Anzeige: Industrie 4.0 – warum sich der CIO bald die Hände schmutzig machen wird

Was sich genau hinter dem Begriff „Industrie 4.0“ verbirgt, wird in der IT und der produzierenden Industrie derzeit lebhaft diskutiert. Einig ist man sich, dass hiermit die Kosten von Produktionsprozessen sinken werden und dadurch die Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen steigt. Die grundlegenden Inhalte drehen sich daher um Flexibilisierung, Beschleunigung und Transparenz. Es geht darum, die traditionell starren, auf eine einzige Funktion ausgerichteten Fertigungssysteme mit Hilfe von digitaler Kommunikation flexibler zu gestalten. Gleiches gilt unter anderem für Arbeitsprozesse, Ressourcenplanung, Teilemanagement und Logistik.

Für den Techniker bedeutet Industrie 4.0: Jedes noch so kleine Element in der Fertigungsstraße ist über eine IP-Adresse ansprechbar. Die Informationstechnik macht also nicht mehr bei der CNC-Steuerung halt, sondern bindet diese Produktionstechnik noch enger in die bereits bestehende Unternehmens-IT ein. Dadurch entstehen hochflexible Produktionsprozesse, die in Echtzeit überprüft und gesteuert werden.

Als Bremsklötze bei der Umsetzung könnten sich die IT-Sicherheit, fehlende Normen und Standards sowie der hohe Qualifizierungsbedarf der Mitarbeiter erweisen. Doch auch wenn die intelligente Fabrik im Moment noch vage definiert ist, tun Unternehmen gut daran, die Basis für eine stärkere Vernetzung auf der Produktionsebene zu schaffen. Eine Basis, die sowohl skalierbar und damit flexibel ist, als auch die notwendige Verfügbarkeit garantieren kann. Denn eines ist klar: Je stärker in der Produktion Funktionen genutzt werden, die auf Vernetzung beruhen, desto wichtiger wird es sein, das Netz zuverlässig und in jeder Situation bereitzustellen sowie den bestmöglichen physischen Schutz zu gewährleisten. Sehr hohe Verfügbarkeit ist genauso untrennbar mit Industrie 4.0 verbunden wie Sensoren und ein Netzwerkanschluss in jedem Endgerät.

Erst mit durchgängig IT-gestützten Wertschöpfungsketten gewinnt die produzierende Industrie an Geschwindigkeit und erhöht die Flexibilität. Ein neu veröffentlichtes Whitepaper von Rittal zeigt, warum die IT eine Schlüsselrolle bei Industrie 4.0 übernimmt und wie Unternehmen die hierfür benötigten Infrastrukturen realisieren können.

Mehr IT in die Fabrik schaffen

Die IT-Umgebung wird sich vom klassischen Rechenzentrum in immer mehr Unternehmensbereiche ausweiten: zukünftig stecken intelligente Geräte in jedem Maschinen- und Hallenverteiler. Die Daten und Verbindungen dieser Systeme müssen etwa in heißen und staubigen Produktionsumgebungen genauso geschützt werden wie die Informationen in den IT-Schränken im Rechenzentrum. So müssen bereits die Kleingehäuse bei den Produktionsanlagen mit in das Schutzkonzept aufgenommen werden, um diese Geräte zuverlässig gegen EMV-Einstrahlung abzuschirmen. Zudem müssen sämtliche Gehäuse Vibrationen zuverlässig widerstehen und natürlich Staub, Schmutz und Flüssigkeiten abhalten. Hierfür sind Server- und Netzwerkschränke notwendig, die die Schutzart IP 55 unterstützen.

Intelligente Kontrollgeräte in den Gehäusen und Schränken wie das Rittal Computer Multi Control (CMC) III können die Überwachung vernetzten Komponenten übernehmen – nicht nur in Bezug auf Umgebungsparameter wie zu hohe Temperaturen oder Feuchte, sondern auch auf unerlaubte Zugriffe hin. Die Daten und weitere Informationen aus der Produktionsebene werden an eine zentrale Instanz geliefert.

Stärkerer Fokus auf sichere Gehäusetechnik

Wichtig ist auch, dass unterschiedliche Kabelmedien sicher verlegt werden können. Bei den großen Distanzen, die normalerweise in Produktionshallen überbrückt werden müssen, kommen häufig Glasfaserkabel zur Anbindung an die nächste Verteilerstufe zum Einsatz. Diese Kabel erfordern relativ große Biegeradien, die penibel einzuhalten sind. Sobald aktive Netzwerkkomponenten in den Gehäusen eingebaut sind, wird auch die Kühlung oder Klimatisierung ein Thema, denn es gilt, einen Maschinenstillstand durch Überhitzung und damit einhergehende Produktionsausfälle zu vermeiden. Durch die Dichtigkeit der Gehäuse wird es schwieriger, Abwärme einfach über einen Lüfter nach außen zu transportieren. Nicht in jedem Fall ist das über Filter und intelligent angebrachte Auslässe möglich. Dann müssen Kühlsysteme zum Einsatz kommen, die die Wärme am Ort der Entstehung aufnehmen, über ein Kühlmedium abtransportieren und an einer anderen Stelle an die Umgebung abgeben.

Angesichts von Industrie 4.0 gewinnt das Rechenzentrum im Unternehmen zunehmend an Bedeutung. Hier lagern nicht nur Daten, Anwendungen und Kundeninformationen – die erfassten Daten aus der Produktionsumgebung müssen auch gespeichert und weiter verarbeitet werden.

Sicherheit benötigt ebenfalls Stufe 4.0

Wer seine Produktionsstandorte hochgradig automatisiert und vernetzt, muss natürlich auch die IT-Sicherheit auf den Level 4.0 bringen. Hier besteht für produzierende Unternehmen ein enormer Handlungsbedarf, der über klassische IT-Sicherheitsmaßnahmen wie Firewalls hinausgeht. Die vernetzten Komponenten in der Produktionsumgebung müssen überwacht werden, und zwar nicht nur in Bezug auf Umgebungsparameter wie zu hohe Temperaturen oder Feuchte, sondern auch auf unerlaubte Zugriffe hin. Intelligente Kontrollgeräte in den Gehäusen und Schränken sollten diese Aufgabe übernehmen und weitere Informationen aus der Produktionsebene an eine zentrale Instanz liefern. Darüber hinaus müssen auch so simple Vorgänge wie das Öffnen von Türverriegelungen der IT-Schaltschränke in den Produktionshallen in einer Überwachungszentrale angezeigt werden.

Stark vereinfacht könnte man sagen, dass Industrie 4.0 eine IP-Adresse für jedes noch so kleine Element in der Fertigungsstraße, bis hinunter zu 24 Volt Stromversorgung auf der Hutschiene, nach sich zieht. Die Unternehmen der Automobilindustrie mit mehr als 500 Mitarbeitern gelten als Industrie 4.0-Pioniere.

Rechenzentrum wird zum Dreh- und Angelpunkt

Für das Rechenzentrum bedeutet das eine erhebliche Ausweitung der Aufgaben. Die von Industrie 4.0-Komponenten erfassten Daten müssen gespeichert und durch neue Anwendungen verarbeitet und weitergeleitet werden. Manufacturing Execution Systeme (MES) dürften in Zukunft für die Produktionssteuerung und Optimierung an Bedeutung gewinnen. Zusammen mit Informationen von Zulieferern und anderen Unternehmensdaten entwickeln sich die Dienste des Rechenzentrums zum Dreh- und Angelpunkt der gesamten Organisation.

Wie eine Untersuchung des Marktforschungsunternehmens IDC im Auftrag von Rittal ergab, werden diese Veränderungen hauptsächlich in den eigenen Rechenzentren stattfinden (Download: www.rittal.de/it-marktstudie). Zwar würden 60% der Unternehmen die neuen Anforderungen gerne mit Kapazitäten aus der Public oder Hybrid Cloud umsetzen, jedoch schrecken viele noch vor den Risiken zurück. On-Premise-Rechenzentren rücken daher in der IT-Strategie wieder in den Vordergrund, um die Veränderungen umzusetzen, die Industrie 4.0 mit sich bringt.

Das modulare, standardisierte Rechenzentrum RiMatrix S von Rittal unterstützt die Anforderung von Unternehmen nach mehr Agilität und Skalierbarkeit: Vorgedachte, vorzertifizierte Module bieten eine hohe Planungssicherheit und eine einfache Einbindung in die jeweilige bauseitige Kundensituation.

Whitepaper Industrie 4.0 von Rittal

Ein neues Whitepaper von Rittal zeigt, wie Unternehmen eine moderne Industrie 4.0-Infrastruktur aufbauen. Leser erhalten praxisorientierte Vorschläge für erste Projekte. Eine exemplarische IT-Infrastruktur zeigt, wie IT und Fertigung miteinander verbunden sind und welche Abhängigkeiten zwischen den Bereichen Büro und Fabrik bestehen.

Das Whitepaper „IT-Infrastruktur im Kontext von Industrie 4.0“ von Rittal steht hier zum Download bereit www.rittal.de/whitepaper.