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InnovationsForum Automation 2017: Bosch Rexroth

IoT-Gateway schafft Transparenz ohne Risiko

| Redakteur: Silvano Böni

Die auf der Industrie-Hardware XM21 installierte Softwareplattform IoT Gateway bindet bestehende Maschinen und Anlagen an On-Premises- und Cloud-Plattformen an. Entwickler können das vorinstallierte App-Angebot für Daten­erfassung, -bearbeitung und -transfer mithilfe eines Software Development Kit (SDK) ergänzen.
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Die auf der Industrie-Hardware XM21 installierte Softwareplattform IoT Gateway bindet bestehende Maschinen und Anlagen an On-Premises- und Cloud-Plattformen an. Entwickler können das vorinstallierte App-Angebot für Daten­erfassung, -bearbeitung und -transfer mithilfe eines Software Development Kit (SDK) ergänzen. (Bild: Bosch Rexroth AG)

Allein in Deutschland gibt es schätzungsweise mehrere zehn Millionen funktionsfähige Maschinen ohne Industrie-4.0-Anbindung. Fehlende Sensorik, Software und IT-Anbindung verhindern eine vernetzte Fertigung. Produktionsprozesse können nicht überwacht werden, der Ausfall einzelner Komponenten ist nicht vorhersehbar.

Ein ebenso pragmatischer wie schnell umsetzbarer Weg, um Prozesse und Maschinenstatus ohne Eingriff in die bestehende Automation zu überwachen, die Wartung zustandsbasiert abzubilden und andere digitale Maßnahmen für kontinuierliche (Prozess-)Verbesserungen einzuleiten, bietet das IoT-Gateway von Bosch Rexroth. Die auf einer schaltschrankfähigen Industrie-Hardware installierte Softwareplattform ist in der Lage, unterschiedlichste Steuerungs- und Sensordaten unabhängig von der bestehenden Automatisierung zu sammeln und zur Analyse und Aggregation an übergeordnete IT-Systeme weiterzuleiten.

Sensor- und Steuerungsdaten unterschiedlich weiterleiten

Zur Weiterleitung der erfassten Sensor- und Steuerungsdaten bieten sich verschiedene Konnektoren und offene Kommunikationsstandards wie OPC UA an. Mögliche Ziele des Datentransports können einerseits große Cloud-Plattformen wie Bosch IoT Cloud, Microsoft Azure, Oracle IoT Cloud oder Predix von GE Digital sein, andererseits auch On-Premises-Lösungen wie der Production Performance Manager (PPM) von Bosch Software Innovations oder der Data Analytics Server (DAS) von Bosch Rexroth. Letzterer ist zukünftig auch mit integrierter IoT-Gateway-Software erhältlich. Auf diese Weise lassen sich einerseits Prozess- und Maschinendaten direkt zur Analyse in den DAS einlesen. Anderseits kann das IoT-Gateway mittels DAS analysierte Daten direkt in die Cloud streamen.

IoT-Gateway sollte alle Arten von Industriesensorik unterstützen

Für eine möglichst umfassende Konnektivität in Richtung Maschinenebene sollte ein IoT-Gateway alle Arten von Industriesensorik unterstützen – analog und digital, kabelgebunden oder drahtlos. Über moderne Protokolle wie USB, Wi-Fi oder Bluetooth LE lassen sich so unter anderem auch multifunktionale Sensoren wie Bosch XDK oder CISS anschließen. Zur weiterführenden Datenerfassung umfasst die Konnektivität auch das Auslesen von Daten aus Third-Party-Steuerungen, etwa von Siemens, Rockwell oder Beckhoff. Weitere Anbindungsmöglichkeiten eröffnen der Industrie-4.0-Standard OPC UA und dessen Vorgängerprotokoll OPC DA.

Modulares Softwarekonzept auf Basis von Linux und Java

Ein modulares Softwarekonzept auf Basis von Linux und Java trägt maßgeblich zum breiten Einsatzspektrum des IoT-Gateway bei. Ein breites App-Angebot verkürzt die Implementierung typischer Use-Cases. Über ein Software Development Kit (SDK) können Java-Entwickler bei Bedarf eigene Apps für spezifische Szenarien hinzufügen, etwa um Daten an bestimmte Cloud-Services weiterzuleiten. Mittels eines zentralen Update-Mechanismus auf Grundlage des OSGi-Framework (Open Services Gateway initiative) lässt sich das IoT-Gateway einschließlich Apps remote managen.

Parametrieren statt programmieren

Unter der Prämisse einer effizienten Einrichtung, Bedienung und Inbetriebnahme ist die Benutzeroberfläche des IoT-Gateway web-basiert und geräteunabhängig gestaltet. Die Konfiguration über die Dashboard-App erfolgt ohne Programmierarbeit in drei logischen Schritten: Zunächst definiert der Anwender über vorinstallierte Device-Apps die Eingangsmodule. Anschließend legt er per Processing-App fest, wie die nun erfassten Daten vorverarbeitet oder angereichert werden sollen. Den Transfer an die überlagerten IT-Systeme regeln die Provider-Apps. Dank der simplen Parametrierung dauert ein einfacher Konfigurationsvorgang nur wenige Minuten.

Ist auch das nachfolgende Analysesystem eingerichtet, können Maschinenbauer, Anwender und Service-Anbieter regel- und webbasiert über das Monitoring hinaus geeignete Aktionen und Maßnahmen einleiten.

Schneller Einstieg mit Know-how-Transfer

Im Hinblick auf eine rasche Durchführung eigener Pilotprojekte bieten erfahrene Anbieter ergänzend zum IoT-Gateway auch das nötige Methodenwissen an. Ein solcher Know-how-Transfer kann von der Auswahl und Definition eines konkreten Use-Cases über begleitenden Software-Support bis hin zu einem abschließenden Anwendertraining reichen. Ziel der Maßnahme ist es, den vorbereiteten Use-Case innerhalb weniger Monate auf weitere Maschinen oder ganze Linien ausdehnen zu können.

Bosch Rexroth wird zu diesem Thema einen Vortrag auf dem „SMM InnovationsFORUM Automation und Antriebstechnik“ 2017 des Schweizer Maschinenmarkt halten. Weitere Informationen unter: http://www.smm-innovationsforum-automation.ch/de

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