So funktioniert MindSphere – Systeme, Maschinen Anlagen und Produkte an das IoT anbinden

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MindSphere, das cloud-basierte, offene IoT-Betriebssystem von Siemens, verbindet Produkte, Anlagen, Systeme und Maschinen. Die Plattform ermöglicht Unternehmen, Daten von Fabriken, Anlagen oder Infrastrukturen zu erfassen, zu analysieren und in Know-how und Informationen umzuwandeln.
Siemens MindSphereQuelle: Siemens

Wie MindSphere funktioniert, wie sich Systeme, Maschinen, Anlagen und Produkte an das IoT (Internet of Things) anbinden lassen und welche Wettbewerbsvorteile damit zu erzielen sind, erläuterte uns Ralf-Michael Wagner, COO MindSphere bei Siemens.

Digital Manufacturing Magazin (DM): MindSphere ist ein von Siemens entwickeltes IoT-Betriebssystem. Wie funktioniert MindSphere und was ist das Besondere an der Architektur?

Ralf-Michael Wagner: MindSphere ist unser cloud-basiertes Betriebssystem für das Internet der Dinge. Im Kern ist es ein Platform-as-a-Service-Angebot, das Anwender aus verschiedenen Branchen unterstützt, durch Analyse von Daten ihrer Assets die Produktivität, Qualität und Effizienz zu erhöhen.

Das Besondere ist die Offenheit des Systems, die für uns von Anfang an entscheidend war. Offenheit in dreierlei Hinsicht: Erstens setzen wir auf offene Standards wie OPC UA, damit Maschinen und Systeme unterschiedlicher Hersteller angebunden werden können. Zweitens: Offenheit bei den Programmierschnittstellen zur Entwicklung von Applikationen. Und drittens Offenheit bei der Wahl der darunterliegenden Infrastruktur. Das heißt, Kunden haben beim Hosting von MindSphere die Wahl zwischen verschiedenen Anbietern.

Wichtiger Bestandteil von MindSphere ist die Cloud-Infrastruktur

DM: Ein wichtiger Bestandteil von MindSphere ist die Cloud-Infrastruktur. Unter welchen Cloud-Anbietern können die Kunden auswählen und lässt sich MindSphere auch in einer vorhandenen Kunden-Cloud betreiben?

Ralf-Michael Wagner: Kunden haben die Wahl zwischen verschiedenen Anbietern wie Amazon Web Services, Microsoft Azure oder Alibaba Cloud. Je nach Anforderung können sie sich zwischen einer Public Cloud, einer Private Cloud oder einer On-Premise-Lösung – also einer Vor-Ort-Installation auf dem Firmengelände – entscheiden. Diese Flexibilität ist insbesondere wichtig, wenn Unternehmen nationale oder branchenspezifische Anforderungen beim Cloud Computing erfüllen müssen. In manchen Ländern dürfen beispielsweise Daten von so genannten kritischen Infrastrukturen wie der Wasserversorgung die Landesgrenzen nicht überschreiten.

MindSphereQuelle: Siemens
MINDSPHERE Titelstory: Ralf-Michael Wagner, COO MindSphere, im Gespräch Ein wichtiger Bestandteil des MindSphere-Ökosystems sind Applikationen (Apps) für unterschiedliche Anwendungen. Diese werden von Siemens, von Partnern sowie von unabhängigen Entwicklern oder Kunden programmiert.

DM: Der Aufbau von industriellen IoT-Lösungen ist komplex. Wie lassen sich Systeme, Maschinen, Anlagen und Produkte an MindSphere möglichst einfach anbinden?

Ralf-Michael Wagner: Der Aufbau von IoT-Lösungen kann in der Tat komplex sein, die Anbindung von Maschinen und Systemen sollte es dagegen nicht sein. Mit MindSphere dauert es in vielen Fällen nicht mehr als eine halbe Stunde, um eine Maschine oder eine Anlage an das Internet der Dinge anzuschließen. Daher muss zum Beispiel ein Mittelständler keine eigene IoT-Lösung aufbauen, sondern kann auf bestehende Konnektivitäts­lösungen von MindSphere setzen. Damit kann er die Vorteile von IoT-basierten Datenanalysen nutzen – ohne Zeit zu verlieren, ohne hohe Investitionen tätigen zu müssen und ohne dass er sich mit den aktuellsten Sicherheitsstandards für Cloud-Lösungen befassen muss.

Anschluss an MindSphere über IoT-Gateway oder Software-Schnittstelle

DM: Welche Konnektivitätslösungen bietet Siemens dafür an?

Ralf-Michael Wagner: Der Anschluss an MindSphere kann zum Beispiel über ein IoT-Gateway oder eine Software-Schnittstelle erfolgen. Oder direkt über eine Steuerung wie unsere Simatic S7-1500. Um es Nutzern so einfach wie möglich zu machen, werden wir immer mehr unserer kommunikationsfähigen Automatisierungsprodukte mit einer MindSphere-Konnektivität „on board“ ausstatten. Mir ist wichtig zu betonen, dass sich über OPC UA und andere Standards auch Nicht-Siemens-Produkte anbinden lassen, also beispielsweise Geräte von Partnern oder sogar Mitbewerbern. Auch das unterstreicht die Offenheit von MindSphere.

Zudem bieten wir Edge-Computing-Lösungen an, also die Erfassung und Vorverarbeitung von Daten auf Peripheriegeräten, bevor sie an MindSphere übertragen werden. Denn vor allem große Datenmengen, zum Beispiel von hochfrequenten Vibrationssensoren, muss man nicht erst in die Cloud senden, sondern kann diese vor Ort analysieren und nur die Ergebnisse übertragen.

MindSphere geeignet für diskrete Fertigung, Prozessindustrie und Branchen im Bereich Energie oder Mobilität

DM: Ein wichtiger Bestandteil des Mind­Sphere-Ökosystems sind Applikationen für unterschiedliche Anwendungen. Welche Applikationen von Siemens gibt es bereits für MindSphere und in wieweit können Industrieanwender ihre eigenen Applikationen entwickeln?

Ralf-Michael Wagner: Wir haben eine Vielzahl unterschiedlicher Applikationen, die teilweise von Siemens, teilweise von Partnern sowie von unabhängigen Entwicklern oder Kunden programmiert wurden. Dabei verwenden die Applikationen offene Programmierschnittstellen (APIs), um auf die Plattformfunktionalität zuzugreifen und sie für eigene Dienstleistungen und Analysen zu nutzen – beispielsweise zur Online-Überwachung von weltweit verteilten Werkzeugmaschinen, Industrie-Robotern oder Industrie-Ausrüstung wie Kompressoren oder Pumpen – aber auch für weitergehende Aufgaben wie Kapazitätsverteilung von Fertigungslinien. Die Beispiele reichen von der diskreten Fertigung und der Prozessindustrie bis hin zu Branchen im Bereich Energie oder Mobilität.

„Das Besondere ist die Offenheit des Systems, die für uns von Anfang an entscheidend“

DM: Wie unterstützt Siemens seine Kunden bei der Entwicklung anwenderspezifischer MindSphere Apps?

Ralf-Michael Wagner: Anwender können über offene Programmierschnittstellen Applikationen komplett neu entwickeln oder auch auf bestehende Applikationen aufsetzen. So bieten wir zum Beispiel mit dem „Fleet Manager“ standardmäßig eine App, mit der sich weltweit Werkzeugmaschinen in kleinen oder großen Produktionsstätten überwachen lassen, um so deren Verfügbarkeit und Produktivität zu erhöhen. Diese App gibt es als Basis-Version für jeden MindSphere-Kunden. Anwender wie Werkzeugmaschinenbauer können sie einfach übernehmen, ihren Anforderungen entsprechend konfigurieren und neue digitale Services und Geschäftsmodelle entwickeln, indem sie beispielsweise alternativ zum Verkauf von Maschinen auch Pay-per-Use-Modelle auf Basis von Maschinenstunden anbieten können. Besonders geeignet sind solche Applikationen für kleine und mittelständische Unternehmen, die nicht über große Abteilungen mit Software-Programmierern verfügen.

Ich möchte noch auf einen zweiten Punkt hinweisen. Vor kurzem haben wir die Übernahme von Mendix bekannt gegeben. Mendix ist eines der führenden Unternehmen im Bereich Low-Code-­Applikationsentwicklung. Das heißt, dass die Programmierung von MindSphere-Applikationen künftig einfacher und schneller funktionieren wird.

MindSphere hilft Unternehmen produktiver, effizienter und schneller zu machen

DM: Was sind die Hauptvorteile, die Unternehmen in der diskreten Fertigung durch den Einsatz von MindSphere erzielen können?

Ralf-Michael Wagner: Als ein Teil des Digital-Enterprise-Angebots von Siemens hilft MindSphere, Unternehmen produktiver, effizienter und schneller zu machen. Damit können sie beispielsweise Wartungszyklen optimieren oder Produkte schneller auf den Markt bringen. Dies ist angesichts der zunehmenden Individualisierung und dem Trend zu immer kleineren Losgrößen von entscheidender Bedeutung. Dabei profitieren sowohl OEMs als auch Endkunden von den Chancen des IoT. 

DM: Im Januar 2018 hat Siemens mit 18 Partnerunternehmen die weltweite Nutzerorganisation „MindSphere World“ gegründet. Wie sehen die Ziele dieser Community aus und welchen Benefit haben die einzelnen Mitglieder? 

Ralf-Michael Wagner: Durch seine Offen­heit entsteht rund um MindSphere ein wachsendes Ökosystem. Innovative Startups sind ebenso dabei wie typische Mittelständler oder globale Unternehmen. Dieses Ökosystem durch den Aufbau einer Anwender-Community zu erweitern, ist das Ziel der MindSphere World. Dabei sollen die Mitglieder bei der Entwicklung und Optimierung von IoT-Lösungen auf MindSphere unterstützt werden. Sie organisieren sich in den Arbeitsfeldern Technology, Business Processes sowie Marketing. Zudem erarbeitet der Verein Vorschläge zu Anforderungen an das IoT-Betriebssystem MindSphere und gibt Empfehlungen zur Schaffung einheitlicher Spielregeln für die Datennutzung. Das Schöne ist, dass diese Community immer weiter wächst. Inzwischen gibt es schon einen zweiten Verein in Italien – nur einige Monate nach der Gründung von MindSphere World in Deutschland. Die Mitgliederzahl ist bereits jetzt auf über 50 Unternehmen und Organisationen angewachsen. 

Konsolidierung von IoT-Plattformen in den nächsten Jahren erwartet

DM: Wie wird sich Ihrer Meinung nach der Markt an IoT-Plattformen in den nächsten Jahren entwickeln? Rechnen Sie mir einer Konsolidierung?

Ralf-Michael Wagner: Tatsächlich rechnen wir mit einer Konsolidierung in den nächsten Jahren. Exakt lässt sich das nicht sagen. Ich schätze aber, dass vielleicht vier oder fünf Plattformen übrigbleiben werden – darunter natürlich MindSphere.

DM: Welche Tipps geben Sie Unternehmen, die eine industrielle IoT-Lösung aufbauen wollen?

Ralf-Michael Wagner: Der Tipp lautet: loslegen. Jetzt ist die Zeit, die Chancen der Digitalisierung und industrieller IoT-Lösungen zu nutzen – um sich eine gute Position im Wettbewerb zu sichern. Wenn Sie skeptisch sind, fangen Sie mit einem kleinen IoT-Projekt an, das schnell Nutzen stiften kann, und wenn es läuft, bauen Sie es stetig weiter aus. Denn: Der Aufwand ist überschaubar und die Chancen sind enorm. 

DM: Herr Wagner, vielen Dank für das 
Gespräch.

Ralf-Michael Wagner, COO MindSphere bei Siemens.
Ralf-Michael Wagner ist COO MindSphere bei Siemens.

Lesen Sie auch: Datenmanagement in der Fertigung – verwalten, organisieren und zentral bereitstellen

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Für Menschen sind Identitäten sowohl privat als auch geschäftlich von zentraler Bedeutung. Für Maschinen im Internet der Dinge sind sie noch wichtiger: Industrie 4.0, Smart Home oder Smart Traffic werden nur funktionieren, wenn jede Maschine, jedes Stück Hardware, jedes Gerät eine eigene, unverwechselbare Identität hat, die gleichzeitig den Anforderungen an den Privatsphärenschutz genügt.
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