M&M Blog

Industrie 4.0 im internationalen Vergleich - Teil 1

Okt, 2017 | Stefan Höfler, Software Developer

Wir starten wieder mit einer neuen Beitragsserie! Die Serie ist in fünf Teile untergliedert und befasst sich mit dem Thema Industrie 4.0 im internationalen Vergleich. Los geht es in Deutschland, in den Artikeln 2, 3 und 4 folgt dann ein Blick auf China, Japan und die USA. Zum Abschluss der Betrachtung untersuchen wird dann noch, wie das Thema im europäischen Kontext gesehen wird. Für jede dieser Nationen erfolgt ein kurzer Lagebericht, darüber wie das Thema Industrie 4.0 im Land gesehen wird, sowie ein Blick auf die jeweiligen Ziele und Herausforderungen.

In Deutschland erhält das Thema Industrie 4.0 recht viel Aufmerksamkeit. In Fachkreisen ist der Begriff weitestgehend bekannt. Oft verdrängt der Begriff Industrie 4.0 sogar andere Themen oder inkludiert sie bereits (z.B. intelligente Mobilität). Dies führt dazu, dass der Begriff immer häufiger als Sammelbegriff für Digitalisierung in der Volkswirtschaft verwendet wird. In seiner ursprünglichen Definition bezieht sich der Begriff Industrie 4.0 jedoch auf das produzierende Gewerbe.

Die Ausgangslage in Deutschland ist aufgrund der starken Position des Maschinen- und Anlagenbaus, trotz wachsender internationaler Konkurrenz, sehr gut. Dennoch wird die Industrie 4.0 momentan nur von einem eher kleinen Kreis an Vorreiterunternehmen vorangetrieben. So nutzen aktuell nur 15% der Unternehmen dezentrale, sich selbststeuernde Systeme in der Produktion[1]. 52% verfügen über intelligente Produktionsanlagen. Der Grund hierfür ist oftmals fehlendes Vertrauen in die Sicherheit der neuen Technologien, vor allem in Bezug auf den möglichen Verlust von geistigem Eigentum und Prozess-Know-how.

Grundlage für Industrie 4.0 in Deutschland ist die Hightech-Strategie der Bundesregierung. Ziel dieser Strategie ist es die Akteure der Forschungs- und Innovationslandschaft hinter gemeinsamen Zielen zu vereinigen. Im Aktionsplan zur Hightech-Strategie wurde im Jahr 2012 das Zukunftsprojekt Industrie 4.0 vorgestellt, mit dem die Weichen für den Einzug des Internets der Dinge in der Industrie gestellt werden sollten. Im Kern stützt sich die Strategie auf fünf Eckpfeiler:

  • Priorisierung der Forschungs- und Innovationsthemen
  • Vernetzung aller wissen-erschaffender Stakeholder
  • Steigerung der Dynamik der Innovationstätigkeit
  • Schaffung innovationsfreundlicher Rahmenbedingungen durch die Bundesregierung
  • Steigerung der Transparenz von wissenschaftlichen Programmen und technischen Entwicklungen

Ein Problem bei der politischen Unterstützung von Industrie 4.0 ist, dass die Zuständigkeit nicht bei einem Akteur liegt. So sind die Kompetenzen aktuell zwischen dem Bundesministerium (BM) für Wirtschaft und Energie, dem BM des Inneren, dem BM für Verkehr und digitale Infrastruktur, dem BM für Bildung und Forschung, dem BM der Justiz und für Verbraucherschutz und dem BM für Arbeit und Soziales verteilt. Oftmals führt dies zu Reibungsverlusten.

Wenn man über Industrie 4.0 in Deutschland spricht darf man die „Plattform Industrie 4.0“[2] nicht unerwähnt lassen. Die Initiative „Plattform Industrie 4.0“ wurde von den Industrieverbänden Bitkom, dem Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie (ZVEI) und dem Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA) gegründet. Die Plattform ermöglicht die branchen-übergreifende Zusammenarbeit von Unternehmen, Verbänden und Wissenschaft. Im April 2015 erfolgte eine Neuorganisation der „Plattform Industrie 4.0“ unter der Führung des Bundesministeriums für Bildung und Forschung, sowie des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie. Im Kern behält die Plattform ihre Aufgaben. Sie arbeitet nicht an der operativen Realisierung von Industrie 4.0, sondern dient als Mittler zur Etablierung von Netzwerken und Partnerschaften, entwickelt Handlungsempfehlungen und setzt die Forschungsagenda fort. Auch die sozialen Aspekte sollen nicht zu kurz kommen, weshalb die Initiative auch für Verständnis, Offenheit und Vertrauen in Bezug auf Industrie 4.0. wirbt.



[1] Freudenberg IT und Pierre Audoin Consultants

 


Bereits zum zweiten Mal veranstalteten Microsoft, die WAGO Kontakttechnik GmbH & Co.KG und M&M Software GmbH einen gemeinsamen IoT Hackathon. Bei dem am 9. Mai in den Räumen der Microsoft Deutschland in München veranstalteten Hackathon konnten sechs interessierte Teilnehmer zum Thema IoT begrüßt werden.

Ziel der Veranstaltung war es, den Teilnehmern einen ersten Einstieg in das Thema IoT mit Microsoft Azure und einer WAGO Steuerung zu geben. Nach dem Motto „vom Sensor in die Cloud“ mussten die Teilnehmer auch selber Hand anlegen und konnten so rasch erste Erfahrungen mit diesem Thema sammeln.

Gerade bei der Vielzahl möglicher Azure Services und der sich heute am Markt bereits installierten WAGO Steuerungen ist dies eine gute Möglichkeit, den ersten Schritt in Richtung IoT und Industrie 4.0 zu machen.

Nach der Begrüßung der Anwesenden und Vorstellung von WAGO durch Jürgen Pfeifer (Account Manager Automation bei WAGO) wurden die für den Hackathon vorbereiteten WAGO PFC Starter Kits an die Teilnehmer ausgegeben. Mit dem Engineering Tool (u.a. Lokale Geräteadministration sowie SPS-Programmierumgebung) e!Cockpit wurde die Steuerung für die Cloudkommunikation mit dem WAGO PFC IoT Connector vorbereitet und an die Microsoft Azure Cloud angebunden.
Der WAGO PFC IoT Connector wurde auf der HMI 2017 vorgestellt und steht Interessierten unter wago.com/cloud-connectivity im Rahmen einer Beta-Phase kostenlos zur Verfügung.

Im Anschluss führte Christian Beier, IoT Solution Architekt von Microsoft, die Teilnehmer durch die Azure Services. Jeder Teilnehmer konnte sich im Vorfeld oder tagesaktuell einen eigenen Azure-Test-Zugang beantragen, welcher ihm ein Testguthaben in Höhe von 170€ zur Verfügung stellt. Damit waren alle Teilnehmer in der Lage, die Anbindung in seiner eigenen Azure Subscription durchzuführen und die für ein kleines IoT Projekt benötigten Services wie IoT Hub, Event Hub oder auch Stream Analytics der Reihe nach einzufügen und erste Daten zur Auswertung und Visualisierung in die Cloud senden.

Schnell merkten die Teilnehmer, vorwiegend mit sehr guten Kenntnissen aus der SPS-Programmierung, dass die Einrichtung der Azure Services doch etwas Zeit in Anspruch nimmt und auch nicht immer alles so reibungslos klappt. Dank der Unterstützung durch Marcel Göller (Product Owner und UI Designer, M&M Software GmbH) konnten aber alle Teilnehmer die gezeigten Aufgaben in der benötigten Reihenfolge für die Projekteinrichtung wie gewünscht erledigen. Somit konnten alle ihr erstes kleines IoT Projekt in der Microsoft Azure Umgebung nutzen.

Dass es auch einfacher geht, dies stellte Dirk Stadtherr (Sales Manager, M&M Software GmbH) mit der Vorstellung der WAGO Asset Management Cloud zum Abschluss der Veranstaltung vor. Mit der von M&M entwickelten Lösung lassen sich WAGO Steuerungen recht einfach in der Cloud einrichten und verwalten, Felddaten unterschiedlicher Herkunft (Energie-, Sensor-, Messdaten) sammeln und in einfachen Auswertungen (Dashboards) dem Anwender darstellen. Zusätzlich stehen auch Funktionen wie das Alarmmanagement oder eine Benutzer- und Rechteverwaltung zur Verfügung. Denn Sicherheit wird in der Cloud großgeschrieben.

Somit bietet die WAGO Asset Management Cloud eine gute Basis für einen raschen und reibungslosen Start in die Welt des IoT und der Industrie 4.0 und mit der Vielzahl an Azure Services steht eine leistungsstarke Plattform zur Verfügung um auch in Zukunft den vielen Anforderungen der Kunden im Cloud-Umfeld mit Softwarelösungen von M&M zu begegnen.

Die Veranstaltung endete fast pünktlich um 16:30. Das Feedback der Teilnehmer war durchweg positiv. Die WAGO Starter Kits werden den Teilnehmer bei Bedarf bis zu 4 Wochen kostenlos zur Verfügung gestellt. Danach kann das Starter Kit für 699€ inklusive e!Cockpit Lizenz erworben werden.

Die Nutzung der Cloud-Testanwendung ist bis zum Ablauf des Testguthabens möglich und wird sicherlich von dem einen oder anderen Teilnehmer in den kommenden Tagen aufgebraucht.

Als Microsoft Cloud Solution Provider kann M&M auch Interessenten ein komplettes Angebot hinsichtlich Microsoft Subscription, Asset Management Cloud Lösung sowie kundenindividueller Softwarelösungen erstellen.


IoT, Cloud Computing und Industrie 4.0 mit FITS

Apr, 2017 | Kenan Sengün, Marketing Manager

Am 4. April 2017 fand in den Räumlichkeiten von Schneider Electric in Selingenstadt unter der Leitung von M&M Software und der FDT Group zum fünften Mal das FDT Technology Forum (eh. FDT Developer Forum) statt. Das Leitthema in diesem Jahr war „FDT IIoT Server (FITS™) – Ein revolutionäres Konzept für die Geräteintegration“. Mit über 40 Teilnehmern fand diese Veranstaltung regen Zuspruch, was das breite Interesse an diesem Thema unterstreicht.

Ziel der Veranstaltung war es, mit strategie- und technologiegetriebenen Vorträgen und Diskussionen die Technologien und Konzepte, die sich hinter FITS verbergen zu thematisieren und den Teilnehmern näher zu bringen. Dazu gehörten unter anderem Trendthemen, die sich auch in den Bereichen IoT und Industrie 4.0 wiederfinden lassen, wie z. B. Kommunikation via MQTT, Cloud-Computing, OPC-UA, Cross-Plattform-Anwendungen mit (FITS-)Web-Services und Security.

Glenn Schulz, Managing Director der FDT Group, eröffnete mit seiner Keynote über die zukünftige Ausrichtung der FDT Technologie die Veranstaltung. Während seines Vortrags präsentierte er das neue, revolutionäre FDT IIoT Server-(FITS™) Konzept, welches den FDT-Standard ins Industrie 4.0-Zeitalter bringen soll. Dabei schnitt er einige Technologiethemen wie z. B. Cloud-Computing, IoT-Kommunikation, Mobile Apps, und Assistenzsysteme an, die in den darauffolgenden Vorträgen und Live Demos im Detail behandelt wurden.

Im Anschluss berichtete Manfred Gundel von M&M Software den aktuellen Plan für die Entwicklung eines FITS-Prototyps. An dieser Stelle wurden die aktuellen Anforderungen und die Architektur des geplanten Prototyps im Detail aufgezeigt. Dabei spielten einige entscheidende Aspekte wie Security, Performance und Stabilität eine wichtige Rolle, was wiederum als wesentliche Grundlage für alle folgenden Präsentationen diente.

Die zwei darauffolgenden Vorträge von M&M Software fokussierten sich auf das Thema Cloud-Computing und das Internet of Things. Als erstes zeigte Christian Gnädig u. a. verschiedene Ausprägungen von Cloud Services und die damit einhergehenden Businessmodelle und Sicherheitsaspekte. In der zweiten Präsentation demonstrierte Ingo Maindorfer mit einer Hands-on-Session, wie sich Daten von Feldgeräten mit Hilfe einer klassischen SPS und dem MQTT-Protokoll in die Microsoft Azure Cloud übertragen lassen können. 

Innovativ ging es dann in den in den letzten Teil der Veranstaltung. Dort veranschaulichte Thomas Neumann von M&M Software mit seiner Microsoft HoloLense die Zukunft von industriellen Assistenzsystemen. In diesem Vortrag ging es u. a. um UI-Konzepte mit modernster Technologie wie Augmented Reality und Multi Device User Interfaces. Darüber hinaus veranschaulichte er, wie die neue FITS Architektur es möglich machen wird, Livedaten aus der Produktion mit Geschäftsdaten zu kombinieren, um so Assistenzsysteme zu entwickeln, die ein Höchstmaß an Unterstützung bieten und so Abläufe und Prozesse mit bestechender User Experience optimieren.

Abgerundet wurde das FDT Technology Forum durch die abschließende Diskussionsrunde. Die Gelegenheit, Fragen und Ideen in großer Runde zu erörtern wurde rege genutzt, was das große Interesse an den dargestellten Themen nochmals unterstrich.

Ein weiteres FDT Technology Forum findet in diesem Jahr in den USA statt. Schneider Electric, die FDT Group und M&M Software laden Sie recht herzlich ein, bei diesen kostenlosen Veranstaltungen teilzunehmen. Melden Sie sich am besten gleich an: https://mm-software.com/en/events/fdt-technology-forum-usa-2017


Nächster Meilenstein der Microsoft Cloud Deutschland erreicht

Okt, 2016 | Kenan Sengün, Marketing Manager

Wie bereits im November letzten Jahres angekündigt, bietet Microsoft einige Cloud-Dienste jetzt auch aus deutschen Rechenzentren an. Da wir bei der Entwicklung von innovativen Cloud- und IoT-Lösungen bevorzugt auf Microsoft Azure setzen, begrüßen wir die Verfügbarkeit von Rechenzentren in Deutschland und die damit verbundenen Datenschutz- und Sicherheitsvorteile.

Seit Ende September sind die Microsoft Azure Infrastruktur-, Plattform- und IoT-Dienste auch aus Deutschen Rechenzentren in Frankfurt und Magdeburg verfügbar. Durch die Option der deutschen Datentreuhand – ausgeführt von T-Systems – bietet Microsoft den Nutzern so ein einzigartiges Level an Kontrolle über Ihre Daten und die Daten Ihrer Kunden. Diese können nun innerhalb Deutschlands sicher und bedenkenlos transportiert und gespeichert werden.

„Die Microsoft Cloud Deutschland wird unter einem strengen Vertragskonstrukt beaufsichtigt. Ein deutscher Datentreuhänder kontrolliert den Zugriff auf die Kundendaten. Die Erlaubnis für Datenzugriff kann nur vom Kunden selbst erteilt werden oder wenn deutsches Recht es erfordert. Die Kunden sind dadurch rechtlich abgesichert und wissen ihre Daten geschützt.“[1]

Mit der in Deutschland verfügbaren Azure IoT Suite unterstütz Microsoft darüber hinaus aktuelle Industrie 4.0-Standards. Die Azure IoT Suite beinhaltet Services wie Azure IoT Hub, Stream Analytics, Machine Learning und Document DB. Für die Kommunikation zwischen Hardware und der Cloud setzt Microsoft verstärkt auf die Integration des OPC-UA-Standards, das in Kombination mit Azure IoT Suite Kunden erlaubt „ihre Industriemaschinen über die Cloud miteinander zu verbinden, über eine verschlüsselte Verbindung zentral zu steuern und an Geschäftsanwendungen, wie ERP- oder CRM-Systeme, anzubinden“[2].

Weitere Informationen finden Sie hier:

 

[1] https://www.microsoft.com/de-de/cloud/deutschland/default.aspx

[2] http://news.microsoft.com/de-de/azure-deutschland-verfuegbar/


Industrial IoT Gateway mit embedded Linux und IEC 61131

Aug, 2016 | Michael Heller, Group Leader, System Solutions - Applications
Industrial IoT Gateway mit embedded Linux und IEC 61131

Auf Sensorebene überwiegen immer noch Geräte, die selbst keine Internetschnittstelle haben. Dabei sind es gerade die gesammelten und konsolidierten Daten dieser Sensoren, die in Zeiten von Industrie 4.0 von großem Interesse sind. Entsprechend ist eine Anbindung an das Industrial IoT mittels eines Gateways erforderlich.

Die WAGO Steuerungen PFC200 und PFC100 sind aufgrund der Offenheit durch das embedded Linux Betriebssystem und der Vielzahl an unterschiedlichen Schnittstellen bestens als Industrial IoT Gateways geeignet.

Aktuell arbeiten wir daran, die WAGO Steuerungen an die Microsoft Azure IoT Suite anzubinden. Eine embedded Linux Applikation verbindet dabei den Controller mittels MQTT mit der Microsoft Cloud. Dafür wird das Microsoft Azure IoT Device SDK verwendet.

Im Gegensatz zu anderen Ansätzen, bei denen beispielsweise mittels OPC UA beliebige Daten eingesammelt werden, haben wir uns dafür entschieden dem SPS Programmierer die Kontrolle über die zu publizierenden Daten zu geben. Das hat den Vorteil, dass Daten bereits im SPS Programm sinnvoll gruppiert und mit semantischen Informationen angereichert werden können. Andernfalls wäre eine Konfiguration an einer Stelle erforderlich, an der die Detailinformationen über die Art und Herkunft der Daten typischerweise schwieriger verfügbar sind.

Ein weiterer Vorteil gegenüber einer klassischen Lösung (beispielsweise Anbindung mittels OPC UA) ist die Möglichkeit eines gepufferten Transfers von Massen-Daten, getriggert durch das SPS Programm. Geräte, die beispielsweise über Mobilfunk angebunden sind, müssen dadurch nicht immer online sein.

Durch die Verlagerung der Kontrolle an das SPS Programm wird zudem ein komfortabler Rückkanal ermöglicht. Eine Cloud Anwendung kann darüber Befehle an die Steuerung senden, die dann im SPS Programm abgearbeitet werden.
Für die Interaktion von SPS Programm und Cloud ist das CODESYS-basierte System mit der Linux Applikation verknüpft. Realisiert wird dies über einen IEC 61131 Funktionsbaustein, der vom SPS Programmierer eingebunden wird, um das SPS Programm zu instrumentieren.

Die Linux Applikation ist dabei so aufgebaut, dass die Cloud Anbindung austauschbar ausgelegt ist. Die Applikation erlaubt es, verschiedene IoT Protokolle zu konfigurieren – oder, falls erforderlich – Erweiterungen vorzunehmen. Anstelle des Microsoft Azure IoT Device SDKs kann auch eine andere Anbindung eingesetzt werden. Dies erlaubt die Unterstützung weiterer Plattformen, wie beispielsweise der Amazon Cloud.

Für den Anwender ergibt sich eine ausgesprochen flexible Cloud Anbindung. Die Offenheit des WAGO Systems, die auf einer Vielzahl an Schnittstellen und einem offenen Betriebssystem basiert, bildet die Grundlage für eine flexible Anbindung an verschiedene Cloud Plattformen über eine Vielzahl möglicher Cloud Protokolle.