InnovationsForum Automation 2017: Bosch Rexroth Transparenz ohne Risiko

Redakteur: Silvano Böni

Allein in Deutschland gibt es schätzungsweise mehrere zehn Millionen funktionsfähige Maschinen ohne Industrie-4.0-Anbindung. Fehlende Sensorik, Software und IT-Anbindung verhindern eine vernetzte Fertigung. Produktionsprozesse können nicht überwacht werden, der Ausfall einzelner Komponenten ist nicht vorhersehbar.

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Das IoT-Gateway sammelt Daten aus unterschiedlichsten Quellen und überträgt sie an Analyse- und Auswertungslösungen – in diesem Fall an den Production Performance Manager von Bosch Software Innovations.
Das IoT-Gateway sammelt Daten aus unterschiedlichsten Quellen und überträgt sie an Analyse- und Auswertungslösungen – in diesem Fall an den Production Performance Manager von Bosch Software Innovations.
(Bild: Bosch Rexroth AG)

Ein ebenso pragmatischer wie schnell umsetzbarer Weg, um Prozesse und Maschinen­status ohne Eingriff in die bestehende Automation zu überwachen, die Wartung zustandsbasiert abzubilden und andere digitale Massnahmen für kontinuierliche (Prozess-)Verbesserungen einzuleiten, bietet das IoT-Gateway von Bosch Rexroth. Die auf einer schaltschrank­fähigen Industrie-Hardware installierte Softwareplattform ist in der Lage, unterschiedlichste Steuerungs- und Sensordaten unabhängig von der bestehenden Automatisierung zu sammeln und zur Analyse und Aggregation an übergeordnete IT-­Systeme weiterzuleiten.

Universeller Ansatz

Zur Weiterleitung der erfassten Sensor- und Steuerungsdaten bieten sich verschiedene Konnektoren und offene Kommunikationsstandards wie OPC UA an. Mögliche Ziele des Datentransports können einerseits grosse Cloud-Plattformen wie Bosch IoT Cloud, Microsoft Azure, Oracle IoT Cloud oder Predix von GE Digital sein, andererseits auch On-Premises-Lösungen wie der Production Performance Manager (PPM) von Bosch Software Innovations oder der Data Analytics Server (DAS) von Bosch Rexroth. Letzterer ist zukünftig auch mit integrierter IoT-Gateway-Software erhältlich. Auf diese Weise lassen sich einerseits Prozess- und Maschinendaten direkt zur Analyse in den DAS einlesen. Anderseits kann das IoT-Gateway mittels DAS analysierte Daten direkt in die Cloud streamen.

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Sensor- und Steuerungsdaten erfassen

Für eine möglichst umfassende Konnektivität in Richtung Maschinenebene sollte ein IoT-Gateway alle Arten von Industriesensorik unterstützen – analog und digital, kabelgebunden oder drahtlos. Über moderne Protokolle wie USB, Wi-Fi oder Bluetooth LE lassen sich so unter anderem auch multifunk­tio­nale Sensoren wie Bosch XDK oder CISS anschlies­sen. Zur weiterführenden Datenerfassung umfasst die Konnektivität auch das Auslesen von Daten aus Third-Party-Steuerungen, etwa von Siemens, Rockwell oder Beckhoff. Weitere Anbindungsmöglichkeiten eröffnen der i4.0-Standard OPC UA und dessen Vorgängerprotokoll OPC DA.

Modulares Softwarekonzept

Ein modulares Softwarekonzept auf Basis von Linux und Java trägt massgeblich zum breiten Einsatzspektrum des IoT-Gateway bei. Ein breites App-Angebot verkürzt die Implementierung typischer Use-Cases. Über ein Software Development Kit (SDK) können Java-Entwickler bei Bedarf eigene Apps für spezifische Szenarien hinzufügen, etwa um Daten an bestimmte Cloud-Services weiterzuleiten. Mittels eines zentralen Update-Mechanismus auf Grundlage des OSGi-Framework (Open Services Gateway initiative) lässt sich das IoT-Gateway einschliesslich Apps remote managen.

Parametrieren statt programmieren

Unter der Prämisse einer effizienten Einrichtung, Bedienung und Inbetriebnahme ist die Benutzeroberfläche des IoT-Gateway web-basiert und geräte­unabhängig gestaltet. Die Konfiguration über die Dashboard-App erfolgt ohne Programmierarbeit in drei logischen Schritten: Zunächst definiert der Anwender über vorinstallierte Device-Apps die Eingangsmodule. Anschliessend legt er per Processing-App fest, wie die nun erfassten Daten vorverarbeitet oder angereichert werden sollen. Den Transfer an die überlagerten IT-Systeme regeln die Provider-Apps. Dank der simplen Parametrierung dauert ein einfacher Konfigurationsvorgang nur wenige Minuten.

Ist auch das nachfolgende Analysesystem eingerichtet, können Maschinenbauer, Anwender und Service-Anbieter regel- und webbasiert über das Monitoring hinaus geeignete Aktionen und Massnahmen einleiten.

Schneller Einstieg mit Know-how-Transfer

Im Hinblick auf eine rasche Durchführung eigener Pilotprojekte bieten erfahrene Anbieter ergänzend zum IoT-Gateway auch das nötige Methodenwissen an. Ein solcher Know-how-Transfer kann von der Auswahl und Definition eines konkreten Use-Cases über begleitenden Software-Support bis hin zu einem abschliessenden Anwendertraining reichen. Ziel der Massnahme ist es, den vorbereiteten Use-Case innerhalb weniger Monate auf weitere Maschinen oder ganze Linien ausdehnen zu können. SMM

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