Warum die Lösung des Datenprotokoll-Rätsels der Schlüssel zur intelligenten Fabrik ist
Es wird viel über Industrie 4.0 geredet, aber wie weit sind die Fertigungsunternehmen auf dem Weg zur digitalen Transformation wirklich? Bei all dem Gerede über intelligente Fabriken und Automatisierung könnte man das Gefühl bekommen, dass jeder genau Bescheid weiß – nur Sie nicht.
Die Branchendaten von IoT Analytics, einem Anbieter von Erkenntnissen aus dem IoT-Markt und Wettbewerbsinformationen, belegen jedoch das Gegenteil. Der Industry 4.0 Adoption Report fasst die Fortschritte der Branche bei der Einführung zusammen, basierend auf Beiträgen von 500 leitenden Führungskräften aus der Fertigung. Der Bericht verfolgt Informationen über Industrie 4.0-Anwendungsfälle, KPIs und Qualifikationslücken.
Ein Großteil der Hersteller (72 %) hat eine Strategie für die intelligente Fertigung (oder setzt sie gerade um) und 65 % der Hersteller haben eine IoT-Strategie (oder setzen sie gerade um). Diese Hersteller haben aber auch mit technischen Herausforderungen zu kämpfen, die die Umsetzung erschweren.
Der Bericht identifizierte 17 technische Herausforderungen bei der Umsetzung von intelligenten Fabriken und stellte den Führungskräften die wichtige Frage: Inwieweit hindert Sie jede dieser technischen Herausforderungen daran, Ihre Projekte zur intelligenten Fabrik zu skalieren?.
Aus der Liste der 17 Herausforderungen wurden fünf als die größten Probleme identifiziert:
- Entwicklung neuer Anwendungen
- Sicherung von OT-Netzwerken
- Anbindung an bestehende Anwendungen, wie z. B. MES- und ERP-Systeme
- Verwaltung verschiedener Datenformate und Protokolle
- Interoperabilität und Anbindung an OT-Netzwerke
Belden hat mit IoT Analytics zusammengearbeitet, um Ihnen ein Webinar anzubieten, in dem diese fünf Hürden untersucht und Wege aufgezeigt werden, sie zu überwinden, um die für eine bessere Zukunft benötigten intelligenten Fabrikumgebungen aufzubauen. Sehen Sie sich hier das Webinar an.
Um Ihnen einen Blick hinter die Kulissen dessen zu geben, was wir während des Webinars besprochen haben, konzentriert sich dieser Blog auf eine der Herausforderungen, die Führungskräfte in der Fertigung am meisten beschäftigt: Die Verwaltung unterschiedlicher Datenformate und -protokolle (Nr. 4 auf der Liste oben).
Die Relevanz von Datenprotokollen in intelligenten Fabriken
Zur Kommunikation müssen Maschinen und Geräte nicht nur mit dem Netz, sondern auch untereinander verbunden werden, um Prozesse zu automatisieren und zu optimieren. Datenprotokolle legen fest, wie diese „Datengespräche“ zwischen verbundenen Geräten ausgetauscht werden.
Das Protokoll einer Maschine kann Folgendes festlegen:
- Wie eine Verbindung mit dem Gerät hergestellt wird
- Wie Daten von dem Gerät abgerufen werden
- Mit welchen anderen Geräten es „sprechen“ kann
- Arten der verfügbaren Daten
Die Datenprotokolle einer Maschine können standardisiert/offen (kompatibel mit einer größeren Anzahl von Geräten und Herstellern) oder proprietär (speziell für einen bestimmten Zweck, ein bestimmtes Gerät oder einen bestimmten Hersteller entwickelt) sein.
Wertschöpfung aus zwei Arten von Daten
Da immer mehr Fabriken Datenanalysen und künstliche Intelligenz (KI) in ihre Arbeitsabläufe integrieren, sind diese Systeme hungrig nach Daten: Nur mit Daten können diese Systeme wertvolle Erkenntnisse liefern, die den Menschen helfen, fundierte Entscheidungen zu treffen.
Die meisten Hersteller haben zwei Arten von Daten, die sie in ihre Analyse- und KI-Systeme einspeisen müssen:
- Vorhandene Daten, die bereits von Maschinen verfügbar sind.
- Neue Daten, die mit neuartigen Sensoren gesammelt werden müssen.
Vorhandene Daten
Sprechen wir zunächst über die verfügbaren Daten. Es gibt viele Gründe, warum vorhandene Daten nicht gesammelt werden.
Das Gerät ist nicht mit dem Netzwerk oder anderen Geräten verbunden.
In der Fabrikhalle gibt es eine Vielzahl von Maschinentypen. Einige ältere Geräte sind möglicherweise nicht in der Lage, sich mit dem Netz zu verbinden, und Upgrades oder Investitionen in neuere Systeme, um dies zu ermöglichen, sind kostspielig. In anderen Fällen haben sich einige Produktionsstätten nicht die Zeit genommen, ihre Maschinen an das Netz anzuschließen. Die Maschine funktioniert und die Arbeit wird erledigt, so dass die Verbindungstechnik keine Priorität hatte.
Die Daten werden nicht konvertiert (Protokolle werden nicht übersetzt).
Es ist nicht ungewöhnlich, dass innerhalb einer Fertigungsumgebung unterschiedliche Protokolle verwendet werden. Diese Diskrepanzen können dazu führen, dass Assets nicht ordnungsgemäß verbunden werden.
Wenn Geräte unterschiedliche Datenprotokolle verwenden, ist das so, als würden sie versuchen, in verschiedenen Sprachen zu kommunizieren. Dies kann das Übersetzen, Sammeln und Speichern von Daten teuer und schwierig machen, weshalb Anlagendaten oft in Silos vorliegen.
Betrachten Sie die gesamte Ausrüstung in einer Werkshalle. Wenn eine Maschine Modbus und eine andere PROFINET verwendet, können die beiden Maschinen nicht miteinander kommunizieren, und der Zugriff auf ihre Daten ist schwierig.
Dieses Kommunikationsproblem wird immer größer, da immer mehr Maschinen in die Fabrik gebracht werden, um neue Funktionen zu unterstützen und Wachstum zu ermöglichen. Um Ihre intelligente Fabrik für die Zukunft vorzubereiten, müssen Sie sicherstellen, dass Ihre Geräte kommunizieren können (und sicherstellen, dass Protokolle übersetzt werden).
Die Daten werden nicht kontextualisiert (sie werden nicht mit den richtigen Metadaten verknüpft).
Die meisten Unternehmen verfügen zwar über eine Fülle von Daten, aber die Informationen sind nicht kontextualisiert. Es handelt sich lediglich um einen Haufen Zahlen, die ohne Metadaten oder andere relevante Details, die sie nutzbar machen, nichts bedeuten. Ihre industrielle Dateninfrastruktur muss Ihnen helfen, die Geschichte Ihrer Daten zu verstehen, damit Sie wissen, wie Ihre Systeme und Prozesse funktionieren. Dadurch wird die Arbeit mit Daten einfacher und für die Menschen, die sie benötigen, zugänglicher.
Lösung:
Mit Belden Horizon Data Operations unterstützt Belden Unternehmen dabei, vorhandene Daten aus ihren OT-Systemen in Softwareplattformen zu integrieren, um den Betrieb zu überwachen, Leistungskennzahlen zu verfolgen und Gerätedaten zu analysieren, damit kostspielige Geräteprobleme und Produktionslücken vermieden werden können.
Neue Daten
Nun zu den neuen Daten.
Vorhandene Daten sind Informationen, die bereits vorhanden sind, während neue Daten Informationen sind, die Sie gerne hätten, um blinde Flecken zu füllen, die Ihnen aber noch nicht zur Verfügung stehen. Dabei kann es sich um Informationen über Produktionsprozesse, Qualitätsleistung, Energieverbrauch oder andere Kennzahlen handeln.
Lösung:
Mit unseren LioN-X IO-Link-Mastern und dem CloudRail-Gateway unterstützt Belden Anlagen bei der Verbindung, Konvertierung und Kontextualisierung neuer Datenströme. Die Lösung optimiert die industrielle Datenerfassung und verarbeitet sie lokal vor, bevor sie nahtlos in die Cloud übertragen wird. CloudRail sammelt alle Ihre OT-Daten und stellt sicher, dass Sie diese nutzen und bearbeiten können.
Erfahren Sie mehr über die Bewältigung der technischen Herausforderungen der Industrie 4.0
Wir haben mit vielen Fertigungsbetrieben zusammengearbeitet, die mit diesen Problemen zu kämpfen haben und wissen daher genau, wie wir sie lösen können.
Das Sammeln von Daten ohne die Möglichkeit, diese zusammenzuführen und angemessen zu analysieren, ist eine Verschwendung von Ressourcen und bringt keinen Nettogewinn an Produktivität, Sicherheit oder Gewinn.
Wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, wie andere Fabriken mit unterschiedlichen Datenformaten und Protokollen umgehen und Lösungen für andere technische Herausforderungen finden, die Hersteller an der Optimierung ihrer intelligenten Fabriken hindern, dann schauen Sie sich unser Webinar an.
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Über den Autor
Matthew Wopata ist Technischer Produktmanager für Industrial-Edge-Lösungen bei Belden. In seiner aktuellen Rolle entwickelt und realisiert Matthew die Produktstrategie für Beldens Industrial-Edge-Lösungen in Zusammenarbeit mit den Unternehmensbereichen Vertrieb, CIC, Technik, Marketing und Unternehmensentwicklung. Bevor er zu Belden kam, war Matthew Leitender Analyst für den Bereich Industrie bei IoT Analytics. Er hat einen BSc in Chemieingenieurwesen und einen MBA.