„Frühzeitig wurden die Weichen richtig gestellt“

Von Michael Corban, Chefredakteur elektro Automation

Erste Ermüdungserscheinungen rund um die Industrie-4.0-Diskussion sind rund fünf Monate nach Ende der Hannover Messe nicht von der Hand zu weisen. Wer nach ersten Ansätzen in der Praxis sucht – etwa der wesentlich weitergehenden Vernetzung von Fertigungsanlagen mit ERP-Lösungen, um nur ein Beispiel zu nennen –, wird allerdings fündig. „Unsere Intralogistik in Eggelsberg ist natürlich komplett mit unseren Komponenten automatisiert, arbeitet aber Hand in Hand mit unserer SAP-ERP-Lösung zusammen“, berichtet Frank Winter, Geschäftsführer von B&R Deutschland. „All die vielen, in Lägern üblicherweise anzutreffenden Positionierachsen werden also letztlich aus dem SAP gesteuert, die Intralogistiker sind hier Vorreiter.“ Kommen beispielsweise Zulieferteile am B&R-Stammsitz im österreichischen Eggelsberg an, steuert das SAP die Einlagerung – und damit am Ende auch die Servoantriebe etwa des automatischen Kleinteilelagers.

„Dass wir das heute so locker umsetzen können, beruht auf zwei grundlegenden Weichenstellungen vor mehr als zehn Jahren, also noch vor dem Auftauchen des Begriffes Industrie 4.0“, fährt Winter fort. „Dabei handelt es sich um die Entwicklung eines durchgängigen Programmierwerkzeugs und die Entscheidung für ein Ethernet-basierendes Echtzeit-Kommunikationssystem.“

„Auf diesen beiden Säulen baut auch unser Angebot hinsichtlich der Antriebstechnik auf“, betont der B&R-Manager. „Das wird bei der Betrachtung von Safety-Aspekten sehr deutlich: Hier ist die Reaktionszeit entscheidend – denn der Antrieb fährt ja.“ Ein schnelles Ethernet-System sei deshalb die Voraussetzung, um Antriebs- und Steuerungstechnik zusammen zu beherrschen. Interessant dabei: „Die Entscheidung für Powerlink fiel, bevor wir unseren ersten Servoverstärker im Programm hatten.“

Mit Echtzeitdaten arbeiten zu können, ist auch eine Eigenschaft des Prozessleitsystems Aprol. „Fallen Daten im Feld an, können wir diese über Ethernet Powerlink schnell verarbeiten“, so Winter weiter. „Das macht uns heute die Umsetzung von Industrie-4.0-Konzepten leicht.“ Einen ersten Schritt kann der Anwender etwa mit der Komplettlösung ‚Aprol EnMon‘ machen – einer Lösung für das Energie-Monitoring. „Die Unternehmen suchen ja nach Möglichkeiten, den Energieverbrauch zu reduzieren – ohne dabei Abstriche hinsichtlich der Qualität in Kauf nehmen zu müssen.“ Schnelle Produktwechsel und kleinere Losgrößen machen das nicht einfacher. „Um diese Aspekte über die Automatisierung in den Griff zu bekommen, muss ich zunächst Erkenntnisse gewinnen – und das geht nur über Daten aus dem Feld“, betont Frank Winter. „Auf dieser Grundlage kann ich dann die richtigen Entscheidungen treffen.“

Im Gegensatz zu der (noch) eher Hardware-lastigen Steuerungstechnik lassen sich übrigens bei Softwarelösungen wie Aprol neue Funktionen leicht durch ein Update der Software realisieren. „Mittels ‚Performance-Monitoring‘ können beispielsweise Materialeinsatz, Energieaufwand, Produktionszeit und Materialstückkosten im Verbund deutlich reduziert werden“, so der B&R-Chef. Dass sich dieses Vorgehen auch Maschinen- und Anlagenbauer zu Nutze machen können – und damit einen weiteren Industrie-4.0-Aspekt umsetzen können – zeigt das Beispiel großer Druckmaschinen. Hier nutzen die Hersteller bereits die Möglichkeit, die Leistung der gesamten Maschine über ein Update der Leitrechner-Software zu steigern. „Dabei muss man sich vor Augen halten, dass im Zuge dieses Updates auch alle Steuerungsprogramme sowie Bedienpaneloberflächen auf den neuesten Stand gebracht werden – was voraussetzt, dass die Konstruktion gut durchdacht ist.“ Schließlich muss nach dem Update die Maschine auch wieder anlaufen. Der Mechanismus dahinter – per Software selbst in komplexen Anlagen neue Funktionalitäten zu ermöglichen – wird aber durch die Vernetzung von Fertigungsanlagen in Industrie-4.0-Szenarien sehr interessant.

Trennen muss man an dieser Stelle natürlich klar das Angebot eines Automatisierungsanbieters wie B&R von dem Anwendungs-Know-how des Maschinenherstellers. Denn die Funktionalität der Druckmaschine bestimmt der Maschinenbauer – auch wenn er zur Steuerungsprogrammierung auf B&R-Funktionsbibliotheken zugreifen kann. „Das Verfahrens-Know-how liegt bei ihm, wir stellen nur die Werkzeuge für die Programmierung bereit“, macht Winter klar. Als besonders hilfreich erweist sich an dieser Stelle übrigens das Konzept der Applikations-Module, das B&R mit Version 4 von Automation Studio vorgestellt hat. Der Kerngedanke dahinter ist, dass die Steuerungslogik modular, parallel zum Maschinenaufbau entstehen kann – und damit auch sehr komplexe Projekte leichter beherrschbar sind (für weitere Details siehe elektro Automation 7-8/2013, S. 30).

Betrachtet man sowohl das Energie-Monitoring mit Aprol EnMon als auch die Weiterentwicklung von Druckmaschinen per Software-Update, lassen sich beide Aspekte auch losgelöst vom physischen Standort einer Fertigungsanlage oder Maschine nutzen. Das Energie-Monitoring kann über die weltweite Vernetzung auch Standort-übergreifend betrieben werden – wo die dazu erforderliche EDV angesiedelt ist, spielt letztlich keine Rolle. Denn über den entsprechenden Controller lassen sich Sensordaten weltweit bereitstellen und abrufen. Analog gilt das auch für das Update der Leitrechner-Software, auch das kann per Fernwartung erfolgen – was in der Praxis auch anzutreffen ist. „An dieser Stelle wird klar, dass für darauf aufbauende, vernetzte Industrie-4.0-Konzepte auch die Security gegeben sein muss – also der Schutz vor unberechtigten Zugriffen gewährleistet ist“, erläutert Winter.

Neben dem Schutz vor Manipulation spielt die Security auch beim Know-how-Schutz eine entscheidende Rolle. Mit dem steigenden Software-Anteil in Maschinen und Anlagen ist natürlich auch das Know-how des Herstellers zu einem immer größeren Anteil in der Software gespeichert. Und da sich Software leicht kopieren lässt, könnte man theoretisch die Steuerungslogik auslesen und auf einen ‚leeren‘ Controller übertragen. „Um beides – sowohl die Manipulation als auch Kopiervorgänge und damit letztlich das Reverse Engineering – zu unterbinden, arbeiten wir seit letztem Jahr mit Wibu-Systems zusammen“, betont Frank Winter abschließend. „Denn so ist der Programmcode vor zahlreichen Angriffen geschützt – er kann weder auf andere Zielsysteme kopiert oder analysiert werden.“

„Die Basis für die Umsetzung von Industrie-4.0-Konzepten haben wir bereits vor rund 15 Jahren gelegt – das macht es uns heute leicht.“

Mit einer Komplettlösung für das Energie-Monitoring wie Aprol EnMon können Anwender nicht nur ihre Energiekosten in den Griff bekommen und senken, sondern gleichzeitig die immer strengeren Anforderungen an ein modernes Umweltmanagement erfüllen. Das B&R-System senkt dabei den Engineering-Aufwand, da es fertig installiert auf einem Box-PC verfügbar ist und nach Konfiguration einiger Parameter bereits Daten erfassen kann. Gleichzeitig bietet die Lösung die Möglichkeit, Analysen durchzuführen. Wird beim Energie-Monitoring die gesamte Fertigung miteinbezogen, lässt sich der Energieeinsatz unternehmensweit optimieren – und damit sinken letztlich Kosten und Umweltbelastung.