Keba KeControl FlexCore: Maschinen-Retrofit 4.0

Retrofit 4.0: Mit einem Edge Controller von Keba zur Smart Factory. (Bilder: Keba)

Auf dem Weg zur digitalisierten Fabrik stellt sich längst nicht mehr die Frage nach dem „Warum“, denn Industrie 4.0 hat sich zum omnipräsenten Leitthema der produzierenden Industrie aufgeschwungen. Maschinenbauer der Zukunft beschäftigt vielmehr das „Wie“, denn sie stehen praktisch vor drei Herausforderungen.

Der Edge Controller von Keba verbindet die Automatisierungswelt mit der IT und dem IIoT.

Herausforderung „Grüne-Wiese-Konzepte“

Industrie 4.0-Konzepte gehen oft von der Planung einer komplett neuen Fabrik aus. Um den digitalen Wandel in der Produktion zu bewältigen, muss aber auch die Herausforderung Brownfield gemeistert werden. Es gilt, Bestandsmaschinen sowohl untereinander (horizontale Vernetzung), als auch mit der übergeordneten IT-Ebene bis in die Cloud (vertikale Vernetzung) zu verbinden. Und das mit möglichst geringem Aufwand, Kosten und Risiko.

Herausforderung „Riesige Datenmengen“

Ausgangspunkt der Smart Factory ist die Sensorik. Sie dient der Erfassung von für den Fertigungsprozess relevanten Daten direkt an der Maschine. Diese sind jedoch zumeist so umfangreich, dass sie weder lange lokal gespeichert, noch vollständig an die übergeordnete Ebene transferiert werden können. Wertvolle Informationen, die Basis für Analysen wie z. B. Predictive Maintenance darstellen, sind somit nicht immer verfügbar.

Herausforderung „Protokollabkündigungen“

Auch wenn sich Unternehmen (noch) nicht mit Industrie 4.0-Lösungen beschäftigen wollen, ist ein gewisser Integrationsgrad von Maschinen in die Unternehmens-IT heutzutage Standard. Die technologische Weiterentwicklung führt dazu, dass alte Protokolle – oft aus Sicherheitsgründen – abgekündigt werden.

Werden Unternehmensserver nicht auf neue Protokolle umgestellt, ist die komplette Firma potentiell unsicher. Wird umgestellt, können Maschinen nicht mehr mit dem Server kommunizieren. Eine Nachimplementierung in die Steuerungssoftware ist mit hohem Aufwand und Risiko verbunden. Was kann also getan werden?

Die Lösung: Edge Computing

Edge Computing bezeichnet die dezentrale Datenverarbeitung am Rande eines Netzwerks. Ein physisches Edge Device – das Daten sammelt, filtert und analysiert – bildet dabei die Schnittstelle von der Operational Technology (OT) auf Maschinenebene zur Information Technology (IT) auf Unternehmensebene und weiter in die Cloud.

Mit Edge Devices lassen sich alle drei skizzierten Herausforderungen meistern. Einerseits muss nicht in oft über Jahrzehnte gewachsene Steuerungsarchitekturen eingegriffen werden, was einen hohen Aufwand und auch das Risiko des Produktionsausfalls birgt. Andererseits können die umfangreichen Betriebs- und Prozessdaten vorverarbeitet werden. Darüber hinaus fungiert das Gerät als Kommunikationsschnittstelle zwischen Maschinen und Unternehmensservern, das mehrere Protokolle spricht.

Edge Controller macht Industrie 4.0-fit

Wenn eine industrietaugliche Steuerung als Edge Device eingesetzt wird, steht Maschinenbauern die Industrie 4.0-Welt offen. Durch I/O-Baugruppen sind zusätzliche Signale über analoge und digitale Eingänge abtastbar, wodurch beispielsweise Predictive Maintenance ermöglicht wird.

Ein Edge Controller unterstützt verschiedene Kommunikationsprotokolle (SMB, OPC UA, TSN, MQTT), über die alle notwendigen Einheiten sowohl horizontal als auch vertikal zu einer Smart Factory verbunden werden können. Auch Cloud-Anbindungen sind so realisierbar. Die Integration etwaiger zukünftiger Protokolle stellt ebenso keinerlei Hindernis dar.