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#AWSChannelNews IoT in der Cloud verspricht konkreten Nutzen bei überschaubarem Risiko

| Autor: Michael Hase

Durch Implementierung von IoT-Lösungen verbessern fertigende Unternehmen die Auslastung ihrer Maschinen und sichern ihre Produktivität. Nutzen sie Cloud-Technologien für ihre IoT-Szenarien, lassen sich die Investitionen begrenzen.

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Bei IoT-Szenarien liegt die Nutzung der Cloud aus technologischen und wirtschaftlichen Gründen oft nahe.
Bei IoT-Szenarien liegt die Nutzung der Cloud aus technologischen und wirtschaftlichen Gründen oft nahe.
(Bild: www.siemens.com/press)

Das Internet of Things (IoT) wird die industrielle Fertigung in den kommenden Jahren grundlegend verändern. Daran zweifelt in der Branche kaum jemand – ebenso wenig wie am Nutzen, den produzierende Unternehmen aus der umfassenden Vernetzung von Anlagen, der Analyse von Maschinendaten mittels KI, der Erzeugung digitaler Zwillinge oder der smarten Steuerung von Systemen ziehen. Dass sich diese Konzepte in der Industrie durchsetzen und zum Differenzierungsfaktor im Markt entwickeln werden, erwarten laut einer globalen Umfrage von Harvard Business Review (HBR) drei von vier Unternehmen. Zugleich macht die Studie aber deutlich, dass 45 Prozent der befragten Entscheider noch nicht genau wissen, wie sie bei solchen Digitalisierungsprojekten vorgehen sollen.

Unklarheit herrscht auch darüber, in welchem Verhältnis der Nutzen von Industrial IoT zu den Kosten steht. So sind 90 Prozent der Unternehmen nicht in der Lage, den Return on Investment (ROI) ihrer Initiativen zu ermitteln. Herausforderungen sehen die Teilnehmer der HBR-Studie zudem darin, wie sich die neuen Konzepte auf Mitarbeiter und Prozesse sowie auf die Sicherheit auswirken. Generell ist das Thema aber auch deshalb für viele schwer greifbar, weil IoT-Lösungen komplex sind und Komponenten aus IT und klassischer Maschinensteuerung, der so genannten Operational Technology (OT), miteinander verbinden. Umso hilfreicher sind bereits realisierte Anwendungsszenarien, die konkret zeigen, wie der Einstieg in das Zukunftsthema gelingen kann. Zudem deuten die Beispiele des Messgerätewerks Berlin von ­Siemens und des Beschlägeherstellers Häfele aus Nagold darauf hin, dass sich Ausgaben für IoT-Projekte durch die Nutzung von Ressourcen aus der Cloud begrenzen lassen.

Das Meßgerätewerk Berlin von Siemens nutzt AWS-Ressourcen, um Live-Daten aus der Produktion und Auftragsdaten permanent abzugleichen.
Das Meßgerätewerk Berlin von Siemens nutzt AWS-Ressourcen, um Live-Daten aus der Produktion und Auftragsdaten permanent abzugleichen.
(Bild: Siemens)

Siemens steuert Materialfluss

Das Siemens-Messgerätewerk steht, wie viele Produktionsbetriebe, unter beständigem Druck, die jährlichen Profitabilitäts- und Effizienzziele zu erreichen. Um trotz komplexer Lieferketten ein hohes Produktivitätsniveau aufrechtzuerhalten, sollte die Materialversorgung besser auf die dynamischen Anforderungen und vielfältigen Produktionsvarianten abgestimmt werden. Dazu führte die Konzerneinheit Siemens Advanta, spezialisiert auf IoT-Integration und Digitale Transformation, bei dem Messgerätewerk die Software Advanced Flow (AdvFlow) ein. Mit der Lösung sollten die Berliner maßgebliche Verbesserungen bei niedrigem Investment erreichen. Das AdvFlow-Modul Live Scheduling vergleicht Auftragsdaten mit Live-Daten der Produktion, um beispielsweise den Einsatz von Ressourcen zu reduzieren oder die Produktionsleistung zu erhöhen. Für die komplexen Berechnungen nutzt AdvFlow skalierbare Rechenkapazitäten in der AWS-Cloud. Zuvor werden die Produktionsdaten in IoT Greengrass, einer Lösung, die AWS-Funktionen auf Edge-Geräten bereitstellt, nahe ihrer Entstehung vorverarbeitet.

AdvFlow verwendet einen digitalen Zwilling der Anlage und nutzt KI, um das bestmögliche Ergebnis zu ermitteln. So kann die Produktionsreihenfolge auf Basis aktueller Gegebenheiten, wie etwa der Ressourcenverfügbarkeit, beeinflusst werden, um so die Produktivität auch über mehrere Produktionslinien zu steigern. Die Ergebnisse werden anschließend in die bestehende IT- und OT-Landschaft überführt, ohne dass physische Veränderungen an der Anlage erforderlich werden. AdvFlow unterstützt auch beim Production Engineering. Mit Hilfe des ­digitalen Zwillings simuliert das System verschiedene Fertigungsalternativen, um das optimale Setup für Werke zu finden. Gerade bei Produkten mit großer Variantenvielfalt bietet die Software die notwendige Entscheidungshilfe, indem Produktionsstaus, Engpässe und Störungen in Dashboards visualisiert werden.

Retrofitting bei Häfele

Häfele hat ebenfalls ein IoT-Szenario mit Hilfe von Cloud-Technologien realisiert, ohne dafür in neues Equipment investieren zu müssen. Die Präzision einer 18 Jahre ­alten Abkantmaschine ließ mit der Zeit nach, weshalb sie häufig nachjustiert werden musste und es zu Ausfällen kam. Um die Ursachen für die Störungen zu ermitteln, wollte der Hersteller umfangreiche Daten zur Nutzung und zum Zustand der Maschine erfassen. Dafür bot sie allerdings keine Schnittstellen. Deswegen entschied man sich bei Häfele für ein so genanntes Retrofitting – eine Nachrüstung, mit der ­ältere Maschinen IoT-fähig gemacht werden, ohne dabei in deren Steuerung einzugreifen. SIC! Software, ein auf IoT spezialisierter Software-Anbieter, baute fünf Sensoren in die Abkantmaschine ein. Sie erfassen Daten zu verarbeiteten Stückzahlen, zur Umgebungstemperatur und zum Stand von Hydrauliköl, die gebündelt an die Modular Industry Computing Architecture (MICA) des Industriespezialisten Harting übertragen werden. Dabei handelt es sich um ein Edge-Computing-System, das die Daten mit Hilfe von Algorithmen vorverarbeitet. Von dort gelangen sie über IoT Greengrass in die AWS-Zone Frankfurt, wo sie ausgewertet werden.

Der Beschlägehersteller Häfele aus Nagold erfasst Funktions- und Auslastungsdaten einer Abkantmaschine und analysiert sie in der AWS-Cloud.
Der Beschlägehersteller Häfele aus Nagold erfasst Funktions- und Auslastungsdaten einer Abkantmaschine und analysiert sie in der AWS-Cloud.
(Bild: Häfele)

SIC! Software hat die Installation der Sensoren und des Edge Gateways innerhalb eines halben Tages umgesetzt, ohne dass ein Eingriff in die IT-Infrastruktur von Häfele notwendig gewesen wäre. Neben den Live-Daten sendet der Software-Anbieter seinem Kunden monatlich eine Übersicht über Störungen, die gesamte Einsatzzeit der Maschine und die Abweichungen vom Einsatzplan. Anhand der Daten erhält der Beschlägehersteller verlässliche Zahlen zur Gesamtanlageneffektivität, mit deren Hilfe er die Auslastung der Maschine verbessern kann. Zudem versetzt die Lösung Häfele in die Lage, eine auf Daten basierende Entscheidung über die Investition in neues Equipment zu treffen.

Potenzial für Partner

Beide Beispiele zeigen, dass IoT in der Cloud keine Zukunftsmusik ist, sondern bereits heute reale Probleme löst. Da sich Dienste von AWS ohne große Anfangsinvestitionen und nach Bedarf nutzen lassen, können Unternehmen mit überschaubarem Risiko experimentieren und neue Konzepte schnell einführen. Darin liegt zugleich Potenzial für Partner. Neben der ­Integration von Sensorik und Edge-Geräten in Produktionshallen gewinnt zudem die Verarbeitung von IoT-Daten in der Cloud an Bedeutung. AWS stellt daher umfangreiche Ausbildungsangebote zu Industrielösungen ebenso wie zu Data Analytics bereit, mit denen der Cloud Provider seine Partner bei der Weiterentwicklung ihrer Fähigkeiten unterstützt.

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Über den Autor

 Michael Hase

Michael Hase

Chefreporter