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OPC UA als Enabler für IoT- und Cloud-Funktionalität
Erst die Cloud bringt den Mehrwert

Feb 12, 2020 | Mechatronik, Software

Das IEC62541-basierte M2M-Protokoll OPC UA gilt heute schon für viele als wichtigster Standard für die nicht deterministische industrielle Kommunikation. In naher Zukunft soll OPC UA sogar von der Feldebene bis in die Cloud und ergänzt um Safety-Funktionalität eine noch umfangreiche Palette, inkl. der Echtzeitfähigkeit, an Anwendungsfällen abdecken können. So erarbeiten z.B. allein im VDMA rund 40 aktive Arbeitskreise Standardisierungen und entsprechende Vorschläge für unterschiedliche Anwendungsfälle und Domänen. So gesehen steht der Übergang von den bisherigen firmenspezifischen Standards hin zu OPC UA eigentlich schon längst außer Zweifel. Ein etwas anderes Bild ergibt sich jedoch wenn man die bisherige praktische Anwendung und die derzeitigen strategischen Entscheidungen bei den Maschinenbauern betrachtet.
Schrittweise Verlagerung der Dienste und Funktionen der heutigen Automatisierungspyramide in die Cloud. Das wird möglich aufgrund einer Vereinheitlichung bzw. Standardisierung der Informationsströme. (Bild: Talsen Team GmbH)

Hier sieht man sich schnell mit Fragen konfrontiert: Dient OPC UA wirklich der Sicherung der Innovationsführerschaft oder ist es Zeitverschwendung? Ist es nur ein weiterer Standard unter vielen, der zudem noch keine weite Verbreitung in der installierten Basis hat? Diese Frage hat sich auch der Expertenkreis „Mensch und Mechatronik“ gestellt. Angeleitet wurde die Diskussion durch Dr. Hans Egermeier und Dr. Ulrich Viethen mit insgesamt fünf Thesen die das Potential aber auch die Grenzen von OPC UA beschreibbar und diskutierbar machen.

Marktrelevanz der Maschinenbauer

These 3 lautet: „Durch die Cloud wird die Marktrelevanz des Maschinenbauers zukünftig entschieden. Die industrielle M2M-Kommunikation bis hinunter zu Sensor und Aktor wird erst in der Cloud den entsprechenden Kundenmehrwert erzeugen.“ Hinter dieser These steht die Frage nach der Marktposition und der Marktdifferenzierung von Maschinenbauern in einer zunehmend digitalisierten Welt, in der neben der Beherrschung der physischen Prozesse auch die Beherrschung der Datenströme einen wesentlichen Erfolgsfaktor darstellen werden. Die in dieser Artikelserie schon diskutierten ersten beiden Thesen stellen in gewisser Hinsicht das inhaltliche Grundgerüst für weitere Überlegungen in Bezug auf die Cloud dar. Zusammengefasst liegt der Fokus dieser Thesen auf der Standardisierung das Potential von OPC UA, dem Bedarf die Wiederverwendbarkeit von Softwarelösungen deutlich zu steigern und den damit verbundenen Folgen für moderne Systemarchitekturen. Daraus ergibt sich ein Trend hin zu einer immer stärkeren Flexibilisierung der Softwaresysteme und einer Loslösung der Steuerungswelt von proprietären Industrieelektroniken und proprietären Betriebssystemen. So ist der Weg durch OPC UA frei für den nächsten Schritt, softwarebasierte Funktionen über die Grenzen der bisherigen Spezialelektroniken zu verschieben. Die technologisch gesehen streng hierarchische geschichtete Automatisierungspyramide kann sich auflösen, um Informationen in Zukunft reibungsloser zu transportieren, schneller zu analysieren, schneller zu lernen und zielgerichtetere Aktionen davon abzuleiten. Bildlich gesprochen hat sich durch die Möglichkeiten von OPC UA die Vorstellung einer Automatisierungssäule (bzw. Automation Pillar) herausgebildet.

Die Cloud als universelle Antwort

Am Kopf diese Automatisierung Säule steht die Cloud als eine Art universelle Antwort auf die erforderlichen Funktionalitäten und technischen Dienste. Dabei ist es wichtig zu erkennen, dass es nicht die „eine Cloud“ gibt, denn hinter dem Begriff stehen ganz unterschiedliche Funktionen, die je nach Zweck und Geschäftsmodell Vorteile haben. Die Unterstützung des Cloud-Anbieters für den Anwender reicht damit von der Bereitstellung einer technischen Infrastruktur (IaaS), über die Bereitstellung einer Plattform auf der die eigentliche Kundenanwendung entwickelt wird und abläuft (PaaS) bis hin zu kompletten Softwarelösung die der Kunde in der Cloud als Anwender bedient (SaaS). Dabei können diese drei unterschiedlichen Lösungsangebote jeweils selbst vom Anwender gehostet werden (Private Cloud) oder von einem kommerziellen Hosting/Cloud-Anbieter der die entsprechenden Zugänge gewährt (Public Cloud). Mischformen in denen der Anwender zwischen eigenem Hosting und fremd gehosteten Lösungen kombiniert und für den Datentransfer selbstverantwortlich ist, werden als hybride Cloud bezeichnet. Sicherlich ist jede Entscheidung, Funktionalität, Dienste und damit einhergehend auch Geschäftsmodelle in Richtung Cloud zu verlagern, eine einzigartige Entscheidung. Eine Reihe von Argumenten sprechen aber eindeutig dafür, dass der generelle Trend in Richtung Cloud nicht aufzuhalten sein wird:

  • Kostenaufwand für Infrastruktur, Plattformen, Software skaliert nach Bedarf und muss nicht teuer im Vorfeld aufgebaut werden bzw. zur Abdeckung von Lastspitzen kontinuierlich mit vorgehalten werden
  • Erleichterter Zugang zu neuen innovativen datenbasierten Serviceangeboten als Nutzer aber auch als Anbieter
  • Vermeidung von Hardware- und Softwareabkündigungen, durch kontinuierliche Auslieferung und Bereitstellung der Cloudfunktionen
  • Cloudlösung erleichtern die Zusammenführung von Daten und Services im Gegensatz zu fest installierten, proprietären, lokal gebundenen Software- und Infrastrukturlösungen (on-premise) wodurch sich bessere Kooperationsmöglichkeiten zwischen Geschäftspartnern ergeben
  • Leichtere Einhaltung der gültigen Datenschutzrichtlinien durch kontinuierlich aktualisierte Cloud-Lösungen
  • Höhere Datensicherheit, Unternehmen sind bei de Cybersecurity nicht auf sich allein gestellt (Microsoft registrierte 2018 6,5 Billionen sicherheitsrelevante Signale potentieller Angriffe denen 3.500 Sicherheitsexperten von Microsoft zur Gefahrenabwehr gegenüberstehen)

Fazit zur dritten These

Die Cloud mit all ihren Facetten hat ein enormes Potenzial nicht nur für die klassische IT sondern auch für Industrieanwendungen und damit für den Maschinenbau. Die Gründe immer mehr Anwendungen in die Cloud zu verlagern sind vielfältig und es wird sich kein Industrieunternehmen den Vorteilen auf Dauer entziehen wollen und können. Zu schwer wiegt der Zugang zu Informationen als Erfolgsfaktor in einem sich digital transformierenden Markt. OPC UA ist in diesem Zusammenhang als ein wesentlicher Enabling-Faktor zu sehen die Feldebene und Maschinenebene systematisch, standardisiert und wirtschaftlich effizient Cloudtechnologien und Clouddiensten zugänglich zu machen.

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www.talsen.team
Autor: Talsen Team GmbH
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