Industrie 4.0 und IoT: Plattformen für mehr Produktivität und Maschineneffizienz

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Industrie 4.0 und das Internet der Dinge (IoT) bestimmen die zukünftige Tagesordnung der Industrie. Die Zusammenführung von Komponenten, Anlagen, Maschinen und Fabriken in ein globales digitales Netzwerk hat bereits begonnen und wird immer intelligenter. Bonfiglioli bietet seinen Kunden maßgeschneiderte IoT-Plattformen, die mehr Produktivität und Maschineneffizienz ermöglichen sollen. › von Thomas Herold

• Industrie 4.0 und das Internet der Dinge (IoT) bestimmen die Zukunft der Industrie.

• Die Zusammenführung von Komponenten, Anlagen, Maschinen und Fabriken in ein globales digitales Netzwerk hat bereits begonnen

• Bonfiglioli bietet seinen Kunden maßgeschneiderte IoT-Plattformen, die mehr Produktivität und Maschineneffizienz ermöglichen

Das Angebot des italienischen Antriebsspezialisten Bonfiglioli fokussiert sich zunehmend auf Systemlösungen und nicht mehr rein auf den Verkauf von einzelnen Komponenten aus dem Katalog“, betont Adriano Chinello, Global R&D and Marketing Director – Mechtronic & Motion Systems bei Bonfiglioli. „Unser Anbieter-Know-how und die Anwendungskompetenz im Bereich der Bewegungssteuerung ermöglichen es, Kunden eine optimale Lösung anbieten zu können“, fährt Chinello fort. Bonfiglioli zeigt diesen Ansatz auch auf vielen Messen im In- und Ausland und präsentiert dort Beispiele von Komplettantriebslösungen für Maschinen und Anlagen, zum Beispiel zur Palettierung und zur Bestückung von automatisierten Lagern. Damit unterstreicht Bonfiglioli seine Kompetenz bei kompletten und kundenindividuellen ­Lösungen.

Industrie 4.0, IoT und Energieübertragung

Zusätzlich zum mechatronischen System, das die Übertragung, Realisierung und Steuerung der Maschinenbewegung ausführt, vereint die SPS all das, was die Welt von Industrie 4.0 bietet. Genauer gesagt mit Software-Plattformen, die dazu dienen, nützliche Informationen von den Geräten abzurufen. Dies erfolgt auf verschiedenen Ebenen. Die erste ist die „On the Edge“-Ebene, die direkt mit dem Gerät in Kontakt steht. Sie kommt bei lokalen Steuerfunktionen zum Einsatz, beispielsweise bei der Vibrationsunterdrückung bei einem Umrichter oder bei einer vorbeugenden Wartung (Überwachung des Zustands der Lüftungsklappen eines Motors oder der verbleibenden Betriebsdauer der elektrolytischen Kondensatoren eines Umrichters).

Das Implementieren von Funktionen auf dieser Ebene kann einen unnötigen Datenaustausch nach außen vermeiden. Die auf der Edge-Ebene verarbeiteten Daten können entweder direkt von der Antriebselektronik kommen oder von externen Sensoren. Auf jeden Fall lassen sich die Daten anschließend verarbeiten und via Gateway – zur Steuerung der höheren Ebene –nach außen senden, zum Beispiel für Verarbeitungsstatistiken und für die Diagnoseüberwachung.

Die Nutzung dieser lokalen Verarbeitungsebene, die überwiegend im Umrichter oder im Servo-Antrieb erfolgt, bringt viele Vorteile, zum Beispiel die Entlastung des Computers bei der Steuerung der höheren Ebene (Steuerungssystem auf Bus-, Anlagen- oder Cloud-Ebene) oder ein höheres Sicherheitsniveau für die Steuerung der Cloud. Dabei kommt ein Kommunikationskanal zum Einsatz, der unabhängig vom Steuerungssystem der Maschine und vom lokalen IT-Netzwerk arbeitet.

Industrie 4.0 und IoT: Gateway als Mittel zur Kommunikation nach außen

Dort, wo eine Einrichtung einer Geräte-Fernsteuerung erforderlich ist, gibt es sowohl die klassische Lösung über digitale Feldbus-Protokolle, die auf den Bonfiglioli-Umrichtern vorhanden sind, als auch eine neue Lösung mit einem Gateway. Dies macht unabhängig von der IT-Infrastruktur der Maschine/Anlage. Der Datenaustausch mit dem externen Steuerungssystem erfolgt also über einen eigenen Kanal, der über eine Schnittstelle zu dem Maschinen-/Anlagensystem verfügt und keine Adaption erfordert. Dies ist besonders im Bereich des Retrofittings nützlich oder dort, wo der Kunde die Überwachung erweitern und die Steuerung der Maschine anpassen muss, zum Beispiel infolge von neuen, mit dem Kunden abgeschlossenen Wartungsverträgen, die weitere Daten zum Betriebsstatus der Maschine erfordern. In diesem Fall ermöglicht das Kommunikationspaket mittels Gateway einen unterbrechungsfreien Betrieb der Maschine, wobei dieses aber die erforderlichen Zusatzdaten zur Verfügung stellt, die direkt auf der Ebene der Komponente erzeugt werden. Es handelt sich dabei um eine höhere Kommunikationsebene zwischen der Komponente und der Außenwelt, die dadurch zu einer effektiven Cloud-Lösung wird. 

Dashboard und IoT nach Maß

„Der Einsatz der Gateway-Kommunikation zwischen Maschinen und der Cloud ermöglicht es auch, dass wir unseren Kunden einen Dashboard-Zugang anbieten können“, erklärt Adriano Chinello. Hierbei handelt es sich um webgesteuerte und online über den Browser zugängliche Überwachungspaneele. Dank der Gateway-Verbindung zu den Maschinen werden verschiedene Funktionen wie Zustandsüberwachung, Predictive Maintenance, Energieüberwachung und Diagnostik in Echtzeit sowie eine mittel- und langfristige Prozesssteuerung zur Verfügung gestellt. Bonfiglioli unterstützt seine Kunden bei der Personalisierung und Einrichtung der Software-Schnittstellen.

„Zusätzlich zur Unterstützung, die während der Ausarbeitung und Ermittlung der Lösung und somit bei der Auswahl des entsprechenden Produkts angeboten wird, liefert Bonfiglioli auch im IoT-Bereich eine „maßgeschneiderte“ Serviceleistung, die den IT-Anforderungen unserer Kunden entspricht“, ergänzt Chinello.

Die Zusammenarbeit mit dem Kunden kann entsprechend dem Zugang, den der Kunde zur IoT-Welt hat, auf sehr unterschiedliche Weise erfolgen. Insbesondere gibt es Kunden – überwiegend größere und gut strukturierte Maschinenhersteller – welche die Steuerungslösungen von Bonfiglioli in eigene IoT-Plattformen integrieren wollen. Dabei stehen hauptsächlich smarte Komponenten mit hohem digitalem Kompatibilitätsgrad im Vordergrund. Andere Kunden hingegen bevorzugen eine ganzheitliche Zusammenarbeit mit einem Partner wie Bonfiglioli, der eine starke vertikale Integration in die technischen Kompetenzen von Produkt und System anvisiert.

Transparente Verwaltung der gewonnen Daten

Der Antriebstechnikanbieter aus Italien vereinbart dabei mit seinen Kunden einen optimalen Modus für die Verwaltung der gewonnen Daten und deren Vertraulichkeit und nutzt diese gemeinsam mit dem Kunden für fortlaufende Verbesserungen der industriellen Verfahren und der eigenen Komponenten. Bonfiglioli entwickelt dabei die Algorithmen und die Zustandsüberwachungsmodelle. Zukünftig will man auch auf künstliche Intelligenz setzen. 

Ein Beispiel für die Vorteile, die sich mittels Dashboard-Lösungen erreichen lassen, sind die Wartung der Komponenten von Steuerungsketten sowie die Überwachung der Produktivität und Maschineneffizienz hinsichtlich Verpackung oder automatisierten Lagern. In diesen Bereichen konnte Bonfiglioli bereits vielschichtige Erfahrungen erlangen. Das Sammeln aller Informationen zum Betriebsstatus der Maschine für das Dashboard sorgt für mehr Überblick. Gerade auch in Bezug auf die internen Richtlinien des Kunden, insbesondere hinsichtlich der Kritikalität der vorbeugenden Wartungseingriffe. Mit der „maßgeschneiderten“ Serviceleistung, die Daten, Algorithmen und Dashboards entsprechend der spezifischen Anforderungen personalisiert, möchte Bonfiglioli höchste Kundenzufriedenheit auch im IoT-Bereich erreichen.  RT ‹

Thomas Herold arbeitet in einem PR-Büro ­in Ubstadt-Weiher.

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