Maschinendatenerfassung ist der Schlüssel zur Automation von Geschäftsprozessen im Unternehmen. Wie erfassen Betriebe am effizientesten Daten aus einem besonders heterogenen Maschinenpark? Mit dieser Frage hat sich Schaeffler Digital Solutions befasst und die Software-Plattform autinityDAP entwickelt. Ziel dieser Data Acquisition Platform ist es, die Datensammlung und -auswertung auf Unternehmensebene einfacher und einheitlicher zu gestalten. In kurzer Zeit lassen sich so zahlreiche unterschiedliche Maschinen konnektieren.
Grundsätzlich ist das Erfassen von Daten aus Maschinen und Sensoren nichts Neues. Neu ist aber, wie wichtig diese Daten für das gesamte Unternehmen geworden sind: Viele Bereiche sind auf Daten aus dem Shopfloor angewiesen. In der Produktion beispielsweise wird mithilfe der aufgezeichneten Daten die Produktivität der Anlagen bestimmt. Instandhalter analysieren den Zustand der Maschine. Die Nachhaltigkeitsmanager des Unternehmens berechnen mit den Maschinendaten den CO2-Fußabdruck und Datenanalysten benötigen Big Data, um Muster zu erkennen. Für Prozesstechnologen sind Echtzeitdaten aus der Maschine wichtig, um Parameter zu optimieren.
Für einen heterogenen Maschinenpark und die verschiedenen Stakeholder bedeutet dies bis heute, dass für jede Art der Datenerfassung eine Schnittstelle zur Maschine aufgebaut werden muss. Die Schnittstellen fragen teilweise die gleichen Daten ab – und das jeweils mit eigener Hardware an der Maschine. So entstehen hohe Kosten für das Onboarding, die Hardware und ein hoher Betreuungsaufwand für jede einzelne Lösung. Das erschwert die ganzheitliche Umsetzung der Digitalisierung.
Standardisierte Datenerfassung
Um die Erfassung von Daten zu vereinheitlichen, wurde autinityDAP entwickelt. Die Software stellt allen Systemen im Unternehmen die Maschinendaten standardisiert zur Verfügung – und das mit nur einem Edge-Device für alle Applikationen. Der Industrie-PC, auf dem autinityDAP läuft, lässt sich von mehreren Maschinen nutzen. Ebenso kann der IPC als virtuelle Maschine bereitgestellt werden. Für die Datenerfassung sind keine Programmierkenntnisse nötig. Die Daten können direkt in IT-Systeme oder an jegliche Message-Bus-Systeme / Datenlayer übergeben werden. Über 50 Standard-Schnittstellen zu Sensoren, Steuerungen und Feldbusprotokollen erlauben die Anbindung eines heterogenen Maschinenparks entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Durch eine integrierte zentrale Bibliothek von Messpunkten, der Central Tag Library (autinityCTL), sind hunderte Maschinen in nur kurzer Zeit konnektierbar. Die Messpunkte lassen sich standardisiert zentral verwalten und erweitern.
Die Plattform ist offen und containerbasiert, sodass sich weitere Dienste problemlos integrieren lassen. In Bezug auf die Wartung bietet das Remotemanagement alle Möglichkeiten zum schnellen Ausrollen von geänderten Konfigurationen oder Updates. Die Datenübertragung erfolgt verschlüsselt. Die zentrale Zugriffsverwaltung und die Möglichkeit für die Entkopplung des Maschinennetzwerks garantieren die Sicherheit des Systems.
Das modulare Lösungskonzept im Überblick
(1) DAP Home läuft auf gängigen Industrie-PCs und erfasst intelligent Daten. Mit mehr als 50 Konnektoren lassen sich zahlreiche Steuerungen anbinden. Unterstützt werden OPC UA, verbreitete Steuerungssysteme (z.B. von Siemens, Fanuc, Allen Bradley, Beckhoff, etc.), Enterprise Service Bus, NATS.IO, MQTT und viele weitere. Dies erlaubt auch das Nachrüsten älterer Maschinen.
(2) Auf dem DAP Server werden die angebundenen Geräte und Services, die Datenabfrage, Security-Patches und die zentralen Updates der Lösung verwaltet. Die offene containerbasierte Architektur gestattet es, dass weitere Apps (sowohl autinity-Software als auch Drittanbieter-Lösungen und Eigenentwicklungen) ebenfalls auf dem Edge ausgeführt werden können.
(3) Die zentrale Datenverwaltung (Central Tag Library – autinityCTL) sorgt dafür, dass auch Unternehmen mit weltweit verteilten Werken eine einheitliche Daten-Architektur nutzen können. Alle Daten werden standardisiert ermittelt und verfügbar gemacht, wobei unterschiedliche Sprachen für die Benennung von Datenvariablen und Use Cases Berücksichtigung finden.
Praxisbeispiel: Schaeffler Werke digitalisieren
Schaeffler betrachtet das Thema Digitalisierung ganzheitlich entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Mehr als 70 Produktionswerke sollen zu semiautonomen, digitalen und auch nachhaltigen Fabriken der Zukunft werden. Dazu ist eine klare Strategie erarbeitet worden, die einen skalierbaren Ansatz verfolgt und gleichzeitig auf Veränderungen flexibel reagieren kann. Teil dieser Strategie ist eine Messaging-Infrastruktur, also eine globale Datenautobahn innerhalb des Unternehmens. Jeder, der in seinem Werk Daten erfasst, sollte diese zur Verfügung stellen können; und jeder mit berechtigtem Interesse sollte auf diese Daten Zugriff erhalten.
Neben der Überwachung von Prozessleitsystemen und dem Condition Monitoring einzelner Maschinen kommen immer mehr Use Cases aus den Bereichen des Maschinellen Lernens und der Künstlichen Intelligenz hinzu. Benötigt wird daher eine Lösung, die Daten auch für zukünftige Use Cases zur Verfügung stellt, ohne ständig neue Industrie-PCs nachrüsten zu müssen. autinityDAP kommt derzeit in ersten Werken zum Einsatz und wird zukünftig als wichtiger Bestandteil der Digitalisierungsstrategie daran beteiligt sein, über 20.000 Maschinen unterschiedlichen Alters und von verschiedensten Herstellern zu konnektieren.
www.schaeffler-digital-solutions.de
