Infrastruktur MAG 1904

Fitnesskur „Industrie 4.0“

[shutterstock.com: 743651263, Mike Orlov]
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Geht es um Digitalisierung, stehen bei Unternehmen Projekte aus dem Bereich Internet of Things (IoT) oder Industrie 4.0 hoch im Kurs. Vernetzung und Integration stellen Herausforderungen dar. Als Erfolgsschlüssel fungieren Business-Integrationsplattformen.

Obwohl Internet of Things bereits vor rund 20 Jahren das Licht der Welt erblickte, haben IoT-Projekte erst die letzten drei bis fünf Jahre richtig Fahrt aufgenommen. Befeuert wurde dieser Aufwärtstrend durch neue und stabile Technologien und Standards einerseits und andererseits durch Bestrebungen, die Wertschöpfung durch Digitalisierung steigern sowie Hersteller, Partner, Kunden und Produkte besser miteinander vernetzen zu können.

Obendrein bieten neue oder veränderte Geschäftsmodelle, sehr oft mit einem stringenten serviceorientierten Bezug versehen, ein immenses Chancenpotenzial, das Erreichte in betriebswirtschaftlicher Hinsicht auszubauen und sich von Mitbewerbern zu differenzieren.

Sicher ist, dass in absehbarer Zeit IoT-Projekte weiter signifikant zulegen. Und zwar weitaus stärker, als dies in der Vergangenheit der Fall war. Nicht nur bei Großunternehmen, sondern auch im breiten Mittelstand – branchenübergreifend und naheliegend verstärkt in der Fertigungsindustrie oder in fertigungsnahen Industrien.

Fujitsu

So zeigte beispielsweise die diesjährige Investitionsumfrage der Deutschsprachigen SAP-­Anwendervereinigung DSAG, dass 45 Prozent der befragten SAP-Kunden im Rahmen ihrer Digitalisierungsvorhaben auf IoT setzen und dafür Geld ausgeben, was in diesem Digitalisierungsranking Platz zwei hinter Big Data (mit rund 60 Prozent) bedeutet.

Wie bereits angeklungen stellen, wie bei IoT auch, bei Industrial IoT/Industrie 4.0 (kurz: IIoT) Vernetzung und Integration Kernpunkte dar. Intern wie über Unternehmensgrenzen hinweg.

Viktor SchubertZugespitzt könnte man formulieren: ohne Vernetzung und Integration stehen (I)IoT-Projekte auf tönernen Füßen. Schließlich geht es bei (I)IoT da­rum, die physische Welt der „Dinge“, nämlich Produkte und Ressourcen, wie etwa Maschinen und Anlagen, und die daraus verfügbaren Engineering- und Betriebsdaten, mit der digitalen Welt der IT, das heißt mit Anwendungen zur Steuerung von Geschäftsprozessen, Cloud-Diensten und neuen datengetriebenen Services, nutzenbringend zu verknüpfen. Kurz: Business Integration für IoT zu realisieren.

Im Zusammenhang mit IoT nehmen insbesondere drei Themenfelder Schlüsselhe­rausforderungen ein, die es zu meistern gilt: zum einen die Berücksichtigung von Standards und Referenzmodellen für eine durchgängige Interoperabilität, zum anderen Flexibilität und Skalierbarkeit angesichts stetig wachsender Anforderungen sowie drittens Sicherheit, um Angriffe respektive Schäden abzuwehren sowie Schwachstellen zu eliminieren.

B2B-Integration, EDI-Integration oder SAP-Integration haben für Außen­stehende auf den ersten Blick wenig mit (I)IoT-Integration gemeinsam. Auf den zweiten aber sehr wohl.

So geht es auch bei der IoT-Integration um die Aufgaben Datenkonnektivität, Übersetzung von Datenstrukturen (Mapping) und Datenübertragung – und dies sogar zumindest in Teilen nach den gleichen technischen Standards, wie beispielsweise XML.

Vor diesem Hintergrund macht es mehr als Sinn, sowohl bei der B2B-Integration oder bei der Integration von Non-SAP- und SAP-Systemen als auch bei im IoT-Umfeld auftretenden Integrationsszenarien Business-Integrationsplattformen einzusetzen respektive zu nutzen.

Abb. 2 SEEBURGER E3 Aprilausgabe 2019 IoT Grafiken B

Eine hybride Middleware-Software muss mit der IoT-Infrastruktur interagieren. Praktischerweise beinhaltet sie eine Gateway- und eine Management-Komponente.

Dabei stellt eine derartige Plattform nicht nur eine Art Datendrehscheibe dar, die zwischen verschiedenen Komponenten in der Form einer Middleware für die Daten­vermittlung, -zuordnung und -verknüpfung sorgt, sondern sie agiert als Basis und Instrumentarium selbst für komplexe Integrationsszenarien im (I)IoT-Umfeld. Also beispielsweise bei der Einbindung von speziellen IoT-Plattformen wie etwa MindSphere (Siemens), ThingWorx (PTC) oder Plattformen wie SAP Leonardo inklusive deren zugrunde liegenden Data-Hub-Infrastrukturen.

Die wiederum mit weiteren Gateways auf der Prozess- und Maschinenebene oder entsprechenden Applikationen und Back­bone-Systemen (ERP/PLM) interagieren müssen.

So wird im B2B die Verfolgung und Überwachung serialisierter Produkte über die gesamte Supply Chain inklusive der Erfassung von Zustands- und Umgebungsdaten zunehmend nachgefragt.

Neben der dadurch erzielten Analysefähigkeit muss durch die Anbindung weiterer Systeme und Applikationen auch die Reaktions- und Handlungsfähigkeit im Unternehmen und zwischen Geschäftspartnern effizient gesichert werden (dazu auch das Praxisbeispiel „DB Cargo“).

Mehr als eine Datendrehscheibe

Um IoT-fähige Produkte samt dazu nötiger Management- und Service-Plattformen in inner- und zwischenbetriebliche Geschäftsprozesse zu integrieren, sind Middleware-­Lösungen mit dedizierten Funktionen für die IoT-Integration erforderlich.

Die Seeburger Business Integration Suite deckt mit ihrer IoT/Industrie 4.0 Solution alle erforderlichen IoT-/Integrationsszenarien ab. Sie besteht aus leistungsfähigen Lösungen, die sich On-Premises als auch aus der Cloud beziehen lassen.

Hinzu kommt, dass sie sich nicht nur an Unternehmen richtet, die ihre Unternehmens-IT optimieren beziehungsweise über IoT angebotene Services integrieren wollen, sondern auch an Hersteller, die eigene Produkte im Feld IoT-fähig machen möchten, um darauf aufbauende Mehrwertdienste anzubieten.

Ziel von IoT ist es schließlich, Daten in Mehrwert umzumünzen, etwa die inner­betriebliche Produktivität durch Shop-­Floor-Integration (Track-and-Trace-Funktionalität von Produkt- und Prozessdaten, RFID-basierte Produktionssteuerung oder Mensch-­Technik-Interaktion) zu steigern.

Oder über die IoT-Fähigkeit von Produkten den Kundennutzen und die Kundenintegration zu verbessern (etwa durch Verarbeitung von Zustands-/Nutzungsdaten, Feedback-basiertes Service Processing, RTLS/Real-Time Location Systems).

Orientiert am Praxisbedarf (Best Practises) setzt sich eine IoT-Integrationsplattform aus Bausteinen oder Komponenten zusammen. Zum einen aus einem IoT-Gateway, das die vielfältigen Integrationsaufgaben bewältigt und gleichzeitig Sicherheitsfunktionalität bereitstellt.

Zum anderen aus einer IoT-Management-Komponente mit webbasierter Oberfläche, zum Beispiel für Asset- und Prozessdatenverwaltung, Konfiguration, Prozesssteuerung oder Überwachung und Analyse.

Was ebenfalls in der BIS IoT/Industrie 4.0 Solution von Seeburger realisiert ist. Die IoT-Gateway-Komponente stellt die Integration von IoT-Geräten (Assets) sicher. Und zwar via OPC UA oder MQTT oder auch API-Integration proprietärer (Geräte-)Schnittstellen (HTTP, Rest, Soap, XML RPC, Json und weitere).

Fazit

Wer IoT-Projekte im Rahmen von Digitalisierungsvorhaben angeht, wird früh mit den Themenbereichen durchgängige Vernetzung und Integration konfrontiert. Dabei geht es insbesondere darum, IoT-fähige Produkte oder Ressourcen in Geschäftsprozesse und beteiligte Systeme zu integrieren.

Nur so können digitale Dienste aufgebaut und angeboten werden. Business-Integrationsplattformen als hybride Middleware-­Solutions mit einem breiten Funktionsspektrum leisten hier nicht nur wertvolle Dienste, sondern stellen eine wichtige Basis dar, um in IoT-Projekten eine erforderliche In­frastruktur samt Informationslogistik und Interoperabilität bereitzustellen, die sowohl interne als auch externe Szenarien abdeckt.

https://e-3.de/partners/seeburger-ag/


IoT-Integration in der Praxis bei DB Cargo

Optimierte Logistikprozesse und Kundenservices: Mit der Entwicklung innovativer und nachhaltiger Logistiklösungen setzt das Unternehmen DB Cargo neue Maßstäbe in der Logistik und Digitalisierung im Schienengüterverkehr.

Das Pilotprojekt „Wagon Intelligence“ hat eine bessere Dispositionsprognose, eine höhere Waggonauslastung sowie Reduzierung der Wagenumlaufzeiten und Verbesserung der Kundeninformationen zum Ziel.

Zur Überwachung der Waggonflotte werden Waggons mit moderner Funk- und Sensortechnik ausgerüstet. Neben Geräteinformationen werden Ortungs- und Bewegungsstand, Laufleistung und Geschwindigkeit, Ladezustand sowie Stöße erfasst.

Abb. 1 SEEBURGER E3 Aprilausgabe 2019 IoT Grafiken B

IoT-Projekte realisieren bedeutet, eine IoT-In­frastruktur zu nutzen, die auf Vernetzung und Integration auf allen Ebenen ausgelegt ist. Hierbei spielt eine IoT-Plattform mit hybriden Integrationsfunktionen eine Schlüsselrolle.

Die Seeburger BIS-API-Lösung, als zentrale Datendrehscheibe des DB-Cargo-Logistics-Netzwerks, stellt einen REST-Web-Service für den Empfang der Sensorrohdaten bereit und steuert so zukünftig einen dreistelligen Millionenwert an Datensätzen im Jahr.

Die Sensordaten von Waggons, die in Bewegung sind, werden mehrmals in der Stunde (bei Stillstand einmal am Tag) gesendet, konvertiert, konsolidiert und an ein internes Dispositionssystem weitergeleitet.

Im weiteren Projektverlauf werden über den BIS Integrationsmechanismen zur Erfassung zusätzlicher Sensordaten zu Drehfahrten sowie Ein- und Austritten in „Geofences“ und der Aggregation und Bereitstellung dieser in einer Data-Analytics-Umgebung aufgebaut, die die Grundlage neuer digitaler Kundenservices bilden sollen.

Über den Autor

Viktor Schubert, Seeburger

Viktor Schubert ist Produkt-Manager IoT/I4.0 bei Seeburger.

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