In der Fertigung können selbst kleinste Unterbrechungen spürbare Konsequenzen im laufenden Betrieb verursachen. Meist lässt sich der geplante Warenausstoß nicht einhalten oder es ist ein finanzieller Verlust zu befürchten. Eine Ansatzweise, die Produktion effizienter zu steuern, ist der Einsatz von intelligenten Produktionsmitteln und ihre Einbindung in das IIoT.

Doch welche Faktoren sind bei der Einführung von IIoT (Industrial Internet of Things) zu berücksichtigen? Daten fallen in der Herstellung an verschiedenen Stellen an. Einzelne Produktionsschritte können massiv Daten erzeugen und das an verschiedenen Stellen. Da bei der Ausgestaltung eines kompletten Prozesses Lösungen verschiedener Hersteller Bedeutung haben, sollten diese Systeme unter einem einheitlichen Management erfolgen. Hier befinden sich die Informationen in unterschiedlichen Pools und Datenbanken. Durch die Menge an Daten und ihre unterschiedlichen Formate und Speicherorte werden Entscheidungen immer komplexer, da bei der Auswertung eine immer größere Anzahl an Einflussfaktoren zu berücksichtigen ist.

Bei der Datenerfassung gibt es zwei unterschiedliche Aspekte. Hersteller sehen sie ganzheitlich. Die Produktion eines Guts wird in ihrer Gesamtheit betrachtet und die einzelnen Schritte aufeinander abgestimmt. Anbieter der für die einzelnen Schritte verantwortlichen Maschinen haben eine detaillierte Sichtweise und bieten eigene Lösungen für die Weiterverarbeitung der Daten an. Aber wichtiger ist, dass man zum Beispiel eine Gesamtsicht auf die komplette Fertigungsstraße mit verschiedenen Herstellern hat.

Diese zwei Aspekte können sich in einigen Fällen widersprechen. Auch sorgen unterschiedliche Service-Verträge für ein in der Produktion uneinheitliches Bild.

Statusmeldungen der jeweiligen Maschinen können bei der Instandhaltung das Budget entlasten. Dadurch lässt sich eine Maschine noch Bedarf warten und nicht mehr innerhalb eines vorher definierten Zyklus. Diese Rückmeldungen müssen jedoch in ein Gesamtbild passen. Oft initiiert der Anbieter der Produktionsmaschine den Wartungsvorgang. Falls viele dieser Anbieter vorhanden sind, wirft das im laufenden Prozess Probleme auf. Es sollte daher geklärt sein, in wessen Verantwortlichkeit – ob des Produzenten oder des Anbieters der Maschine – die Statusdaten der Maschinen sind.

Eine weitere Frage bei der Konzeption eines IoT-Produktionsprozesses ist die Datenanbindung. Bei entsprechend vielen Geräten kann es bei einem großen Datenvolumen zu Engpässen in der Übertragungskapazität kommen. Viele Anbieter von Produktionsmaschinen – etwa Robotern – nutzen eigene Cloud-Systeme. Doch nicht alle Daten müssen tatsächlich weitergeleitet werden. Bei Nutzung eines Management-Systems lassen sich die relevanten Daten filtern und teilweise vor Ort weiterverarbeiten und anschließend für Entscheidungen nutzen. Einen Ansatz könnte hier Fog Computing darstellen.

Das hybride Model fasst die Clouds der einzelnen Anbieter mit den lokalen Ressourcen zusammen. Beim Fog Computing sendet die Lösung die Daten nicht in eine Cloud, sondern verarbeitet diese auf einer Cloud-ähnlichen Struktur am Rand des Netzwerks. Dies hat wesentlich geringere Bandbreitenanforderungen und Latenzzeiten zur Folge. Durch Sensoren erhobene Daten lassen sich nun direkt an dem Ort verarbeiten, wo sie auch anfallen. Im Zusammenhang mit Fog Computing fällt auch oft der Begriff Edge Computing. Diese Konzepte sind sich ähnlich, allerdings mit einem entscheidenden Unterschied: Bei Fog Computing befindet sich die Verarbeitung im lokalen Netzwerk und erfolgt in einem Fog-Rechner oder einem IIoT-Gateway. Seine Funktion liegt darin, lokal erhobene Daten, beispielsweise durch Sensoren, für die Verarbeitung zu analysieren, aufzubereiten und an eine Cloud weiterzusenden. Bei Edge Analytics hingegen ist ein Edge-Knoten oder eine Appliance direkt in den Produktionsmaschinen integriert.

Sicherheit durch Management

Eine der Schlüsselfragen bei der Einführung von IoT in der Fertigung ist die nach der Sicherheit der Daten und Produktionsanlagen. Ein Eingriff in produktionsrelevante Daten, etwa im Rahmen eines Cyberangriffs, kann den Fertigungsprozess empfindlich stören. Bei ausfallenden oder nicht im Rahmen ihrer vorgegebenen Parameter arbeitenden Maschinen kann wortwörtlich das Fließband stehen bleiben. Bei der Einführung von IIoT sollte der Produktionsbetrieb bei der Wahl der Management-Plattform diesen Aspekt besonders würdigen. Auch dabei gilt: Je größer die Anzahl der Hersteller mit eigenen Lösungsansätzen ist, umso mehr einzelne Sicherheitsrisiken gibt es, um diese anzubinden. Um die Unternehmensrichtlinien fehlerfrei zu implementieren, sind eine durchgängige Betrachtung und das richtige Werkzeug erforderlich.

Insgesamt ist die Einführung von IoT in der Fertigung ohne ein koordinierendes System kaum vorstellbar und mit vielen Risiken verbunden. Die Abläufe werden immer komplexer – Grund genug, sich beizeiten über ein IIoT-Management Gedanken zu machen.

Homan Behrouzi ist Sales and Business Development Manager im IoT-Bereich bei Cisco, www.cisco.de.