Plattform öffnet Automatisierern und Anlagenbetreibern neue Wege

Anlagenanbindung vom Feld zur Cloud

Bereits die Grundfunktionen bieten eine Fülle an neuen Möglichkeiten, Vorgänge weit über die technischen Prozesse hinaus zu verbessern. Bild: Ubix

Anlagenbetreiber in der Fabrik- und Prozessautomation, der Energie- und Wasserwirtschaft arbeiten mit Systemen, die über Jahre gewachsen sind. Sollen Daten von verteilten Anlagen zentral gesammelt und ausgewertet werden, ist das eine Herausforderung: sichere Punkt-zu-Punkt Verbindungen erfordern IT-Knowhow auf beiden Seiten und auch Cloud-Lösungen müssen erst einmal sicher mit der Anlage verbunden werden. Ein Automatisierer möchte sich jedoch primär um seine Prozesse kümmern und nicht um IT-Infrastruktur und IT-Security. Sein Traum: eine einfache, skalierbare Komplettlösung von der Feldebene bis zur Cloud. Mit einer industriellen Cloud-Plattform ist diese Hürde leicht zu nehmen und der Anwender lernt schnell die vielen neuen Möglichkeiten und Synergieeffekte zu schätzen, die sich dadurch ergeben.

Es gibt viele Gründe für Cloud-Lösungen, um anspruchsvolle Aufgaben aus den Bereichen Anlagenbau und Betrieb, Industrie, Energieerzeugung und Management etc. schnell und sicher zu meistern. Die Bandbreite reicht von der Fernüberwachung entlegener Maschinen, Automaten und Anlagen bis zum Management komplexer virtueller Kraftwerke. Weil bei einer skalierbaren Cloudlösung der Anwender nur das bezahlt, was er auch nutzt, lohnt sich eine Implementierung auch bei kleineren Lösungen und das System wächst mit den Kundenwünschen einfach mit. Zudem gehören Softwareupdates, Backups und Pflege von Hardware der Vergangenheit an.

Dezentrale Anlagen im Griff

Über die Cloud gesteuert: rund 100 Blockheizkraftwerke über die Republik verteilt im Blick. Bild: Ubix

Über die Cloud gesteuert: rund 100 Blockheizkraftwerke über die Republik verteilt im Blick.

Ein typisches Anwendungsszenario finden wir in dezentralen Anlagen ganz unterschiedlicher Branchen. Servicetechniker sind hier im Regelfall nicht mehr direkt vor Ort; das erfordert es, auch bei der Anlagenbetreuung neue Wege zu beschreiten. Ein Beispiel dafür sind Blockheizkraftwerke (BHKW). Vor Ort eingesetzt aber zentral überwacht zeigen sie, welche Vorteile eine Cloudplattform hier bieten kann: Ein Betreiber von rund 100 BHKW über die Republik verteilt, nutzt die Cloud-Plattform von UBIX um von zentraler Stelle aus die Anlagen zu steuern. Sämtliche Alarmierungsmeldungen, die Visualisierung der Prozesse sowie die Steuerung der Anlagen sind dabei zentral zusammengefasst. Von der Leitwarte aus werden der Strom- und Wärmebedarf für verschiedene industrielle Prozesse oder Liegenschaften ermittelt und entsprechend die Kraftwerke gesteuert. Die vorausschauende Planung erlaubt die Personalstärke des Betreibers klein zu halten. Bei Bedarf kann er dann über die Cloud, z.B. bei Wartungsmaßnahmen oder Störungen lokale Servicepartner beauftragen oder diese direkt in seine Prozesse einbinden.

Cloud schafft Mehrwert

Das Beispiel ist typisch: Die Cloud-Plattform löst nicht nur ein Problem, sondern der Anwender entdeckt dabei auch, welch enormes Zusatzpotential die Lösung bietet. In diesem Fall nutzt der BHKW-Betreiber nun auch das Reporting-Modul und stellt seinen Endkunden sehr einfach und automatisch regelmäßige Berichte über Wärme- und Strombelieferung zur Verfügung. Bereits die Grundfunktionen Monitoring & Control, Trendgraphen, Dashboards, Visualisierung, Alarme & Eskalation und eben auch Reports bieten eine Fülle an neuen Möglichkeiten Vorgänge weit über die technischen Prozesse hinaus zu verbessern, wenn man sie miteinander kombiniert, beispielsweise automatische Abrechnungen oder die Anbindung an ERP- und CRM-Systeme. Im Beispiel aus der Energiewirtschaft werden Zählerdaten für Abrechnung und Energiecontrolling automatisch in verschiedene EDV-Systeme übertragen, z.B. um Rechnungen zu erstellen, das Ortsstromnetz zu optimieren (smart grid), BHKW-Laufzeiten anzupassen und vieles mehr.

Die weltbesten Tools nutzen

Die ubix-Plattform löst nicht alle Probleme selbst, sondern integriert auch Softwarelösungen von Drittanbietern. Der Anwender kann so immer die beste Software für die jeweilige Aufgabe nutzen. Bild: Ubix

Die ubix-Plattform löst nicht alle Probleme selbst, sondern integriert auch Softwarelösungen von Drittanbietern. Der Anwender kann so immer die beste Software für die jeweilige Aufgabe nutzen.

Treibt man diesen Plattform-Gedanken auf die Spitze, kommt man zum Thema „Shareconomy“. Das ist die Idee, Ressourcen zu teilen und dadurch effizienter zu nutzen. Mit Software ist solch ein Teilen einfacher möglich als mit Autos oder Übernachtungsmöglichkeiten, vorausgesetzt es gibt eine Plattform dafür. Bei der ubix-Plattform ist genau das vorgesehen. Ihre Mächtigkeit besteht darin, dass sie nicht alle Probleme selbst löst, sondern Software von Drittanbietern integriert werden kann und soll. So kann beispielsweise ein industrieller Kunde das weltbeste Predictive Maintenance Werkzeug wählen, das auf seine sehr speziellen Anforderungen optimiert wurde. So hatte ein weiterer Anwender den Wunsch, mehr über den Wartungszustand seiner Armaturen in einem Produktionsprozess zu erfahren.

Klassische Cloudlösung, Betriebsdaten mit mehreren Nutzern teilen. Bild: Ubix

Klassische Cloudlösung, Betriebsdaten mit mehreren Nutzern teilen.

Hierzu wurden zusätzlich zur konventionellen Leittechnik über ubix Daten erfasst und für das Betriebspersonal unter Wartungsgesichtspunkten visualisiert. Die Übertragung der Wartungsdaten ist aus Sicherheitsgründen von den Kommunikationswegen der Leittechnik komplett getrennt. Der Kunde hat nun ein mächtiges Werkzeug zur Hand, mit dem er ungeplante Stillstände vermeiden und die Anlagenverfügbarkeit erhöhen kann. Und wenn morgen eine bessere Software auf den Markt kommt, hat er die Flexibilität auch diese anzubinden und zu nutzen.

Wie bringe ich die Maschine in die Cloud?

Das Gateway als integraler Bestandteil der Cloudlösung. Hier wurde IT-Wissen in eine Hardware gegossen, die einfach per Plug-and-play angeschlossen werden kann. Bild: Ubix

Das Gateway als integraler Bestandteil der Cloudlösung. Hier wurde IT-Wissen in eine Hardware gegossen, die einfach per Plug-and-play angeschlossen werden kann.

Bei jeder Cloudplattform stellt sich für den Anwender jedoch ganz praktisch die Frage nach der „letzten Meile“. Beim „Anschluss“ der Maschine oder Anlage an die Cloud ist der Automatisierer oft auf sich selbst gestellt. Zudem ist er meist kein Spezialist für IT, Sicherheit, etc. Für die Cloudspezialisten aus Flensburg gehört daher das Gateway als integraler Bestandteil zur Lösung dazu. Hier wurde alles IT-Wissen in eine Hardware gegossen, die einfach per Plug-and-play angeschlossen werden kann. Im Regelfall bedeutet das: Modul einsetzen, an den Anlagenbus und das Internet anschließen und die Kommunikation wird automatisch eingerichtet. Für die Akzeptanz beim Automatisierer ist es zudem wichtig, dass die Nutzung der kompletten Plattform den üblichen Automatisierungs-Tools ähnelt und sich nicht wie eine fremde IT-Welt anfühlt. Der Praktiker vor Ort sucht eine Lösung mit der er einfach, gut und günstig die Vorteile einer Cloud nutzen und sich dabei weiter auf seine Aufgaben konzentrieren kann.

Neue Geschäftsmodelle möglich

Cloudlösungen vereinfachen aber nicht nur das Management verteilter Anlagen, sondern ermöglichen Unternehmen auch durch neue Geschäftsmodelle Kunden zu binden. So nutzt ein Hersteller von Großpumpen ubix und bietet seinen Kunden über die Cloud einen erweiterten Service an. Hierzu gehören Hilfe im Störungsfall, Updates und Änderungen an den Pumpensteuerungen, Wartungsoptimierung und Verschleißteileservice. Zudem verwendet er die erfassten Daten in seiner Qualitätssicherung. Die Datensätze einzelner Pumpen aus definierten Anwendungen dienen dabei zur kontinuierlichen Verbesserung der Produkte. Die Pumpen kommunizieren über eigene Mobilfunkverbindungen in die Cloud. Es besteht also keine Verbindung zu den Netzwerken des Endkunden, bei dem die jeweilige Pumpe betrieben wird. So kann die Cloudlösung schnell auf bestehende Anlagen quasi aufgesetzt werden, ohne die vorhandene IT-Infrastruktur zu tangieren. Das Alltagsgeschäft läuft dabei weiter.

Maschinen mit Mehrwert sind ein interessantes Model, noch weiter geht der Ansatz statt der Pumpe nur deren Leistung, also gepumptes Volumen, zu verkaufen. Auch ein solches Geschäftsmodell lässt sich mit der beschriebenen Lösung leicht realisieren. Die Betriebsdaten werden einfach erfasst mittels ubix und z.B. zur Rechnungserstellung und Optimierung genutzt. Der Pumpennutzer bezahlt dann beispielsweise monatlich das bewegte Volumen und hat eine genau kalkulierbare Kostenstruktur in seiner Produktion.

Die Zukunft hat erst begonnen

Cloudlösungen sind inzwischen „gesellschaftsfähig“ geworden. Anwender erkennen zunehmend den Nutzen und gewöhnen sich an den Gedanken, dass nicht alles auf dem eigenen Server passiert. Aktuelle Virusangriffe zeigen zudem, dass auch vor Ort installierte Systeme durchaus angreifbar sind. Da kann eine gut gewartete und gesicherte Cloud-Lösung die bessere Wahl sein gegenüber einer „mangelhaft“ gepflegten EDV in eigenem Betrieb.

Aktuell lässt sich nur erahnen, welche Potentiale noch in Cloudplattformen, Shareconomy und darauf basierenden Geschäftsmodellen schlummern. Der Nutzen geht weit über die reine Vernetzung hinaus. Nicht nur verteilte Anwendungen, auch ein lokaler Zusammenschluss vieler verschiedener Systeme über den einheitlichen „Cloud-Überbau“ bieten neue Möglichkeiten. Die Kreativität der Nutzer wird durch den modularen Aufbau der Software und ein flexibles Pay-per-Use-Abrechnungsmodel unterstützt.

Über UBIX
Die UBIX GmbH ist eine Ausgründung der Bilfinger Greylogix mit 25 Mitarbeitern und Sitz in Flensburg mit dem Ziel die Automatisierungsplattform ubix zu vertreiben. Mit der Ausgründung ist die SAMSON AG als bekannter industrieller Partner in die ubix GmbH eingestiegen mit einer klaren Strategie der Digitalisierung in der Industrie. Die industrial Internet-of-Things-Plattform (IIoT) ubix wurde seit 2011 von Bilfinger Greylogix entwickelt und ist heute in den Bereichen Energiewirtschaft, Prozessindustrie und Maschinenbau im Einsatz. Hauptzweck der Anwendung: Anlagen über ein IIoT-Portal dezentral steuern und zugleich die Performance und den Betrieb optimieren. Die modular aufgebaute Plattform liefert branchenübergreifend hohe Flexibilität, Konnektivität und Skalierbarkeit, um die Anlageneffizienz zu steigern und Instandhaltungskosten zu senken. Der cloudbasierte Software-as-a-Service-Ansatz reduziert im Vergleich zu konventionellen Steuerungs- und Überwachungslösungen die Einstiegs- und Betriebskosten deutlich und ist so auch für den Einsatz in kleineren Anlagen geeignet. Softwareaktualisierung und bei Bedarf Expertenhilfe für die Anbindung an die Cloud vor Ort runden den Service ab.

Weitere Informationen zum Thema finden Sie unter https://www.ubix.de/

Alle Bilder: UBIX

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Torsten Kraemer

Head of Department ubix. PROJECTS. SOLUTIONS.

Andreas Zeiff

Andreas Zeiff

Studium des Chemie-Ingenieurwesens und der Chemie, Beschäftigung mit Elektronik, berufliche Tätigkeit im Maschinenbau, seit Ende 1998 journalistisch tätig für das Redaktionsbüro Stutensee.

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