung mit SAP sehr kurz.

Schlüssel-Standard IO-Link

Auf die Bedeutung des IO-Link-Standards für die Beherrschung der Datenflut ging Peter Wienzek, Manager Business Development Systems bei IFM, ein. "Der Heuhaufen muss an der Quelle sortiert werden", so Wienzek plakativ. Hier haben sich die IFM-Ingenieure Gedanken gemacht, wie Daten aus dem Feld, die bisher in der SPS landeten und dort verblieben, ohne Umweg über die Steuerung in die Leitebene transportiert werden können. Wollte man eine solche Weiterleitung implementieren, musste bisher das SPS-Programm geändert werden. Um dies zu vermeiden, können Daten von Sensoren, die über eine IO-Link-Schnittstelle verfügen, direkt an übergeordnete Systeme weitergereicht werden. Hierzu ist allerdings ein Werkzeug notwendig, das verschiedene Datenquellen verarbeiten und mit allen üblichen Protokollen zusammenarbeiten kann. Ein solches Werkzeug stellt IFM mit dem Linerecorder-Framework zur Verfügung. Das System besteht aus mehreren Softwaremodulen, mit denen sich eine durchgängige Kommunikation realisieren lässt. Der LR Agent Connectivity Port ist zum Beispiel ein Software-Gateway, das eine bidirektionale Kommunikation zwischen einer großen Zahl unterschiedlicher Schnittstellen erlaubt. Damit ist eine Kommunikation zwischen SAP-Systemen auf der einen Seite und den Daten der Geräte aus der Feld-, Steuerungs- und Leitebene andererseits möglich. Viele Sensorinformationen, die für vorausschauende Wartung oder Energieverbrauchsmessung benötigt werden, sind für die Steuerungsaufgaben in der Maschine nicht nötig und daher in der SPS nicht verfügbar. Aus diesem Grund hat IFM einen zweiten Kommunikationsweg geöffnet. Diesen direkten Weg der Sensordaten unter Umgehung der Steuerungsebene bezeichnet das Essener Unternehmen als Y-Kommunikation, da die Daten wie in den beiden Armen des Buchstaben Y einmal zur SPS gelangen und auf der anderen Seite direkt in die Unternehmensleitebene. Im Framework ist mit dem LR Smartobserver auch ein System zur Visualisierung enthalten, mit dem der Anwender den Zustand von Maschinen und Anlagen einfach überwachen kann. Die Visualisierung des Smartobservers lässt sich entsprechend der Nutzerwünsche anpassen. Das LR-Framework macht viele Anwendungen möglich, bei denen Sensordaten eine Rolle spielen. Typisches Beispiel ist die zustandsorientierte Wartung von Maschinen. Sensoren erfassen dabei Vibrationen, die den Verschleiß eines Lagers innerhalb der Maschine ankündigen. Aufgrund der Sensordaten lässt sich der Austausch des Lagers rechtzeitig planen. Ein anderes Beispiel ist die Überwachung von Druckluftanlagen. Sensoren, die den Druckluftverbrauch messen, sind in vielen Maschinen bereits vorhanden, um den Betrieb sicherzustellen. Die Daten dieser Sensoren können verwendet werden, um Druckluftlecks zu erkennen und so beheben zu können. Dies funktioniert aber nur, wenn die Sensordaten an einem übergeordneten System zur Verfügung stehen, was mit der Kommunikation über den Y-Weg und dem LR-Framework möglich ist. (jwz)