Automation 2017 Trends bei Datennetzen und in Fertigungsprozessen

Autor / Redakteur: Oliver Schönfeld / Dipl.-Ing. (FH) Reinhold Schäfer

Gerade hinsichtlich der Entwicklung von Industrie 4.0 gilt es für die Prozessverantwortlichen in der Fertigung, Trends rechtzeitig zu erkennen, um das eigene Unternehmen wettbewerbsfähig zu halten. Dabei sollte man sich auch die Veränderungen in anderen Branchen ansehen, um mögliche Verbesserungen für das eigene Unternehmen zu nutzen.

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Vor alllem in der Fertigung gilt es, die Trends der Automatisierung rechtzeitig zu erkennen, um die Prozesse auf dem Stand der Technik zu halten.
Vor alllem in der Fertigung gilt es, die Trends der Automatisierung rechtzeitig zu erkennen, um die Prozesse auf dem Stand der Technik zu halten.
(Bild: Ersa)

Datennetze und Vernetzung haben verschiedene Dimensionen. Die digitale Vernetzung im Sinne des Internets der Dinge ist dabei nur ein Aspekt. Interdisziplinarität und Denken über Branchengrenzen hinaus sind gefordert – gerade in der Automatisierung. Ohne gutes Prozessverständnis werden neue Techniken nur eingeschränkt ihr Potenzial entfalten. Ein weiterer Impuls resultiert aus der Durchdringung der Informationstechnik: Zum Prozessverständnis der Automatisierung gehört heute mehr als der detaillierte Blick auf die Prozesse in der Fertigungs- und Prozessindustrie.

Kongress Automation mit Praxisberichten und Beiträgen zu Theorien

Deshalb sollten sich alle Verantwortlichen rechtzeitig über die neuen technischen Möglichkeiten informieren. Der Besuch des jährlich in Baden-Baden stattfindenden Kongresses Automation bietet sich hier an. Die Veranstaltung hat sich zur technisch-wissenschaftlichen Leitveranstaltung im deutschsprachigen Raum entwickelt und vereint auch in ihrer 18. Auflage im Jahr 2017 theoretisch orientierte Beiträge und Praxisberichte. Darüber hinaus bietet sie Übersichtsvorträge und schafft breiten Raum für den über Branchengrenzen hinausgehenden Erfahrungsaustausch – in diesem Jahr unter dem Leitmotiv „Technology networks Processes“.

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Anomalienerkennung zur Abwehr von Cyberangriffen

Den vielfältigen Chancen der Industrie 4.0 stehen etwa zunehmend Fragen der Informationssicherheit gegenüber: Wie kann die Vertraulichkeit, Integrität und Verfügbarkeit industrieller Geräte und Systeme gewährleistet werden? Dieser Frage wird sich die Veranstaltung unter anderem aus verschiedenen Blickwinkeln widmen. Denn mögliche Schwachstellen in Netzwerken eröffnen das Risiko für unerlaubte Zugänge und ungewünschte Eingriffe in das Produktionssystem.

Dies kann beispielsweise zur fehlerhaften Produktion, zum Stillstand der Anlage oder gar zu Personenschäden führen. Das Forschungsprojekt Anoko der Unternehmen Koramis und Zema hat das Ziel, unerlaubte Zu- beziehungsweise Eingriffe in Produktionssysteme zu erkennen. Dies soll erreicht werden, indem das industrielle Kommunikationssystem einer Produktionsanlage in definierten Zeitabständen auf Abweichungen analysiert wird.

Im Projekt Anoko wird ein Anomalienerkennungssystem weiterentwickelt und getestet, auf dessen Basis auch ein zentrales Monitoring innerhalb einer echtzeitfähigen, industriellen Anwendung ermöglicht wird. Damit sollen Betreiber in die Lage versetzt werden, ihre Produktionsanlagen vor Angriffen um­fassender zu schützen. Über dieses Projekt wird Dipl.-Ing. Heiko Adamczyk, Business Development, Security und Industrie 4.0 der Koramis GmbH, Potsdam, berichten.

Um die Ziele des Vorhabens zu erreichen, werde zunächst eine Designanalyse ausgewählter industrieller Kommunikationsprotokolle durchgeführt. Im Fokus stehen dabei laut Adamczyk OPC-UA und Profinet. Auf dieser Grundlage würden Beobachtungs- und Bewertungskriterien definiert und realisiert. „Mithilfe der Vorhabenergebnisse können Anomalienerkennungssysteme leichter an spezifische industrielle Protokolle angepasst und unter realen Bedingungen evaluiert werden. Diese Systeme können dann nachträglich in bestehende Anlagen integriert oder bei der Entwicklung zukünftiger Industrie-4.0-Anwendungen als Basisplattform genutzt werden“, schildert Adamczyk.

Datenanalyse für eine bessere Bedienerführung nutzen

Daten analysieren und zu Optimierungen nutzen: Dieses Megathema spiegelt sich nicht nur in Sicherheitsthemen wider. Ein weiterer Vortrag widmet sich der Frage, wie dank integrierter Datenanalyse und -fusion eine verbesserte Benutzerführung von Bedienerassistenzsystemen möglich ist. Sie können dazu beitragen, Kosten, die durch fehlerhafte Teile oder Prozesse in der Montage entstehen, zu senken. Entscheidend in diesem Prozess sei die Frage, welche Daten zur Analyse herangezogen werden, wie sie miteinander in Beziehung gesetzt werden und wie eine entsprechende Handlungsempfehlung gewonnen werden könne.

Zu Lösungswegen werden Dipl.-Ing. Benno Lüdicke, Dipl.-Inf. Christoph Legat und David Renaud von Assystem referieren. Eine Fragestellung lautet beispielsweise, wie sich mit Datenanalysen fehlerhafte Teile sicher identifizieren und damit vermeiden lassen. Hierzu sei es zunächst notwendig, die Prozessparameter zuverlässig aufzunehmen. Anhand der Analyse der Daten lasse sich die Abweichung quantifizieren und qualifizieren. „Auf dieser Erkenntnis basiert die Entscheidungsfindung – in manchen Fällen liegt eine Nachbearbeitungsempfehlung auf der Hand, in anderen Fällen bietet sich ein Werkzeugwechsel an, um die Nachbearbeitungskosten zu senken“, berichtet Lüdicke.

Vorausschauende Instandhaltung im Kontext von Industrie 4.0

Instandhaltungsprozesse automatisieren, mehr Effizienz in die Maschinenwartung bringen und schließlich eine vorausschauende Instandhaltung ermöglichen: Wie sich dieses Ziel Schritt für Schritt erreichen lässt, zeigt ein aktuelles Forschungsprojekt der Sybit GmbH in Kooperation mit dem Schweizer Technologiekonzern Bühler. Dessen Maschinen, die für Wartung und Instandhaltung eine hohe Expertise erfordern, sind weltweit im Einsatz. Entsprechend aufwendig sei der gesamte Wartungsprozess, erst recht wenn bei ungeplanten Stillstandszeiten sofortiger Support gefragt sei.

Um den Reise- und den damit verbundenen Zeitaufwand für Servicetechniker zu reduzieren, werde man im ersten Schritt Augmented-Reality-Brillen einsetzen. „Der Servicefachmann kann vom Büro aus weltweit Maschinen in Augenschein nehmen und zudem den Maschinenbediener vor Ort bei Wartungsschritten anleiten“, erläutert Dr.-Ing. Jesko Elsner, Forschungsleiter der Sybit GmbH, Radolfzell. Das bilde den Einstieg in eine effiziente Ferndiagnose, die Geld, Zeit und Aufwand spare. Durch die Kombination aus menschlicher Expertise, der visuellen Wahrnehmung durch die AR-Brille und den Daten, welche die Sensoren der Maschine permanent liefern, ist eine erfolgreiche Fernwartung möglich, so der Forschungsleiter. Viele Probleme ließen sich bereits auf diese Weise beheben, zudem sei es durch die Ferndiagnose viel effizienter, einen potenziellen Ersatzteilbedarf zu erkennen und die benötigten Teile schneller zu versenden.

Doch das Unternehmen Sybit geht mit dem Projekt deutlich über den einzelnen Wartungsfall hinaus: Daten aus verschiedenen Instandhaltungssituationen werden gesammelt und automatisch vom System ausgewertet. So ergebe sich ein Muster häufiger Wartungsfälle, auf die man somit künftig noch schneller und systematischer reagieren könne – bis hin zu einer vorausschauenden Wartung. Damit könne man die notwendigen Wartungsintervalle noch exakter prognostizieren und somit ungeplante Stillstandszeiten weiter reduzieren. „Daraus können sich in Zukunft ganz neue Geschäftsmodelle für den Maschinenhersteller ergeben, etwa in der Kombination aus Wartungsservice und garantierten Produktionszahlen anstatt des reinen Verkaufs einer einzelnen Maschine“, so Elsner weiter. MM

* Oliver Schönfeld ist Journalist in 48301 Nottuln

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