Edge-Computing ist der Schlüssel zur IT/OT-Integration

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Die digitale Transformation der Industrie hat der Verbindung der operativen Betriebsebene mit der übergeordneten Informationstechnologie der Unternehmensebene neuen Schwung verliehen. Um das Potenzial der Digitalisierung voll auszuschöpfen, bedarf es jedoch mehr als nur einer Netzwerkverbindung zwischen diesen beiden Ebenen. Das Zauberwort heißt Edge Computing. Denn in dieser intelligenten Zwischenebene werden relevante Geschäftsprozesse verbunden.

Industrie 4.0

Die MELIPC Edge-Computing-Lösung von Mitsubishi Electric ist in der Lage, verbesserte Produktionseffizienzen zu realisieren
Die MELIPC Edge-Computing-Lösung von Mitsubishi Electric ist in der Lage, verbesserte Produktionseffizienzen zu realisieren
Christian Nomine, Strategic Product Manager Visualisation, Mitsubishi Electric Europe B.V
Christian Nomine, Strategic Product Manager Visualisation, Mitsubishi Electric Europe B.V

Ziel der digi­talen Trans­for­ma­tion ist es, eine Grund­lage zu schaf­fen, um die Pro­duk­ti­vi­tät zu stei­gern, die Pro­dukt­qua­li­tät zu er­hö­hen, die An­la­gen­ver­füg­bar­keit zu op­ti­mie­ren und die An­la­gen­aus­las­tung zu ma­xi­mie­ren. Dies al­les mit dem Ziel, der Kun­den­nach­frage idealer­weise in Echt­zeit ge­recht zu wer­den. Die Ba­sis bil­den im­mer mehr netz­werk­fä­hige Kom­po­nen­ten auf der Be­triebs­ebe­ne, die da­mit Teil des in­dus­t­riel­len In­ter­nets der Din­ge (In­dus­t­rial Inter­net of Things, IIoT) wer­den. 

Aber Da­ten sind Da­ten. Warum soll­te eine di­rek­te ver­ti­ka­le Ver­bin­dung zwi­schen der Pro­duk­tion und den über­ge­ord­ne­ten Ge­schäfts­sys­te­men nicht aus­rei­chen, um das Ziel der oben be­schrie­be­nen digi­ta­len Trans­for­ma­tion zu er­rei­chen? Die Ant­wort liegt in der Art und Wei­se, wie sich die Platt­for­men der In­for­ma­tions­tech­no­lo­gie (IT) und der Be­triebs­tech­nik (OT) ent­wickelt ha­ben, um mit ver­schie­de­nen Ar­ten von Da­ten mit un­ter­schied­li­chen Ver­ar­bei­tungs­an­for­de­run­gen um­zu­ge­hen. Die OT-Welt ar­bei­tet heu­te in Echt­zeit mit Pro­zess­ge­schwin­dig­kei­ten von Se­kun­den oder weni­ger. Die IT-Welt da­ge­gen ar­bei­tet mit viel län­ge­ren Ab­tast­zei­ten, von Mi­nu­ten bis Stun­den oder län­ger. 

Hin­ter dem Mo­dell von In­dus­t­rie 4.0 steht die Not­wen­dig­keit, dass die OT- und IT-Räu­me je­weils die Da­ten nut­zen, die der an­de­re be­reit­stel­len kann. Aber sie sind nicht da­für kon­zi­piert, die vom an­de­ren er­hal­te­nen Da­ten in ei­ner Art und Wei­se oder in ei­nem Zeit­rah­men zu über­setzen und zu inter­pre­tieren, die ei­nen direk­ten Ein­fluss auf die Be­triebs­ab­läufe im Werk in Echt­zeit ha­ben kön­nen. Im Zuge der fort­schrei­tenden digi­talen Trans­forma­tion ist das Ergeb­nis der direk­ten IT/OT-Inte­gra­tion oft ein­fach nur die Liefe­rung gro­ßer Men­gen ungefil­terter Da­ten statt der er­forder­lichen rele­vanten Infor­matio­nen, die für ech­te betrieb­liche Verbes­serun­gen erfor­der­lich sind.

Einige haben ar­gu­men­tiert, dass die Cloud viel­leicht eine Umge­bung für die Verwal­tung die­ser gro­ßen Daten­mengen bie­ten kön­nte, in­dem sie eine Platt­form für effi­ziente Daten­aggre­gation, Filte­rung und Ana­lyse bie­tet. Und sicher­lich können Proto­kolle wie OPC UA eine direk­te Verbin­dung von der Pro­duk­tion über die über­geord­neten Sys­teme bis hin zur Cloud her­stel­len. Doch ob­wohl die Cloud eine ideale Platt­form bietet, um Wissen über den An­la­gen­be­trieb zu ent­wickeln, ist sie nicht die richtige Platt­form, um Wissen für den Pro­duktions­be­trieb in die Tat um­zu­setzen. Ja, sie kann nütz­liche und wesent­liche Daten­analyse­funk­tionen bereit­stel­len, aber nicht die Echt­zeit-Aggre­gation und -Analyse, die an der OT/IT-Brücke be­nötigt wer­den.

Die Kluft überbrücken

Eine geeignetere Lö­sung für die OT/IT-Inte­gra­tion bie­ten die neuen in­tel­li­gen­ten Edge-Com­put­ing-Tech­no­lo­gien. Diese bil­den eine Zwischen­schicht zwischen dem Shop Floor und den über­geord­neten Geschäfts­sys­temen, bie­ten eine ein­fache Schnitt­stelle zwischen der IT- und der OT-Welt sowie neue Optio­nen für den Ort, an dem die Daten­ana­lyse statt­findet. 

Die Edge-Com­put­ing-Lö­sung MELIPC von Mitsu­bishi Electric bietet diese Funk­tio­nali­tät kom­bi­niert mit OPC UA-Kom­pa­tibili­tät. Daten kön­nen lokal vor­ver­arbei­tet und aggre­giert wer­den, um wert­volle In­for­ma­tionen für die Sys­teme zu er­zeu­gen, die sie be­nö­ti­gen. Und sie kann den Fer­ti­gungs­bereich naht­los mit über­ge­ord­ne­ten IT-Sys­te­men wie MES- und ERP-Platt­for­men ver­bin­den. 

Durch die Durch­füh­rung an­spruchs­voller Daten­ana­lysen in Echt­zeit, den zu­neh­men­den Ein­satz von KI-Al­go­rith­men sowie maschi­nelles Ler­nen für ei­nen in­tel­li­gen­te­ren Um­gang mit Da­ten ist der MELIPC in der La­ge, eine ver­bes­ser­te Pro­duk­tions­effi­zienz Wirk­lich­keit wer­den zu las­sen. Auch die Kos­ten der Daten­ver­ar­bei­tung kön­nen er­heb­lich redu­ziert wer­den, da nur die In­for­ma­tio­nen, die not­wen­dig und rele­vant sind, von ei­ner Unter­nehmens­ebene zur an­de­ren wei­ter­ge­lei­tet wer­den.

Der MELIPC bie­tet eine Echt­zeit-Daten­er­fas­sungs- und Ver­ar­bei­tungs­um­ge­bung in ei­nem ro­bus­ten in­dus­triel­len Stan­dard. Aus Sicht der Daten­ver­ar­bei­tung um­fasst es eine Rei­he von Ana­lyse­werk­zeugen, da­run­ter die mul­tip­le Re­gres­sions­ana­lyse, das Maha­lano­bis-Taguchi-Sys­tem und die statis­tische Prozess­kon­trolle (SPC) so­wie KI-Funk­tio­na­li­täten wie die Er­kennung ähn­licher Wellen­for­men, die in Echt­zeit eine Rück­mel­dung an die Werks­halle ge­ben. 

Als Er­geb­nis kann es Funk­tionen aus der Daten­erfas­sung, Fil­te­rung, Ver­ar­bei­tung und Ana­lyse unter Nut­zung des be­trieb­lichen Know-hows mit Dia­gno­se und Feed­back zur voraus­schauen­den War­tung kombi­nieren. Dies geschieht inner­halb eines Echt­zeit-In­for­mations­flus­ses, der die Ent­schei­dungen der Pro­duktions­sys­teme beein­flus­sen kann. Es lie­fert eine Grund­lage für die digi­tale Trans­for­ma­tion des Unter­neh­mens und bie­tet eine Platt­form für die Ver­bin­dung von Ma­schi­nen und Ge­rä­ten. So können Fer­ti­gungs­pro­zesse schneller und in­telli­gen­ter auf Pro­duk­tions­ände­rungen rea­gie­ren. Un­ab­hän­gig da­von, ob sie an­la­gen­orien­tiert, nach­frage­orien­tiert oder an­gebots­ge­steuert sind.

Die stei­gen­den Da­ten­men­gen aus der Be­triebs­ebe­ne und de­ren An­forde­rung, die­se Daten in­telli­gen­ter zu nutzen, er­mög­lichen die digi­tale Trans­for­ma­tion der Indus­trie, stel­len aber auch ei­ne echte He­raus­forde­rung dar. Edge-Com­puting als Zwischen­schicht zwi­schen IT und OT ist die Ant­wort auf die­se He­raus­for­de­rung und eb­net den Weg für die ereig­nis­gesteuer­te Ar­chi­tek­tur, die In­dus­trie 4.0 de­fi­niert. Hier­mit wird der Pro­duk­tion ein Schlüssel an die Hand ge­ge­ben, mit der die Um­wand­lung in ei­nen in­telli­gen­ten Be­trieb reali­siert wer­den kann. Die­se Tech­no­lo­gie stellt die na­tür­liche Brücke zwi­schen den Wel­ten von OT und IT dar, und zwar in ei­nem For­mat, das bei­de Sei­ten der Kluft über­win­den kön­nen. 

Autor: Christian Nomine, Strategic Pro­duct Manager Visuali­sation, Mitsu­bishi Electric Europe B.V.
 

Veröffentlicht am Februar 22, 2021 - (1266 views)
Mitsubishi Electric Europe B.V
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