Industrial Edge: So gelingt ein offenes Ökosystem für heterogene Maschinenparks

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Industrie Informatik GmbH

Automatisieren und Digitalisieren – das ist der Schlüssel zur Zukunft der Industrie. Doch das stellt viele Unternehmen vor große Herausforderungen. Die High Performance Metals Division des Stahl- und Technologiekonzerns Voestalpine verbessert als Vorreiter bereits seit Jahren Produktionsprozesse mit digitalen Lösungen. Siemens punktet hier mit seinem Industrial Edge Ecosystem, einem Teil von Siemens Industrial Operations X, durch einen ungewöhnlichen Schritt.

Industrial Edge ist der Begriff der Zukunft. Wir haben es schon oft gehört: Um wettbewerbsfähig zu bleiben, sollen produzierende Unter­nehmen digitalisieren, um erfolgreich am Internet der Dinge teilhaben zu können. Die eigenen operativen Prozesse zu verstehen und laufend zu verbessern, ist dabei der Schlüssel zum Erfolg – doch dafür braucht es Transparenz, die bisher nur durch manuelles Beobachten der Prozessschritte zustande kommen konnte. Kontinuierliche Erhebung von Daten ist der logische nächste Schritt um 24/7-Transparenz ohne zusätzliche Kosten zu schaffen.

Industrial Edge: Der Datenflut Herr werden

In der Vergangenheit war das ein kompliziertes Unterfangen. Viele Unternehmen haben ihren Maschinenpark über Jahre hinweg zusammengestellt, mit Maschinen unterschiedlicher Hersteller, unter Umständen sogar weltweit verteilt. Wie sollen daraus einheitliche, vergleichbare Daten extrahiert und nutzbar gemacht werden? Das Thema anzugehen, stellte bislang für viele eine Hürde dar. Dafür gibt es nun keinen Grund mehr.

Offener = erfolgreicher

Als Teil von Siemens Industrial Operations X gibt es mit Siemens Industrial Edge jetzt eine Plattform, die eine große Bandbreite an Hardware und Software über ein offenes Ecosystem anbietet, um Daten zentral zu aggregieren, zu verwalten und zu verarbeiten – und das unabhängig vom Hersteller der angeschlossenen ­Maschinen. Darüber hinaus ermöglicht Industrial Edge seinen Kunden, replizier­bare IoT-­Lösungen aus unterschiedlichen Software-Applikationen und Devices zu bauen und skaliert auszurollen. Mit dem Industrial Edge Ecosystem geht Siemens einen besonders erfolgversprechenden Schritt und öffnet sich für Drittanbieter.

Der Vorteil liegt auf der Hand: Kunden profitieren von einer breiten Palette an Software- und Hardwarekomponenten unterschiedlicher Anbieter und Hersteller, die sich standardisiert in die Fertigung integrieren lassen. Das vielfältige Angebot reicht dabei schon jetzt von Konnektivität, Datenspeicherung, -visualisierung und -analyse bis hin zu Maschinenüberwachung, Energie- und Asset-Management. Die notwendigen Funktionen werden als frei kombinierbare Bausteine aus einem industriellem App-Store zusammen­gestellt, dem Industrial Edge Marketplace, der genauso problemlos zu bedienen ist wie App-Stores auf unseren Smartphones. ­ Hier können auch Drittanbieter ihre Apps anbieten und erhalten einen direkten Marktzugang zu Maschinenbauern und verarbeitenden Unternehmen.

Industrial Edge für heterogenen Maschinenpark

Mit den Komponenten aus dem Industrial Edge Ecosystem hat auch die High Performance Metals (HPM) Division des Stahl- und Technologiekonzerns Voestalpine Transparenz im eigenen Maschinenpark geschaffen. Ständiges Lernen und Verbesserung der Abläufe anhand von Daten der Produktionsstätten weltweit sind klar definierte Ziele. OEE (Overall Equipment Efficiency) und Energiemanagement sind hier nur der Anfang.

Zur Zielerreichung gilt es, mehrere Schritte umzusetzen:

• Maschinendaten per Sensor erheben

• Konnektivität, Datenverarbeitung und Analyse auf dem Shopfloor ermöglichen

• weltweit in einer einheitlichen Cloud-Plattform Daten visualisieren und analysieren

Essenziell ist eine zukunftssichere und skalierbare Lösung. Sie muss mit dem Firmenwachstum Schritt halten können. „Das klingt erst mal einfach, aber wir standen vor einer großen Herausforderung“, kommentiert Martin Hackhofer, Head of IIoT & Automation in der Voestalpine HPM Digital Solutions GmbH, die Pläne. Denn die HPM Division sah sich mit den denselben Umständen konfrontiert wie viele andere Unternehmen: ein breit gefächerter Maschinenpark mit über 1.500 Anlagen, dar­unter rund 1.000 Metallsägemaschinen unterschiedlichster Hersteller an mehr als 100 Produktionsstandorten.

Eines war klar: Nur mit Industrial-Edge-Technologie kann die Einführung gelingen. Aber welcher Anbieter hat ein solch breit gefächertes Portfolio an Edge-Produkten und -Lösungen, um all diesen verschiedenen Assets gerecht zu werden? Die HPM Division entschied sich für die Industrial-Edge-Plattform von Siemens und das damit verbundene Ecosystem. Mit Komponenten, die zur internen Infrastruktur passen und die hohen Sicherheitsstandards erfüllen, konnte man so ein zuverlässig funktionierendes Technologiefundament legen. Die Digitalisierung des heterogenen Maschinenparks baut darauf auf und wird nun laufend erweitert.

Genau das ist der Vorteil des offenen Ökosystems von Siemens, das ein breit gefächertes Partner-Angebot für flexibel gestaltbare Industrial-IoT-Lösungen für die Kunden bietet. Im ersten Schritt gilt es, die Maschinendaten transparent zu machen, um Prozesse zu verbessern und Ressourcen zu schonen, indem man zum Beispiel wie bei Voestalpine das Datenfundament schafft und Basisverbesserungen in Bezug auf Laufzeiten optimiert, sowie daten­basierte Optimierung der Prozess­parameter durchführt.

Erfolgsfaktor Industrial Edge

Entscheidend sind die Konnektivität in der Datenerfassung und die Aufbereitung der Daten für die Analyse. Martin Hackhofer geht ins Detail: „Die Lösung, die wir auf Basis der Siemens-Lösung entwickelt haben, besteht aus drei Ebenen: Datenerfassung, Datenintegration und Datenvisualisierung. Jede Ebene nutzt unterschiedliche Elemente.“ So kommen zur Erfassung der Daten verschiedene PLCs sowie verschiedene Industrial-Edge-Apps zum Einsatz. Die Energy-Management-App zum Beispiel, wie auf der Hannover Messe 2023 vorgestellt, bereitet diese Daten einheitlich auf und bietet Ansätze zur Prozess­optimierung, um Energie einzusparen. Zur Transparenz der Anlagennutzung wird ähnlich verfahren. Die Datenerfassung im Bereich von CNC-Anlagen erfolgt mittels Konnektor-Apps, die auf Industrial Edge zur Verfügung stehen. Beispiel dafür ist der EdgePlug-Fanuc-CNC-Konnektor von der Firma Softing, der eine verlässliche und sichere Verbindung zwischen Fräse und Industrial-Edge-Plattform gewährleistet. Die Datenvisualisierung erfolgt anhand weiterer Apps in nahezu Echtzeit. Ein System, das Martin Hackhofer ins Schwärmen bringt: „Das Industrial Edge Management ist der Erfolgsfaktor. Damit können wir von zentraler Stelle die Software auf allen Geräten mit unseren Kunden weiterentwickeln und neue Funktionen schnell bereitstellen.“

Neue Funktionen lassen sich ebenso problemlos ausrollen, wie laufende Updates von Anwendungen oder dem Betriebssystem. Hier sieht Martin Hackhofer weitere Vorteile von Industrial Edge: „Es ist keine Blackbox“, kommentiert er. „Wir entwickeln unsere Funktionen ständig weiter und gestalten unser System so, wie es unsere Bedürfnisse erfordern.“

Voestalpine hat mit dieser Technologie bereits in mehreren internationalen Tochtergesellschaften den nächsten Schritt auf der digitalen Reise gemacht – es werden laufend mehr. Dank der Skalierbarkeit von Industrial Edge gelingt das problemlos.

Genau darauf zielt das Industrial Edge Ecosystem ab: Die große Bandbreite an Lösungen soll es jedem Unternehmen – egal welcher Größe und welcher Ausstattung – ermöglichen, das Beste aus seinen Anlagen herauszuholen, um effizienter, produktiver, qualitativ hochwertiger und somit erfolgreicher zu produzieren. Heute und in der Zukunft.

Der Autor Jan Möhring ist Industrial Edge Ecosystem Manager bei Siemens.