SAP-Cloud für CNC-Drehmaschinen: So können Mitarbeiter die Produktion überwachen

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SAP-Cloud für CNC-Drehmaschinen: So können Mitarbeiter die Produktion überwachen

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Der Drehmaschinenhersteller Index bietet für seine CNC-Drehmaschinen Apps auf Basis der Multicloud-as-a-Service-Plattform von SAP an. Damit können Produktionsmitarbeiter beispielsweise den Status der Maschinen überwachen, Alarmmeldungen empfangen oder Kollisionen der Frässpindel erkennen. VON MARTIN ORTGIES
CNC-Drehmaschinen SAP-Cloud

Quelle: Index

  • Die Firma Index vernetzt seine CNC-Drehmaschinen mit einer Cloud-Plattform von SAP
  • Produktionsmitarbeiter können so den Maschinenstatus überwachen
  • Die Cloud unterstützt auch Alarmmeldungen und eine Fernwartung

Zur Index-Gruppe zählt neben der Marke Index auch Traub. Das Unternehmen ist damit einer der weltweit führenden Hersteller von CNC-Drehmaschinen und global an 80 Standorten präsent.

Beim solch einem weltweit verteilten Einsatz von Maschinen im Feld, liegt es nahe, dass sich das Unternehmen auch mit dem Thema Fernwartung beschäftigt. An dieser Stelle setzt das Unternehmen heute auf deutsches Know-how, wie Christopher Kohl, Projektleiter Digitalisierung bei der Index-Gruppe, berichtet: „Wir haben bereits über 1.800 Maschinen mit Komponenten von Genua für die Fernwartung ausgestattet. Auf dieser Basis haben wir 2017 und 2018 ein weitergehendes Konzept entwickelt, mit dem unsere Kunden ihre Produktion durch Online-Services besser im Blick behalten können.“

SAP-Cloud für CNC-Drehmaschinen: Über die Fernwartung hinaus

Der Maschinenbauer hat mit „iX4.0“ eine eigene IoT-Plattform für die Maschinendiagnose und zur Prozessüberwachung der CNC-Drehmaschinen entwickelt. Wenn die Maschinenbetreiber einer Cloud-Anbindung der Maschine zustimmen, können sie mit einem Endgerät wie einem Smartphone per Standard-Webbrowser auf die Daten der Maschine zugreifen. Dabei sind verschiedene Apps verfügbar: zur Optimierung der Produktivität etwa „StatusMonitor“ und „AlarmMessenger“; für das Condition Monitoring Apps wie „SpindleCheck“; und weitere sollen folgen. 

Multicloud-as-a-Service-Plattform von SAP: Sensible Daten bleiben in der Fertigung

Die IoT-Plattform „iX4.0“ basiert auf der Multicloud-as-a-Service-Plattform von SAP. Dabei werden die laufenden Betriebsdaten, Informationen, Dokumente, Bilder und 3D-Modelle der Maschine als digitales Modell („digitaler Zwilling“) in der Cloud abgebildet. Ein Grundansatz des neuen Angebots ist, ausschließlich die Kennwerte der Maschinen zu übertragen. „Sensible Produktionsdaten wie Einrichteblätter oder die Einrichtungsmappe werden nicht erfasst“, betont Christopher Kohl.

Den Status der CNC-Drehmaschinen einsehen

Die App StatusMonitor zeigt den aktuellen Status jeder angebundenen Maschine. Dafür werden kontinuierlich 20 Einzeldaten der Maschine übertragen. Dabei handelt es sich um Meldungen wie „Hydraulik eingeschaltet“, „Fehler stehen an“ sowie Daten zum Vorschub-Override oder dem Stückzähler. Daraus lässt sich erkennen, wie optimal die Maschine arbeitet bis hin zur integrierten Analyse der Gesamtanlageneffektivität (Overall Equipment Effectiveness, OEE).

„Dabei legen wir besonderen Wert auf die größtmögliche Transparenz. So lässt sich jederzeit kontrollieren, welche Daten übertragenen werden“, erläutert Projektleiter Kohl.

CNC-Drehmaschinen SAP-Cloud
Die Anbindung der Kundenmaschine an die IoT-Cloudplattform basiert auf der Empfehlung „BSI-CS 108“ zur Cyber-Sicherheit im industriellen Umfeld.

Qualität und zentrale Maschinenkomponenten online überwachen

„Wir ermöglichen auch die Online-Überwachung zentraler Maschinenkomponenten wie Spindeln und Achsen“, erläutert Christopher Kohl. Mit der App SpindleCheck werden wichtige Daten zu den Spindeln der CNC-Drehmaschinen erfasst, wie Drehzahl und Auslastung, Temperaturverläufe, Spannvorgänge sowie Spindellaufzeiten. Durch die laufende Erfassung der Spindeldaten kann der Betreiber erkennen, wenn Werte von der Norm abweichen. Das dient der Qualitätskontrolle und erleichtert die Wartungsplanung. Der Austausch von Verschleißteilen muss nicht mehr nach festen Zeitvorgaben erfolgen, sondern kann anhand der tatsächlichen Abnutzung erledigt werden.

Wenn ein Ersatzteil getauscht werden soll, greift der Betreiber über die IoT-Plattform (iX4.0) auf die Stückliste der eingesetzten Maschine, sucht das passende Teil über den Ersatzteil-Finder oder identifiziert die betroffenen Ersatzteile im 3D-Modell der Maschine.

CNC-Drehmaschinen: Bestandsmaschinen und Fremdfabrikate einbinden

Auf der Maschinenseite setzt der Hersteller mit OPC-UA auf eine offene Schnittstelle. Hat der Betreiber ältere Maschinen in seiner Fertigung laufen, stellt Index einen IoT Connector bereit. Viele Anwender wollen auch nicht nur die Maschinen der Index-Gruppe, sondern auch Anlagen anderer Hersteller über die IoT-Plattform verwalten. Auch dies ermöglicht der IoT Connector.

Sichere SAP-Cloud durch deutsches Sicherheits-Know-how

Das Vertrauen in die Datensicherheit bei der Cloud-Anbindung ist für den Projektleiter eine zwingende Voraussetzung für die Akzeptanz des Angebots. Hier verweist Kohl auf die langjährigen Erfahrungen mit der Fernwartungs-Appliance-Lösung Genubox des Herstellers Genua. Die Bundesdruckerei-Tochter ist ein deutscher Spezialist für IT-Sicherheit mit Sitz in Kirchheim bei München, der für die Absicherung sensibler Schnittstellen im Industrie- und Behördenbereich bis hin zur Vernetzung hochkritischer Infrastrukturen sorgt. Der Hersteller bietet hochsichere Produkte mit BSI- Zulassung und -Zertifizierung an. Alle Lösungen werden in Deutschland entwickelt und produziert.

1.800 CNC-Drehmaschinen – kein Zwischenfall

Trotz der mehr als 1.800 Maschinen, die bisher mit der Genubox zur sicheren Fernwartung via Internet ausgestattet wurden, ist es bisher zu keinem Sicherheitsvorfall gekommen. Im Wartungsfall baut die Lösung eine verschlüsselte Verbindung für die Datenübertragung auf und beschränkt mit ihrer integrierten Firewall den externen Zugriff ausschließlich auf die aktuell zu wartende CNC-Drehmaschine. Andere sensible Netzbereiche beim Kunden sind über den Wartungszugang nicht erreichbar.

Die Fernwartungs-Appliance läuft auf dem auf hohe Sicherheit ausgelegten Betriebssystem OpenBSD, das die Bundesdruckerei-Tochter noch zusätzlich gehärtet hat. So erfüllt die Genubox bei der Fernwartung alle Anforderungen des Bundesamtes für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) zur Cybersicherheit im industriellen Umfeld. Diese Anforderungen an die Architektur, die sichere Kommunikation, die Authentifizierung und an die Organisation hat das BSI in der Veröffentlichung 
BSI-CS 108 formuliert.

CNC-Drehmaschinen: Über die Box an die SAP-Cloud

Über diese bewährte Fernwartungslösung erfolgt nun auch die sichere Anbindung an die SAP-Cloud. Dabei wird die Möglichkeit genutzt, auf der Appliance zusätzlich eigene Software einzurichten. In diesem Zuge wurde die Genubox um eine Software zur Maschinendatenerfassung erweitert. Darüber werden die OPC-UA-Daten ausgelesen und an die IoT-Plattform in der SAP-Cloud weitergeleitet.

Die verschlüsselte Anbindung der Kundenmaschine an die Cloudplattform erfolgt gemäß BSI-Empfehlung über eine vorgelagerte „Demilitarisierte Zone“ (DMZ). Eine DMZ dient als abgeschottete Pufferzone zwischen Kundennetzwerk und Cloud. Es besteht also keine direkte Verbindung der Kundenmaschine zur Cloud. Der Zugriff erfolgt vielmehr als sichere 1-zu-1-SSH-Verbindung und wird durch die integrierte Firewall feingranular auf eine IP-Adresse und einen Port begrenzt, um keine ganzen Netze zu koppeln.

Weitere SAP-Cloud-Services in Vorbereitung

Die Index-Gruppe hat sich vorgenommen, die Serviceangebote der IoT-Plattform „iX4.0“ im halbjährlichen Rhythmus zu verbessern und zu erweitern. Im nächsten Schritt sollen mehr Daten auf der Genubox zwischengespeichert und stärker vorverarbeitet werden. Bei den App-Angeboten soll die Wartungsplanung vom Condition Monitoring zum Predictive-Maintenance-Angebot weiterentwickelt werden.

„Die Vorteile der Lösung von Genua liegen in der hohen Sicherheit und Flexibilität bei einer gleichzeitig sehr einfachen Konfiguration. Beim Kunden sind keine umfangreichen Netzwerkeinstellungen erforderlich und wir können als Hersteller alle Genuboxen zentral verwalten, um beispielsweise von einer Stelle aus aktuelle Sicherheits-Updates einzuspielen“, nennt Christopher Kohl wesentliche Gründe für den Einsatz der Lösung von Genua. jbi 

Martin Ortgies ist freier Fachjournalist in Hannover.

Mit SAP ERP lassen sich auch die Product Lifecycle Costing transparent und genau kalkulieren.

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