Lösungen
Intelligenter Industriebetrieb
Die Fertigung mit den Entscheidungen verbinden, die Ausbringung, Qualität und Verfügbarkeit bestimmen.
01 · Das geschäftliche Problem
Werke der Fertigungs- und Prozessindustrie erzeugen enorme Datenmengen, doch ein Großteil davon verlässt nie die Steuerungsebene. SPS, Historians und SCADA-Systeme wurden installiert, um Anlagen sicher am Laufen zu halten – nicht, um Informationen standortübergreifend oder mit Unternehmenssystemen zu teilen. Jede Linie nutzt unter Umständen andere Hersteller und Protokolle, und Integration bedeutete bislang individuelle Punkt-zu-Punkt-Lösungen, die nur wenige Menschen verstehen. Ingenieure exportieren Tabellen, um Probleme zu untersuchen, und Werksleiter warten auf Schichtberichte, um zu erfahren, was bereits geschehen ist.
Die Folge ist ein reaktiver Betrieb. Die Instandhaltung folgt festen Intervallen oder reagiert auf Ausfälle, Qualitätsabweichungen werden erst bei der Endprüfung statt an der Quelle entdeckt, und der Energieverbrauch erschließt sich vor allem über die Rechnung des Versorgers. Der Konzernleitung fällt es schwer, Werke zu vergleichen, weil Definitionen voneinander abweichen und die Daten inkonsistent sind. Gleichzeitig wirft die Anbindung der Betriebstechnik (OT) an IT-Netze berechtigte Bedenken hinsichtlich Betriebssicherheit und Cybersicherheit auf, die sich nicht erst im Nachhinein behandeln lassen.
02 · Lösungsvorschlag
Wir entwickeln eine industrielle Datenplattform, die Signale aus SPS, Historians, SCADA und Sensoren über sichere Edge-Gateways erfasst, sie in Bezug zu Anlagen, Linien und Fertigungsaufträgen setzt und den Menschen und Systemen bereitstellt, die sie benötigen. Die Steuerung bleibt dort, wo sie hingehört: Die Plattform liest, analysiert und informiert, ohne in den deterministischen Anlagenbetrieb einzugreifen.
Auf dieser Grundlage liefern wir Anwendungen für Echtzeit-Transparenz über Leistung und OEE, für Zustandsüberwachung und vorausschauende Instandhaltung, Qualitätsrückverfolgbarkeit und Energieeinblicke. Die Daten fließen über kontrollierte Schnittstellen nach oben in MES, ERP und Analyseplattformen und geben Bedienern, Ingenieuren, Werksleitern und Konzernleitung eine konsistente und verlässliche Sicht auf den Betrieb an jedem Standort.
03 · Systemkomponenten
Industrielles IoT, SCADA-Integration und operative Analysen, die Maschinendaten aus isolierten Steuerungssystemen holen und Ingenieuren, Planern und Führungskräften zugänglich machen.
- 01
Edge-Gateways für Anlagendaten
Gehärtete Gateways an jedem Standort, die Daten über OPC UA, Modbus und herstellerspezifische Protokolle erfassen, Netzwerkunterbrechungen durch Pufferung überbrücken und kontextualisierte Daten ausschließlich über ausgehende Verbindungen an übergeordnete Systeme weiterleiten.
- 02
Unified Namespace
Ein strukturiertes, ereignisgesteuertes Modell des Unternehmens – vom Standort über Bereich, Linie und Zelle bis zur einzelnen Anlage –, das jedem Signal einen einheitlichen Namen und eine einheitliche Bedeutung gibt, sodass Anwendungen Daten ohne individuelles Mapping nutzen können.
- 03
Zustandsüberwachung
Analysen und Modelle, die Vibration, Temperatur, Stromaufnahme und Prozessparameter gegenüber erlernten Referenzwerten verfolgen und eine Verschlechterung früh genug melden, um Instandhaltung zu planen, statt auf Ausfälle zu reagieren.
- 04
Betriebs-Dashboards
Rollenspezifische Ansichten für Bediener, Ingenieure und Manager zu Verfügbarkeit, Leistung, Qualität, Stillstandsursachen und Energie – auf Basis gemeinsamer Definitionen, die Vergleiche zwischen Linien, Schichten und Standorten aussagekräftig machen.
- 05
Integrationsschicht für Unternehmenssysteme
Kontrollierte Schnittstellen, über die Fertigungsaufträge, Materialverbrauch, Qualitätsergebnisse und Instandhaltungsaufträge mit MES, ERP und computergestützten Instandhaltungsplattformen ausgetauscht werden. So bleiben das Geschehen im Werk und die Unternehmensplanung im Gleichschritt.
04 · Engineering-Ansatz
Engineering-Ansatz
- 01
Lesen vor Schreiben
Die Plattform beginnt als rein lesender Beobachter der operativen Systeme. Jedes Zurückschreiben in Steuerungssysteme ist eine separate, ausdrücklich technisch ausgearbeitete Entscheidung, die eine Sicherheitsprüfung und die Freigabe durch die verantwortliche Anlagentechnik des Werks erfordert.
- 02
Tiefgestaffelte Abwehr
Netzwerksegmentierung, industrielle demilitarisierte Zonen und ausschließlich ausgehende Datenflüsse werden nach den Prinzipien der IEC 62443 gestaltet – in enger Zusammenarbeit mit den OT- und Sicherheitsteams des Kunden.
- 03
Kontext vor Menge
Jeden Datenpunkt zu erfassen ist einfach; Daten aussagekräftig zu machen ist es nicht. Wir priorisieren die Signale, die mit konkreten operativen Entscheidungen verknüpft sind, und modellieren sie in Bezug auf die Anlagen und Prozesse, die sie beschreiben.
- 04
Erst Pilotlinie, dann Replikation
Wir belegen den Nutzen an einer repräsentativen Linie oder einem Standort und bündeln anschließend Architektur, Datenmodelle und Dashboards als Vorlage für einen wiederholbaren Rollout im gesamten Werksnetz.
05 · Integrationslandschaft
- OPC-UA-Server
- Modbus TCP und RTU
- MQTT-Broker mit Sparkplug B
- SPS von Siemens, Rockwell Automation und Schneider Electric
- Historians auf Basis von AVEVA PI System
- SCADA mit Ignition und AVEVA System Platform
- MES-Plattformen (an ISA-95 ausgerichtet)
- SAP S/4HANA (Module PP, PM, QM)
- IBM Maximo und weitere CMMS-Plattformen
- AWS IoT SiteWise und Azure IoT Operations
06 · Sicherheitsaspekte
- OT- und IT-Netze bleiben segmentiert, und Daten verlassen das Werk ausschließlich über ausgehende Verbindungen, die keine eingehenden Pfade zu Steuerungssystemen öffnen.
- Edge-Gateways sind gehärtet, werden zentral gepatcht und über Gerätezertifikate authentifiziert, die über einen definierten Lebenszyklus verwaltet werden.
- Schreibzugriff auf Steuerungssysteme ist standardmäßig ausgeschlossen und wird, wo erforderlich, nur über technisch ausgearbeitete, geprüfte und protokollierte Schnittstellen eingeführt.
- Die Sicherheitsarchitektur folgt den Praktiken der IEC 62443 sowie den bestehenden OT-Sicherheitsrichtlinien und Incident-Response-Verfahren des Kunden.
- Der Zugriff auf Werksdaten ist rollenbasiert und wird auditiert, wobei zwischen Bedienern, Ingenieuren, Fremdfirmen und Nutzern aus der Unternehmenszentrale unterschieden wird.
07 · Umsetzungsphasen
- 1
Standortanalyse
Steuerungssysteme, Protokolle, Netzwerktopologie, Datenqualität und die operativen Fragen erfassen, auf die Führungskräfte Antworten benötigen.
- 2
Referenzarchitektur
Edge, Namespace, Sicherheitszonen und Integrationsmuster gemeinsam mit OT-, IT- und Sicherheitsverantwortlichen entwerfen.
- 3
Pilotlinie
Eine repräsentative Linie anbinden, Dashboards und Überwachung bereitstellen und die Datengenauigkeit mit den Werksingenieuren validieren.
- 4
Unternehmensintegration
MES, ERP und Instandhaltungssysteme verknüpfen und kontrollierte Datenflüsse in Analyseplattformen etablieren.
- 5
Rollout über mehrere Standorte
Die Vorlage auf weitere Standorte übertragen, prädiktive Modelle ausbauen und die Betriebsverantwortung an die Teams des Kunden übergeben.
08 · Geschäftlicher Nutzen
Geschäftlicher Nutzen
Proaktive Instandhaltung
Zustandsdaten helfen Teams, Eingriffe auf die Produktionspläne abzustimmen. Das verringert die Störungen, den Überstundendruck und die Sicherheitsrisiken, die mit ungeplanten Anlagenausfällen und Notreparaturen einhergehen.
Qualität an der Quelle
Die Verknüpfung von Prozessparametern mit Fertigungsaufträgen und Qualitätsergebnissen erleichtert es, Abweichungen auf ihre Ursache zurückzuführen und zu korrigieren, bevor weitere Produkte betroffen sind.
Vergleichbare Leistung über Standorte hinweg
Gemeinsame Definitionen und ein einheitliches Datenmodell ermöglichen es der Unternehmensleitung, Linien und Werke nach einheitlichen Maßstäben zu vergleichen und Verbesserungsinvestitionen sowie technische Aufmerksamkeit dorthin zu lenken, wo sie am meisten bewirken.
Sichere IT/OT-Konvergenz
Betriebsdaten erreichen die Unternehmenssysteme über eine Architektur, die die Betriebssicherheit der OT und die Cybersicherheit von Anfang an als primäre Anforderungen behandelt – nicht als spätere Ergänzungen, die erst ausgehandelt werden, wenn die Verbindungen bereits bestehen.
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