Basis des Erfolgs IT/OT-Integration: Nahtlose Verbindung zwischen Fertigungs- und IT-Ebene

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Bei der digitalen Transformation wird häufig die IT/OT-Integration als Schlüsselfaktor genannt. Viele Unternehmen sind sich ihrer Wichtigkeit auch bewusst, handeln aber noch nicht danach. Dabei ist die Implementierung einfacher als gedacht. Vor allem im Zusammenspiel mit einem erfahrenen Partner.

Die IT/OT-Integration ist in aller Munde. Die Verbindung vom Shopfloor zum Topfloor, von Operation Technology (OT) und Information Technology (IT), bietet größtmögliche Datentransparenz und eine optimale Nutzung von MES/MOM- und ERP-Systemen und ermöglicht sogar KI-Anwendungen. Werden alle zur Verfügung stehenden Daten optimal ausgewertet, lassen sich gut informierte Entscheidungen treffen, Ressourcen einsparen, Effizienz steigern, Regulierungen erfüllen sowie CO2-Fußabdrücke reduzieren und vieles mehr. Das klingt so gut, dass man sich fragt, warum nicht jedes Unternehmen bereits seine IT und OT miteinander verknüpft hat.

Wissen ja, Handeln vielleicht

Denn die Realität sieht anders aus. Das ergab eine Umfrage des Forschungs- und Beratungsunternehmens Forrester unter Firmen in der verarbeitenden Industrie: Zwar sprachen 79 Prozent der Befragten einer IT/OT-Integration hohe oder höchste Priorität zu, aber weniger als die Hälfte (36 Prozent) hatten entsprechende Maßnahmen ergriffen. Das zeigt, wie wichtig es ist, Unternehmen bei ihrer digitalen Transformation zu unterstützen.

Die Unternehmen, die bereits begonnen hatten, ihre IT und OT zu modernisieren, integrierten häufig mehrere Technologien entweder von einem oder von verschiedenen Anbietern oder managten beziehungsweise skalierten firmeneigene Lösungen. So zweckmäßig und praktisch diese Lösungen bei ihrer zielgerichteten Implementierung erscheinen, können sie sich nach einiger Zeit – und nach einigen neuen Projekten und Modernisierungen – als Insellösungen herausstellen: gut geeignet für einen singulären Zweck, aber ohne Allround-Funktionalitäten für weiterführende Aufgaben. Diese erfordern dann wieder intelligente Hardware-/Software-Ergänzungen.

IT/OT-Integration: Lösungen gefragt von  End-to-End bis individuell

Entstehen neue Anlagen, sind End-to-End-Lösungen äußerst beliebt. In der Regel finden sich in den meisten Unternehmen aber Brownfield-Anlagen mit einer Mischung aus unterschiedlich alten Beständen und Softwareanwendungen. Haben Unternehmen die Integration ihrer IT und OT in Angriff genommen und eine Reihe an Shopfloor-OT und Unternehmens-IT implementiert, stehen sie irgendwann vor der Herausforderung, die Bausteine zu einem großen und vor allem reibungslos funk­tionierenden Ganzen zusammenzufügen.

Gute Verbindung nach Nord und Süd

Eine umfassende Datenkonnektivität und Integration von IT- und OT-Systemen in der intelligenten Fertigung kommt eine besondere Bedeutung zu, wenn es darum geht, einen nahtlosen Informationsfluss, eine Entscheidungsfindung in Echtzeit und die Optimierungen von Prozessen zu ermöglichen. Zwar können die spezifischen Anforderungen an die Datenkonnektivität je nach den zu integrierenden Systemen und den von der Branche übernommenen Protokollen und Standards variieren. Die Basis bildet aber eine durchgängige North­bound-/Southbound-Kommunikation. Die Schnittstelle zwischen beiden, ein Data Integration Layer, managt, harmonisiert und kontextualisiert alle Daten aus den unterschiedlichsten OT-Quellen und gibt sie an das IT-Level weiter.

In der Praxis gibt es unterschiedliche Möglichkeiten, diese Infrastruktur zu installieren. Je nach vorgefundenem System und Praktikabilität muss entschieden werden, welches System am besten passt. Bei Bedarf kann man auch mit einer „kleinen“ Lösung beginnen, die sich mit wachsendem Bedarf nach oben skalieren lässt. In der Regel wird eine Mischung aus Sensoren, Steuerungen und den Maschinen selbst für die Daten­erhebung genutzt: die Southbound-Verbindung. Ein SCADA- oder HMI-System oder Industrial Edge fungiert als Data Integration Layer, nimmt die Daten auf, speichert sie, konvertiert sie und leitet sie im passenden Format an die unternehmenseigene IT weiter: die Northbound-Verbindung.

Vielfältige Praxisanwendungen für die IT/OT-Integration

Integriert man beispielsweise ein Rückverfolgbarkeitssystem (Tracking & Tracing) in ein MES, werden höchstwahrscheinlich zusätzliche Daten vom Shopfloor benötigt. Im Rahmen einer Siemens-Lösung kann man diese mit zusätzlichen Sensoren oder Steuerungen wie Simatic S7-1500 oder Simatic S7-1200 erfassen, was wiederum andere Konnektivitätsanforderungen an das Gesamtsystem stellt. In Verbindung mit einem SCADA/HMI-System wie WinCC oder einer Industrial-Edge-Lösung lassen sich alle neuen Geräte anbinden und eine optimale Southbound-Kommunikation herstellen.

Ein anderer Fall sind die unterschiedlichsten Cloud- oder IIoT-Plattformen, die in vielen Unternehmen zum Einsatz kommen können, um verschiedenste Arten von Analysen oder Optimierungen auf Produktions- oder globaler Ebene durchzuführen. Die Konnektivität zu Cloud- oder IIoT-Plattformen wirft dabei häufig Fragen zu Security, Bandbreite, Latenzanforderungen, zum Beispiel Echtzeitfähigkeit, oder Speicherkosten auf: Welche Daten sollen in die Cloud, welche bleiben lokal? Wie werden die Daten jeweils übertragen? Was kosten Datenvorhaltung und Rechen­kapazität lokal sowie in der Cloud? Wie lässt sich diese Konnektivitätsinfrastruktur über Maschinen, Linien und ganze Produktionsstätten hinweg global managen?

Um jenen Herausforderungen zu begegnen, setzen zunehmend mehr Unternehmen auf Industrial-Edge-Lösungen. Dabei werden die wichtigsten Daten bereits auf Shopfloor-Ebene abgegriffen, strukturiert, aggregiert, häufig auch bereits kontextualisiert und an überlagerte Systeme weitergegeben. Auch hier sind intelligente Konnektivitätslösungen gefragt, die eine durchgängige Southbound-Northbound-Verbindung gewährleisten. Im Falle von Siemens könnte beispielsweise eine Kombination zum Einsatz kommen, bestehend aus Industrial Edge mit entsprechenden OT-Konnektoren, dem Industrial Edge Information Hub (IIH) und/oder dem Flow Creator (Node Red) zur Daten­verarbeitung und -vorhaltung sowie den entsprechenden Konnektoren zu Cloud-/IIoT-Plattformen oder IT-Systemen.

Profis unterstützen Profis bei der IT/OT-Integration

Dies sind nur zwei Beispiele, bei denen ­Siemens mit individuellen Lösungen Unter­nehmen unterstützen kann, Daten optimal zu nutzen. Denn die Daten sind da, sie stecken nur meist in Informationssilos fest, aus denen sie herausgelöst werden müssen. Das erfordert einen nicht unerheblichen Engineering-Aufwand, der sich mit Hilfe von außen besser bewältigen lässt.

Am Ende stehen auf jeder Ebene Daten zur Verfügung, mit denen sich der entscheidende Wettbewerbsvorteil erarbeiten lässt. Allein kann man diesen Punkt auch irgendwann erreichen, aber einfacher und schneller geht es mit einem erfahrenen Partner an der Seite.

Der Autor Rogerio Boleta ist Marketing Manager bei der Siemens AG.