Vom Sensor zum Geschäftsmodell (Teil 1)

Zwei Maschinenarme berühren sich

Ein freier Datenfluss zwischen Operational Technology (OT) und Information Technology (IT) bildet die Grundlage für das Industrial IoT. Bild: ©skynesher / Getty Images

Der Grundgedanke hinter dem Industrial IoT (Industrielles Internet der Dinge) ist ein freier und transparenter Datenfluss zwischen Operational Technology (OT) und Information Technology (IT). Mit dem OT-Standard IO-Link lassen sich die Datenschätze in der Maschine heben. Das ermöglicht eine Digitalisierung, die Unternehmen viele Vorteile bringt: Maschinen werden effizienter, weniger Ressourcen werden verbraucht, Qualitätsmanagement wird automatisiert und Produktionsprozesse besser gesteuert.

 

Mit IO-Link in die Digitalisierung starten

Ein wichtiges Element von Industrie 4.0 ist die Kommunikation zwischen Industrieanlagen und Cloud-Anwendungen. Erst diese Vernetzung erlaubt z.B. die datenhungrige künstliche Intelligenz. Dafür muss ein dauerhafter Datenfluss in Echtzeit aufgebaut werden. Er muss zudem die Anforderungen beider Welten erfüllen: der OT in der Industrieproduktion und der IT.

Sensoren und Aktoren

Ohne diese beiden Gerätegattungen geht in der Industrie 4.0 nichts. Sensoren ermitteln in Maschinen und Anlagen wichtige Messwerte, beispielsweise Temperatur, Vibration, Energieverbrauch oder Feuchtigkeit. Aktoren sind die Macher in der Industrie 4.0, sie bewegen Teile, regeln Werte oder schalten Stromkreise ein und aus.

Messwerte mit IO-Link übertragen

Um einen direkten und interpretierbaren Datenfluss von OT nach IT zu erhalten, müssen Daten der Sensorebene möglichst „smart“ in die Cloud gesendet werden. Doch wie lässt sich das erreichen? Bereits seit mehr als einem Jahrzehnt gibt es einen passenden und weltweit definierten Standard: IO-Link. Das Protokoll setzt den Kommunikationsstandard an der Basis: bei Sensoren und Aktoren, dort, wo die Informationen entstehen und genutzt werden.

Die grundsätzliche Idee hinter IO-Link: Bereits in den teils Jahrzehnte alten Maschinen und Anlagen vorhandene Sensorik und Aktorik kann durch IO-Link-Geräte ersetzt werden, ohne dass sich die gesamte Automatisierungspyramide ändern muss. Ein Gerät überträgt den Messwert mit IO-Link digital, wie in der IT-Welt. So sind verfälschte Werte wie bei der analogen Übertragung praktisch ausgeschlossen. Das übergeordnete Gesamtsystem kann bis in die Cloud hinein mit den Zusatzinformationen der intelligenten Sensoren beliefert werden.

 

Der Y-Weg in die Cloud

Um den Datenfluss von der untersten Feldebene in die Cloud zu garantieren, gibt es die Idee des Y-Wegs. Die Daten aus IO-Link-fähigen Sensoren und Aktoren werden zunächst mit einem speziellen IO-Link-Gateway in SPS- und IT-relevante Daten aufgeteilt. Letztere werden direkt vom Sensor beispielsweise an KI (Künstliche Intelligenz) -Anwendungen übergeben – ohne Umweg über die Steuerung.

Der Vorteil: Die SPS wird nicht durch die Datenmengen verlangsamt. Zudem eignet sich diese Lösung auch zur Nachrüstung in Bestandsanlagen (Retrofit). Die bisherige Programmierung der SPS kann unverändert weitergenutzt werden. Dadurch entsteht eine neuartige Transparenz des Datenflusses, die für das produzierende Gewerbe äußerst wertvoll werden kann.

 

Was ist IO-Link?

  • IO-Link ist ein Kommunikationssystem für intelligente Sensoren und Aktoren.
  • Nutzt in Maschinen vorhandene und zusätzlich angebrachte IO-Link-Sensoren und -Aktoren.
  • Kann Identifikations-, Parameter-, Prozess- und Diagnosedaten aus der Maschine für die IT-Welt interpretierbar übertragen.
  • Für die Industrieproduktion und viele andere Branchen geeignet.

Kommunikationsprotokoll für alle Branchen

Aus den nun erstmals verfügbaren Daten der IO-Link-Sensoren sind viele Informationen präzise ableitbar, die bisher nur manuell ermittelt werden konnten. So können Unternehmen jetzt zum Beispiel folgende Fragen auf der Basis von validen Daten beantworten:

  • Wie viel Energie wird zur Fertigung eines Produktes benötigt?
  • Welche Prozessparameter führen zu optimaler Qualität?
  • Wie wird der Produktionsprozess optimal gesteuert?
  • Zu welchem Zeitpunkt wird die Anlage das nächste Mal ausfallen?

IO-Link ist für viele Branchen attraktiv, nicht nur in der diskreten Fertigung. Interessant ist der Standard überall, wo Maschinen eingesetzt werden, ob im Transport- und Logistiksektor oder in der Land- und Forstwirtschaft. Daten werden überall gebraucht – je mehr und je smarter, desto besser. Q-loud bietet seinen Kunden mit dem Edgizer ein flexibles Edge-Computing für die Nutzung von IO-Link-Daten, sei es mit künstlicher Intelligenz oder mit „herkömmlichen“ Data Analytics. Unternehmen erhalten damit die Möglichkeit, aus den digitalen Daten Erkenntnisse zu gewinnen und so Prozesse zu optimieren – oder gar neue Geschäftsmodelle zu entwickeln.

 

Download

Weitere, detaillierte Informationen über IO-Link und damit verbundene Technologien erhalten Sie im Q-loud-Whitepaper: IO-Link hat Industrie 4.0 bereits in den Genen. 

 

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