Menu
Düsseldorf, 03. März 2021

Vertikale Plattformen im Industrial Internet of Things (IIoT)

Technologische Treiber des Lernenden Stahlwerks

Das Industrielle Internet der Dinge (IIoT – Industrial Internet of Things) ist zu einer unverzichtbaren Spitzentechnologie für die digitale Transformation geworden. Das IIoT vereint die physische (Sensorik) und digitale Welt und sorgt so für mehr Effizienz in Betriebs- und Produktionsprozessen, ermöglicht Kostensenkungen und unterstützt die Umsetzung neuer Geschäftsmodelle. So können Produktions- und Wartungsprozesse in Echtzeit an unvorhergesehene Anforderungen angepasst werden - von jedem Ort, zu jeder Zeit. Offene und flexibel angepasste Industrieplattformen bilden hierbei die digitale Steuerzentrale, um einen ganzheitlichen Blick auf die verschiedenen Prozesse zu erhalten.

Die digitale Transformation ist die Integration moderner Technologien in fast alle Bereiche eines Unternehmens. Dies führt zu einer grundlegenden und kulturellen Veränderung der Art und Weise, wie ein Unternehmen arbeitet und welche Werte es seinen Kunden liefert. IIoT-Plattformen wie mySMS bieten hier die Grundlage und einen geeigneten Startpunkt für eine erfolgreiche digitale Transformation. Diese „Industry App Stores“ ermöglichen es, neue Produkte und Dienstleistungen im Unternehmen zu entwickeln und zu testen, digitale Lieferketten und Prozesse zu verbinden und zu integrieren – vom vorausschauenden Anlagenmanagement und der Produktionsplanung, bis hin zum Qualitäts- und Energiemanagement der gesamten Anlage. Als eine Art Steuerzentrale bieten digitale Plattformen Transparenz über alle Anwendungen und Prozesse hinweg. Sie ermöglichen höchste Effizienz sowie die Flexibilität, bei Bedarf weitere digitale Produkte anzubinden und etwa ausgewählte Daten für den Digital Twin eines Produkts bereitzustellen. Große Datenmengen werden durch intelligente Prozesse in Informationen und schließlich in echten Mehrwert überführt. So können Anwendungen miteinander kommunizieren und entwickeln nach und nach die Fähigkeit, sich selbst zu optimieren – und sind somit von entscheidender Bedeutung für den Geschäftserfolg eines Unternehmens.

Modulares Plattformkonzept mit zukunftssicherer Infrastruktur

Für die vollständige digitale Vernetzung aller Maschinen und Anwendungen bietet SMS digital eine moderne, flexible und skalierbare Basis in Form der mySMS Plattform. Auf dieser können sowohl eigene als auch digitale Anwendungen von Partnern integriert und das Portfolio erweitert werden. Das Plattformkonzept ist modular aufgebaut und ermöglicht so die schrittweise Implementierung im Unternehmen. Hier werden etablierte Public-Cloud-Anbieter wie etwa Amazon Web Services (AWS), Yandex oder Microsoft Azure eingesetzt, da diese über eine hochverfügbare, sichere und zertifizierte Infrastruktur (IaaS – Infrastructure-as-a-Service) sowie über skalierbare Plattformdienste (PaaS – Platform-as-a-Service) verfügen.

Eine sichere und zuverlässige digitale Infrastrukturplattform separiert, wo nötig, Prozesse und Systeme, um beispielsweise dedizierte, sensible Kunden- oder Entwicklungsprozesse zu bedienen. Dies beginnt eben bei der Entwicklung der digitalen Anwendungen ­– den Phasen Entwicklung, Integrationstest, Qualität oder Produktion ­– und ist fundamental wichtig bei der Isolation von sensiblen, produktionsrelevanten Systemen.

Andererseits werden Prozesse und Daten auf unternehmensweiter Ebene konsolidiert, um damit einen ganzheitlichen Überblick, aussagekräftige Berichte, sowie Ansichten auf einen realitätsnahen Digital Twin zu erhalten. So kann auch eine umfassende Historie der Produkte und Produktionspozesse erstellt werden.

Weitere wichtige Merkmale einer offenen Industrieplattform:

  • Eine hohe Systemverfügbarkeit erfordert den nahezu ununterbrochenen Einsatz von Compute-, Speicher- und Kommunikationssystemen - sowohl in der IT vor Ort als auch von einer redundant angebundenen privaten Cloud.
  • Flexibles Managen der individuellen aktuellen Arbeitslast: Die Plattformlösung muss in der Lage sein, die benötigte Prozesskapazität kurzfristig automatisiert zur Verfügung zu stellen. Kurzfristige Bedarfe bestehen etwa für Update-Tests, Fehlerbehebungen und forensische Untersuchungen. Ein eher mittelfristiger Bedarf wäre beispielsweise für KI-Workloads und Anwendungstests; bzw. Kapazitäten für Quartals- und jährliche Analysen. Auch langfristige Systemerweiterungen etwa durch erhöhten Speicherbedarf oder den Ausbau der Services müssen effizient ermöglicht werden. 
  • Transparenz und Offenheit schaffen, um grundlegendes Vertrauen bei Stakeholdern und Kunden aufzubauen. So wird etwa den Auditoren ein transparenter Zugang zu den relevanten Systemen ermöglicht und auch Kunden können hinter die Kulissen der Services sehen, um ein besseres Verständnis und Vertrauen in die Prozesse zu erhalten. Erreicht wird dies unter anderem durch ein geeignetes angepasstes Monitoring (Technologie und End-to-End-Prozesse) und eine revisionssichere, kontinuierliche Protokollierung aller Änderungen.
  • Vertrauenswürdiger und sicherer Betrieb der IIoT-Plattform, der sich kontinuierlich an die sich ständig ändernden Anforderungen und Bedrohungen anpasst. Garantiert höchste Standards erfordern nicht nur technologisch moderne Systeme, sondern ganz besonders auch hervorragend ausgebildete und zertifizierte Spezialisten sowie eine moderne Sicherheitsarchitektur, geeignete Zugriffsrechte (Guardrails) und ein agiles Sicherheitskonzept.
  • Risikomanagement und Compliance: Die Einhaltung von Best-Practice-Standards und der Betrieb in einer zertifizierten Cloud (ISO, SOX, CSA, PCI, C5) erfüllen die meisten der geltenden Anforderungen, etwa in Gesetzen, Vorschriften und Richtlinien. Ein angepasstes Risikomanagement definiert die Prozesse, damit Risiken effektiv analysiert und darauf angemessen reagiert werden kann.

Um die Herausforderungen der Digitalisierung und Industrie 4.0 zu meistern, müssen Unternehmen auf eine leistungsfähige digitale Infrastrukturumgebung vertrauen, die die oben beschriebenen Kriterien erfüllt. Die strukturelle Grundlage für diese leistungsfähige Industrieplattform sind die fünf Architektur-Schichten der mySMS Plattform. Diese Architektur beschreibt und definiert die Aufgaben und Verantwortlichkeiten der verschiedenen logischen Schichten.

Das „Digital ready“-Konzept

Abbildung 2 zeigt die Architekturkomponenten der mySMS-Plattform sowie deren Kernkomponenten, die für das „digital ready“-Konzept Voraussetzung sind. Der Begriff "digital ready" beschreibt die wesentlichen Komponenten, die erforderlich sind, um die Informationen für ein selbstlernendes Stahlwerk bereitzustellen. Dies ermöglicht die Erfassung, effiziente Speicherung und Anreicherung der Daten und deren Umwandlung in aussagekräftige und verlässliche Informationen.

Der Authentication-Layer ist der zentrale Zugang zu den verschiedenen Anwendungen im Unternehmen und authentifiziert und autorisiert deren Benutzer. Im Applikations-Layer befinden sich die verschiedenen Softwareprodukte und digitalen Anwendungen, die ein Unternehmen in den verschiedenen Phasen benötigt. So bietet etwa das Dashboard einen direkten und unkompliziert Zugang zu den Daten und Metadaten der angeschlossenen industriellen Systeme. Diese wertvolle und kritische Ressource "Unternehmensdaten" wird in der Datenschicht (Storage Layer) gespeichert, gesichert und verwaltet. Für das Zertifikat "digital ready" managt die SMS DataFactory den gesamten Datenlebenszyklus – vom Einlesen der Daten, über deren Bereinigung, der sicheren effizienten Speicherung bis hin zum Backup und langfristigen Archivierung. Darüber hinaus bietet sie für das Verständnis einen aussagekräftigen Datenkatalog, sowie einen performanten Zugriff auf benötigte Daten, etwa via Data Warehouse oder individualisierte SQL-Ansichten. Der Edge-Layer organisiert und unterstützt effizient bei der Erfassung von Daten und Signale aus den OT-Systemen und den industriellen Anlagen. Die Edge-Systeme verarbeiten unterschiedliche Protokolle, die vor Ort gesammelt, konsolidiert, gepuffert und weitergeleitet werden. Bei Bedarf werden leistungsfähige, intelligente EdgeBoxen verwendet, um unmittelbar Analysen und die Verarbeitung von Business-Anwendungen mithilfe von AI/ML-Modellen durchzuführen.

Die mySMS-Plattform ist digital ready und bereits in moderne SMS-Systeme und Industrie 4.0-Prozesse integriert. Außerdem bietet die Kombination aus dieser Plattform, der umfangreichen Erfahrung von SMS digital in den verschiedensten Industrieprojekten, sowie der Jahrzehnte lange, sichere und erfolgreiche Betrieb von Cloud-Umgebungen die ideale Basis für den Erfolg des Unternehmens. mySMS stellt ein leistungsfähiges Paket zur Unterstützung mannigfaltiger, businessrelevanter Analyse- und Entscheidungsprozesse zur Verfügung und bildet die geeignete Basis für die Umsetzung des selbstlernenden Stahlwerks.