Smart Factory Gateway von MPDV: Ein Vermittler zwischen OT und IT

Der Smart Factory Gateway vermittelt zwischen OT- und der IT-Ebene.
Der Smart Factory Gateway vermittelt zwischen OT- und der IT-Ebene. – Bild: MPDV Mikrolab GmbH

Die amerikanischen Analysten von Frost & Sullivan prognostizieren für den globalen Markt für Fertigungs-IT mit Fokus auf Manufacturing Execution Systems (MES) eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate von 9,3 Prozent. Um dieses Marktpotenzial jedoch ausschöpfen zu können, ist ein MES auf Daten aus dem Shopfloor angewiesen. Hier kommen Automatisierungsplattformen wie CtrlX Automation von Bosch Rexroth ins Spiel. Mittlerweile sind mehr als 100 Partner Teil dieses Ökosystems, darunter auch MPDV.

Ein Blick auf die Automatisierungspyramide

Betrachtet man die klassische Automatisierungspyramide nach IEC62264, so lässt sich die CtrlX Automation den unteren Schichten 1 und 2 zuordnen, also Steuerungsebene und Prozessleitebene. Hier befinden sich alle Arten von Sensoren und Aktoren sowie deren Steuerungstechnik. Die Automatisierungsplattform von Bosch Rexroth bietet sowohl eigene Apps für die Anbindung von Robotik, HMI-Systemen, Steuerungen und allen Arten von Assets im Shopfloor als auch ein breites Partnernetzwerk, in dem Drittanbieter ihre Systeme anbieten. MPDV stellt die App Smart Factory Gateway zur Verfügung. Diese verbindet die Automatisierungsebenen der Pyramide mit den darüberliegenden Schichten 3 und 4 – also der Betriebsleitebene und der Unternehmensleitebene. In der Betriebsleitebene ist typischerweise das Manufacturing Execution System (MES) angesiedelt, in der Unternehmensleitebene das Enterprise Resource Planning (ERP) System.

Der Bruch zwischen den Automatisierungsebenen (1 und 2) und den darüberliegenden Leitebenen (3 und 4) zeigt sich sowohl in der Granularität der Informationen als auch im zeitlichen Horizont, den Systeme der jeweiligen Ebenen betrachten. Sind für die unteren Ebenen ein hoher Detaillierungsgrad und ein Zeitraum von Millisekunden bis Minuten relevant, so bewegen sich MES-System mit deutlich weniger Informationen in einem Zeithorizont von Minuten bis Tagen oder Wochen. Ein ERP-System arbeitet hingegen mit stark aggregierten Daten und fokussiert sich auf Tage, Monate und sogar Jahre. Diese unterschiedlichen Ausrichtungen sind ein Grund für die Kluft zwischen der Automatisierungstechnik (OT) und der Business-IT.

Die Kluft überwinden

Ausschließlich technische Daten zu betrachten, die mit einer Automatisierungsplattform erfasst werden können, schränkt die Sicht auf einzelne Maschinen, deren Zustand und einzelne Prozessschritte der Produktherstellung ein. Welcher Artikel gerade produziert wird, für welchen Kunden und, ob es sich bei dem aktuellen Teil um Ausschuss handelt, ist in der Automatisierungsebene nicht bekannt. Dafür braucht es Informationen aus der darüberliegenden Business-IT. Ein MES weiß z.B., welcher Auftrag gerade läuft und welches Produkt hergestellt wird. Das MES erfasst sowohl die produzierte Menge als auch die jeweilige Qualitätseinstufung – Gutteil wie Ausschuss. In der nächsthöheren Ebene ist dem ERP bekannt, für welchen Kunden das Produkt hergestellt wird und wann es ausgeliefert werden soll.

Solange es sich um Standardprodukte handelt, und es nicht relevant ist, aus welcher Charge ein bestimmter Kunde beliefert wird, ist nur wenig Austausch zwischen der Business-IT und der Automatisierung nötig. Je komplexer die Anforderung an das Produkt und den Herstellungsprozess sind, desto wichtiger ist eine Schnittstelle zwischen den beiden Welten. Ein Beispiel: Ein Automobilzulieferer stellt Airbags her. Neben kundenspezifischen Vorgaben, benötigt der Automobilhersteller bestimmte Prozesswerte von der Herstellung des Airbags (z.B. die Luftfeuchte zum Zeitpunkt, an dem der Airbag in sein Gehäuse gepackt wurde). Dies muss für die Rückverfolgbarkeit dokumentiert werden und der Datenpunkt muss aus der Automatisierungsebene über ein MES ins ERP gelangen, um von dort aus an den Automobilisten kommuniziert werden zu können.

Früher und manchmal heute noch erfolgte diese Übergabe händisch auf Papier oder über Excel-Dokumente. Das war aufwendig und fehleranfällig. Abhilfe schafft eine digitale Schnittstelle zwischen der Automatisierung und der Business-IT. An dieser Stelle setzt die App Smart Factory Gateway von MPDV an. Sie verbindet die Automatisierungsplattform von Bosch Rexroth mit überlagerten Systemen der Business-IT, wie MES- oder ERP-System. So können relevante Daten zwischen beiden Welten ausgetauscht werden.

Das Smart Factory Gateway

Die App Smart Factory Gateway ist im CtrlX Store verfügbar und lässt sich nahtlos in die bestehende Umgebung der Automatisierungsplattform integrieren. Sie basiert auf standardisierten Webservices und offenen Schnittstellen (openAPI). So können Unternehmen jede Art von Business-IT-Systemen flexibel anbinden. Die Installation und Konfiguration folgt dem Low-Code-Prinzip – tiefgehende Programmierkenntnisse sind nicht nötig.

Der Smart Factory Gateway ordnet die erfassten Daten automatisch in ein standardisiertes, semantisches Informationsmodell mit dem nötigen Kontext ein. Das erleichtert gezielte Analysen dieser Daten. Unternehmen gewinnen so einen Überblick über ihre Fertigungsprozesse und können Optimierungspotenziale aufdecken und damit Kosten gezielt senken.



  • Unternehmen sehen Notwendigkeit für mehr IoT-Sicherheit

    Unternehmen sehen Notwendigkeit für mehr IoT-Sicherheit

    Das Internet der Dinge ist für viele Unternehmen in Deutschland sowohl eine Chance als auch ein Risiko, so das Ergebnis einer aktuellen Studie im Auftrag von Palo Alto Networks.

    mehr lesen: Unternehmen sehen Notwendigkeit für mehr IoT-Sicherheit

  • Gaia-X-Mitglieder unterzeichnen Gründungsurkunde

    Gaia-X-Mitglieder unterzeichnen Gründungsurkunde

    Die Gründungsmitglieder der Gaia-X-Initiative haben die Gründungsurkunden zur Gaia-X AISBL unterzeichnet. Interessierte Unternehmen und Initiativen sind aufgerufen, sich an der gemeinnützigen Vereinigung zu beteiligen.

    mehr lesen: Gaia-X-Mitglieder unterzeichnen Gründungsurkunde

  • TÜV-Verband fordert Regulierung von KI-Anwendungen

    TÜV-Verband fordert Regulierung von KI-Anwendungen

    Der TÜV-Verband fordert in einem Positionspapier KI-gestützte Anwendungen und Systeme — etwa automatisierte Fahrzeuge oder Roboter — in Abhängigkeit vom Risiko zu regulieren.

    mehr lesen: TÜV-Verband fordert Regulierung von KI-Anwendungen

  • Was es bei der Container-Nutzung zu beachten gilt

    Was es bei der Container-Nutzung zu beachten gilt

    Die Nutzung von Containertechnologien steigt, was aber gilt es bei der Auswahl zu beachten? Der Software-Entwickler Red Hat gibt Antworten darauf.

    mehr lesen: Was es bei der Container-Nutzung zu beachten gilt

  • Kulturelle Werte ebenso wichtig wie die technologische Innovation

    Kulturelle Werte ebenso wichtig wie die technologische Innovation

    Wenn Unternehmen Digitalisierungsprojekte angehen, tun sie dies oft mit einem externen Partner. Die Frage ist nur mit welchem? IFS hat in einer Studie ermittelt, welche Faktoren bei der Auswahl eine…

    mehr lesen: Kulturelle Werte ebenso wichtig wie die technologische Innovation

  • Software-as-a-Service für die Fertigung

    Software-as-a-Service für die Fertigung

    Die Komplexität des Maschinenparks erschwert es oft, geeignete Parameter für den optimalen Betrieb zu definieren. Hier kommt das Startup FactoryPal ins Spiel, das mit seiner KI-basierten Lösung Abhilfe schaffen will.

    mehr lesen: Software-as-a-Service für die Fertigung

  • Karl Tucholski ist Head of Business Development bei Prime Computer

    Karl Tucholski ist Head of Business Development bei Prime Computer

    Karl Tucholski ist neuer Head of Business Development bei Prime Computer für Deutschland und Österreich.

    mehr lesen: Karl Tucholski ist Head of Business Development bei Prime Computer

  • Nachhaltige Industrie durch neue Technologien

    Nachhaltige Industrie durch neue Technologien

    Bitkom-Studie Nachhaltige Industrie durch neue Technologien Deutsche Unternehmen gehen davon aus, dass Industrie 4.0-Technologien zu einer Reduktion des CO2-Ausstoßes beitragen können. Viele Unternehmen haben sich bereits eine Selbstverpflichtung zu Senkung…

    mehr lesen: Nachhaltige Industrie durch neue Technologien

  • Nach dem Lockdown setzt Erholung ein

    Nach dem Lockdown setzt Erholung ein

    Die Deutsche Wirtschaft erholt sich langsam. Bis das Vorkrisenniveau erreicht wird, könnte es laut Bundeswirtschaftsministerium noch bis 2022 dauern.

    mehr lesen: Nach dem Lockdown setzt Erholung ein

  • Maschinenbau rechnet 2020 mit Produktionsrückgang von 17 Prozent

    Maschinenbau rechnet 2020 mit Produktionsrückgang von 17 Prozent

    Der Maschinen- und Anlagenbau kämpft gegen die Folgen der globalen Corona-Pandemie, aber auch gegen einen nach wie vor belastenden Protektionismus im internationalen Handel. Hinzu kommt ein industrieller Wandel, der sich…

    mehr lesen: Maschinenbau rechnet 2020 mit Produktionsrückgang von 17 Prozent

  • Fraunhofer IFF baut Forschungsstandort aus

    Fraunhofer IFF baut Forschungsstandort aus

    Das Fraunhofer IFF baut eine neue Forschungsfabrik im Magdeburger Wissenschaftshafen. Diese soll im Herbst 2021 fertig sein und neue Forschungsschwerpunkte beheimaten.

    mehr lesen: Fraunhofer IFF baut Forschungsstandort aus

  • KIT forscht an 6G-Technologien

    KIT forscht an 6G-Technologien

    Ein am KIT in Karlsruhe entwickeltes Konzept soll hohe Datenübertragungsraten bei niedrigen Kosten ermöglichen — für die sechste Generation des Mobilfunks. Dabei haben die Forscher die bislang höchste Datenrate in…

    mehr lesen: KIT forscht an 6G-Technologien