Wenn deutsche Industrieunternehmen neue Geschäftsmodelle entwickeln und ihren Betrieb effizienter gestalten wollen, spielen das industrielle Internet der Dinge (IIoT) und die unterschiedlichsten Daten eine zentrale Rolle. Warum die Anforderungen dafür so komplex sind, erklärt nachfolgend Tobias Thelemann, Produktmanager für mechanische Bauelemente und Automatisierungstechnik bei Reichelt Elektronik. Dabei geht er auch auf die Schlüsselrolle der Sensoren ein und zeigt, dass oftmals empfindliche Sensoren benötigt werden, da schon eine geringe Ungenauigkeit der Messdaten weitreichende Konsequenzen für die Unternehmen haben könnte.
Sensorik in der Industrie 4.0
Das Investieren in IIoT-Systeme eröffnet Unternehmen unterschiedlichster Branchen große Wachstumschancen, da die intelligente Vernetzung von Maschinen und Geräten die Effizienz und Wettbewerbsfähigkeit steigert. Um zu sehen, wo Kosten eingespart und Produktionsprozesse optimiert werden können, müssen verschiedene Daten gesammelt und analysiert werden. Dafür werden Maschinen mit Sensoren und Messaufnehmern ausgestattet, die diese Daten generieren. Die Sensoren liefern den darüber liegenden Systemen Informationen über physikalische Kenngrößen und Anlagenzustände als Entscheidungsgrundlage für Steuerung und Regelung sowie Anlagenbetrieb und Instandhaltung.
Wie wettbewerbsfähig bleiben?
Jede Ungenauigkeit in der Auswertung kann für Unternehmen ernsthafte Folgen wie wirtschaftliche Einbußen haben. Um wettbewerbsfähig zu bleiben ist es deshalb wichtig, dass auch bestehende Anlagen mittels Sensorik zu reichhaltigen Informationsquellen ausgebaut werden. Nur so können Maschinenzustände und deren Leistungsfähigkeit lückenlos überwacht und überprüft werden.
Verbindung entscheidet
Entscheidend für die Eignung von Sensoren zum Aufbau von IIoT-Systemen sind deren Schnittstellen zu übergeordneten Systemen. In manchen Fällen ist es sinnvoll, Sensoren an den bestehenden Steuerungssystemen vorbei direkt mit der IT kommunizieren zu lassen. Dafür soll unter anderem auch der kommende Mobilfunkstandard 5G genutzt werden.
Selbst in anspruchsvollen IIoT-Projekten werden die meisten Sensoren jedoch nicht direkt mit den obersten Schichten der Lösung verbunden, die im Rechenzentrum oder in der Cloud arbeiten. Ihre Daten und Signale sind auch für lokale Steuerungs-, Regelungs- und Visualisierungssysteme relevant. Zudem lässt sich durch das Zwischenschalten einer Ebene mit Steuerungen oder Edge Computern die Menge der zu transportierenden und in darüberliegenden Systemen zu verarbeitenden Daten reduzieren. Das bringt ein erhebliches Einsparungspotenzial.
Sicherheit für die generierten Daten
Neben den vielen Chancen birgt die Implementierung von IIoT-Lösungen gleichzeitig viele Herausforderungen. Viele Unternehmen kämpfen noch mit Schwierigkeiten bei der Umsetzung. Dabei spielen Bedenken in Bezug auf Daten- und Netzwerksicherheit eine nicht unwesentliche Rolle. Denn IIoT lebt von der Generierung, Sammlung und Analyse von Daten. Doch wo sollen diese Daten gespeichert werden? Etablierte Cloud-Anbieter versichern, dass Daten in der Cloud nicht verloren gehen oder unbrauchbar werden.
Die Krux mit dem Patriot Act
Allerdings sind diese Unternehmen überwiegend in den USA beheimatet und unterliegen der dortigen Rechtsprechung. Besonders abschreckend wirkt auf europäische Unternehmen der Patriot Act. Er verpflichtet Unternehmen dazu, auf Anforderung sämtliche Daten an die US-amerikanischen Bundesbehörden auszuliefern.
Deshalb setzen viele deutsche Unternehmen auf Private Clouds, die sie in ihren eigenen Rechenzentren oder denen regionaler Lösungsanbieter betreiben. Eine häufig geübte Praxis zur Erhöhung der Datensicherheit ist die weitgehende Vorverarbeitung der Daten am Standort. Sollte eine Sicherheitslücke bestehen, sind die Meta-Daten lokal gespeichert und die anderen Daten für den unehrlichen „Finder“ wertlos.
Vieles ist bereits erfolgreich vernetzt
Es ist eindeutig, dass es für viele Unternehmen noch eine Herausforderung darstellt, IIoT umzusetzen. Betriebe, die ihre Anlagen IIoT-fit machen möchten, müssen bestehende Netzwerkarchitekturen mit kompatiblen Komponenten, Baugruppen und Geräten aufrüsten. Dazu benötigen sie neben der passenden Netzwerktechnik samt Firewalls auch die zusätzlichen Sensoren einschließlich der gegebenenfalls benötigten Cloudanbindungen.
Eine von Reichelt Elektronik in Auftrag gegebene Umfrage zeigt jedoch, dass diese Hürden überwindbar sind. In der im Januar 2020 durchgeführten Studie geben rund 70 % der Tech-Entscheider an, dass ihre Firma bereits Maschinen und Geräte untereinander und mit dem Internet vernetzt. Des Weiteren geben Unternehmen, die bereits IIoT-Systeme implementiert haben an, dass sie mit den Ergebnissen der Transformation grundsätzlich zufrieden sind.
Bereitschaft zur Investition in IIoT
Die Zufriedenheit der Unternehmen schlägt sich auch in der Bereitschaft nieder, weiter in die Technologie zu investieren. Eine neue Umfrage von Reichelt aus dem September diesen Jahres belegt, dass trotz Corona 72 % der Unternehmen im Industriesektor mehr investieren als im letzten Jahr. Ein wesentlicher Anteil dieses Budgets fließt in Komponenten zur Automatisierung (z.B. Steuerungen und Sensoren) und in die Netzwerktechnologie.
Wie investiert die Industrie in der Corona-Krise?
An dieser Stelle wird deutlich, dass Firmen ohne IIoT-Systeme langfristig den technisch fortschrittlicheren Konkurrenten unterliegen werden. Denn durch die Technologie erschließen sich für Unternehmen neue Geschäftsfelder oder Märkte und die Qualität der Produkte nimmt zu.
