Internet of things – Internet der Dinge

Nach Mechanisierung, Elektrifizierung und Informatisierung der Industrie läutet der Einzug des Internets der Dinge und Dienste in die Fabrik eine 4. Industrielle Revolution ein. Unternehmen werden zukünftig ihre Maschinen, Lagersysteme und Betriebsmittel als Cyber-Physical Systems (CPS) weltweit vernetzen. Diese umfassen in der Produktion intelligente Maschinen, Lagersysteme und Betriebsmittel, die eigenständig Informationen austauschen, Aktionen auslösen und sich gegenseitig selbstständig steuern. So lassen sich industrielle Prozesse in der Produktion, dem Engineering, der Materialverwendung sowie im Lieferketten- und Lebenszyklusmanagement grundlegend verbessern. In den neu entstehenden Smart Factory herrscht eine völlig neue Produktionslogik: Die intelligenten Produkte sind eindeutig identifizierbar, jederzeit lokalisierbar und kennen ihre Historie, ihren aktuellen Zustand sowie alternative Wege zum Zielzustand.

[Quelle: Abschlussbericht des AK Industrie 4.0]

Enabler: Drahtlose Verbindungen – Funknetze

Natürlich müssen alle Geräte in der Welt des IoT (Internet of Things“) mit dem Internet verbunden sein. Sehr viele sind drahtlos verbunden. Viele sind „mission critical“, also immens wichtig, daher muss die Funkverbindung harte Anforderungen an Verfügbarkeit, Stabilität und Schnelligkeit erfüllen.

Derzeit sind die meisten M2M (machine-to-machine) Verbindungen über GSM realisiert. Dieses hat viele Vorteile: firmenunabhängige Funkinfrastruktur, preisgünstige und sichere Technologie und hohe Kompatibilität.

Allerdings ist GSM in vielen Fällen nicht die beste Wahl. GSM hat eine geringe Bandbreite und begrenzte Reichweite, ist nicht redundant und hat manchmal Probleme bei der Zuverlässigkeit. Heutzutage werden z. B. für die Fernwartung und den lokalen Ingenieursupport höhere Datenraten benötigt. Die Kontrolle moderner Maschinen erfordert höhere Zuverlässigkeit und niedrige Latenzzeiten, es wird nahezu Support in Echtzeit benötigt.

Zuverlässigkeit & Redundanz

brown-iposs hilft, die Zuverlässigkeit und Redundanz bei drahtlosen M2M-Verbindungen durch zugeschnittene Lösungen sicherzustellen. Eine Kombination von GSM und WLAN kann hohe Datenraten und Redundanz kombinieren. Sende- und Empfangseinheiten ohne Batterien können die Zuverlässigkeit erhöhen – und gleichzeitig den Wartungsaufwand reduzieren. Mit der Kombination mehrerer Gateways mit eingebauter Ausfallintelligenz verringert sich ebenso der Wartungsaufwand und kann neue „single-point-of-failure“ in der Infrastruktur verhindern.

In allen Fällen ist sorgfältige Analyse, Design und Planung notwendig, um später im Betrieb des Funknetzes ungewünschte Überraschungen zu vermeiden. Die Planung drahtloser Infrastruktur für Industrie 4.0 mag eine Standard WLAN-Planung sein – ist es aber typischerweise nicht. Die Realisierung der Funkinfrastruktur muss an die Anforderungen der Produktionsanlagen angepasst werden.

Herausforderung: Sicherheit

Eine weitere Herausforderung des „Internet of Things“ – und insbesondere für die Funk-Infrastruktur – ist die Sicherheit. Sicherheit hat viele Aspekte, z. B. Datensicherheit und Integrität der Verbindungen. Daher ist die Ende-zu Ende-Verschlüsselung ein Muss für alle sensiblen Daten und vor allem dem Anwendungslayer. Verbindungsintegrität erfordert eine stabile physikalische Übermittlung, die gegen Interferenzen und Peak-Fehler resistent ist. Mission-critical-Verbindungen sollten redundant ausgelegt sein.

Die Fachleute von brown-iposs kennen viele Aspekte von drahtlosen M2M-Lösungen und müssen die Anforderungen von modernen Produktionsanlagen kennen. Die vielen – und teilweise widersprüchlichen – Anforderungen von M2M können nur durch eine sorgfältige Infrastrukturplanung erfüllt werden. Unsere Erfahrung und unser Expertenwissen gibt uns die Möglichkeit, unseren Kunden die beste Lösung zu geben, unter Berücksichtigung von Kosten, Effizienz und Zuverlässigkeit.