Sensoren für die Industrie 4.0: Vermittler zwischen zwei Welten

Sensoren für die Industrie 4.0: Vermittler zwischen zwei Welten

, aktualisiert 19. April 2017, 10:16 Uhr
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Werner Struth, in der Bosch-Geschäftsführung für Industrietechnik und Fertigungskoordination zuständig, an einer 129 Jahre alten pedalbetriebenen und neu mit Sensoren ausgestatteten Drehbank. Bosch möchte mit der Aktion deutlich machen, dass es möglich ist, eine sehr alte Maschine, versehen mit Sensoren für Industrie 4.0 tauglich zu machen.

von Steffen ErmischQuelle:Handelsblatt Online

Sensoren werden immer wichtiger für den Erfolg der digitalen Produktion. Sie müssen künftig nicht nur mit Maschinen kommunizieren, sondern mit der gesamten Unternehmens-IT. Noch aber hakt es an der Umsetzung.

KölnSteuerkästen, Signaltrenner, Sensoren: Mit seinen Produkten ist Pepperl+Fuchs im Maschinenbau und in der Industrie zu Hause. Doch seit Industrie 4.0 zum geflügelten Wort geworden ist, sitzt Benedikt Rauscher immer häufiger mit Managern von IT-Riesen wie SAP oder der Software AG an einem Tisch. Die ersten Begegnungen waren für den Entwicklungsleiter des Mannheimer Unternehmens gewöhnungsbedürftig. „Da prallen sehr verschiedene Welten aufeinander.“

Die neuen Kooperationen dienen einer großen Vision. Gemeinsam mit den Softwareunternehmen arbeitet Pepperl+Fuchs daran, die gewohnte Hierarchie in der Fabrik aufzubrechen. Klassischerweise ist es so: Die Unternehmenssoftware spricht die Maschine an, deren sogenannte speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) kommuniziert mit Sensoren oder Aktoren. Nun sollen die Sensoren, die Pepperl+Fuchs herstellt, nicht mehr nur mit der Maschinensteuerung reden, sondern direkt auch mit der Unternehmenssoftware.

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„Sensoren sind die wichtigste Informationsquelle für die Industrie 4.0“, sagt Rauscher. Der Anschluss an die Datenwelt erlaube neue Analysen, für die speicherprogrammierbare Steuerungen nicht ausgelegt seien: So können Sensoren in Lichtschranken nicht nur der Maschine verraten, ob gerade ein Werkstück passiert. Parallel ließe sich auch die Signalqualität überwachen - verschlechtert sie sich, weist das auf eine nötige Reinigung hin.

Ob Kostensenkungen durch vorausschauende Wartung, transparente Lieferketten oder Produktionslinien, die sich je nach Werkstück neu konfigurieren: Ohne das Zusammenspiel von Sensoren und einer maschinenübergreifenden Software lassen sich viele der großen Versprechen von Industrie 4.0 nicht einlösen. Noch aber hakt es an der Umsetzung. Denn es konkurrieren verschiedene Kommunikationsstandards wie OPC-UA und MQTT miteinander. Hinzu kommt, dass diese teils unterschiedlich ausgelegt werden.

„Zu jeder Datensprache gibt es noch unterschiedliche Dialekte“, sagt Bernhard Müller, in der Geschäftsleitung des Sensorenherstellers Sick für Industrie 4.0 zuständig. Wie Konkurrent Pepperl+Fuchs setzt das in Waldkirch bei Freiburg ansässige Unternehmen deswegen auf eine enge Zusammenarbeit mit Softwarefirmen, um eine Vereinheitlichung voranzutreiben. „Wir stellen sicher, dass unsere aktuellen Sensoren mit den gängigen Standards und IT-Systemen zusammenarbeiten“, sagt Müller.


Frischkur für alte Maschinen

Auf vielfältige Schnittstellen mit der Welt der Unternehmenssoftware setzt auch Bosch Rexroth. Die auf Antriebs- und Steuerungstechnik spezialisierte Tochter des Technologiekonzerns Bosch stellte im November auf der Automatisierungsmesse SPS IPC Drives in Nürnberg ein sogenanntes IoT-Gateway vor. Damit lassen sich ältere Maschinen und Anlagen ins Industrie-4.0-Zeitalter heben: An die schuhkartongroße Box können einzelne Sensoren oder ganze Maschinensteuerungen andocken. Sensordaten werden dort gesammelt, übersetzt und an übergeordnete IT-Systeme weitergeleitet. Optional kann auch eine Bosch-eigene Software eingesetzt werden.

„Viele Produktionsbetriebe nutzen Maschinen und Anlagen, die 20 Jahre oder älter sind“, sagt Steffen Haack, Vorstandsmitglied von Bosch Rexroth. „Unser Gateway erlaubt es ihnen, die Daten vorhandener Sensoren nutzbar zu machen oder Sensoren nachzurüsten.“ Erprobt hat das Unternehmen das im eigenen Betrieb: In einem Prüfstand für Hydraulikventile helfen die Informationen von Sensoren nun, den richtigen Zeitpunkt für Öl- und Filterwechsel der Maschine zu bestimmen. „Die Investition hat sich innerhalb von 18 Monaten amortisiert“, berichtet Haack. Weitere Prüfstände sollen nun folgen.

In die Programmierung der Produktionsanlagen muss für die Vernetzung nicht eingegriffen werden, sagt Haack. „Die bestehende Steuerung kann weiterarbeiten, wir bauen im Prinzip parallel dazu die Datenwelt auf.“ Eine ähnliche Nachrüstlösung bietet Pepperl+Fuchs: Die neue „Smart Bridge“ wird in die Zuleitung eines Sensors geklemmt und sendet dessen Messwerte an eine Software.

Bedenklich ist die Entwicklung für SPS-Anbieter. Ihre Systeme könnten auf Dauer überflüssig werden: Sind neben Sensoren künftig auch die ausführenden Aktoren an das zentrale IT-System angebunden, braucht es für die Umsetzung von Steuerbefehlen keine Hardware als Zwischeninstanz mehr. „Eine rein softwarebasierte Steuerung verspricht eine sehr viel größere Flexibilität“, sagt Sick-Manager Müller. Bisher seien Verzögerungen bei der Datenübertragung ein Hindernis - doch schnellere Netzwerktechnik ist in der Entwicklung.

Anbietern wie Sick und Pepperl+Fuchs käme eine SPS-lose Zukunft sehr gelegen: Sie wollen mit ihren Sensoren auch immer leistungsstärkere Mikroprozessoren verkaufen. „Es wird nicht möglich sei, unendlich viele Daten in die Cloud zu schaufeln“, sagt Müller. „Schon die Sensoren müssen einen Teil der Rechenarbeit übernehmen.“ Die neue Nähe zur IT-Branche soll dabei helfen: Im April hat Sick eine Plattform gestartet, über die Softwareentwickler Apps für Sensoren bereitstellen können.

Quelle:  Handelsblatt Online
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