Hybrid-Cloud-Lösung fürs Edge Computing mit IBM
Rechen-Power auf dem Shopfloor
Die einfache Implementierung digitaler Anwendungen bei gleichzeitiger Datensouveränität ist eine der größten Herausforderungen der Fertigungsindustrie. Ein aus Hard- und Software sowie Services geschnürtes Paket ermöglicht Produktionsbetrieben die Digitalisierung der Fertigung mittels Hybrid-Cloud - selbst mit wenig eigenen Ressourcen und Knowhow.
Bild: German Edge Cloud GmbH & Co. KG

Während des Produktionsprozesses fallen an den Maschinen und Anlagen massenweise Daten zum Status und Zustand der Maschine, zum Produkt sowie zum jeweiligen Prozessschritt an. Diese müssen ohne Zeitverlust direkt vor Ort erfasst, analysiert und weiterverarbeitet werden. Die Gründe dafür sind vielfältig: Kurze Latenzzeiten für Echtzeit-Anwendungen, schneller Relevanz-Verfall der Daten, gesetzliche Regularien oder Vorgaben für Datensicherheit. Hinzu kommt der essenzielle Wunsch der Unternehmen nach Datensouveränität zum Schutz ihres geschäftskritischen Know-hows. Bei einer modernen KI-gestützten visuellen Inspektion in der Fertigung werden hochauflösende Bilder automatisch analysiert. Wenn jedes einzelne Bild zur Analyse über das lokale Fabriknetzwerk in die Public Cloud geschickt werden muss, verpufft der Nutzen der modernen KI-Technologien durch die hohe Latenzzeit. Hinzu kommt, dass viele Unternehmen noch nicht über eine Anzeige relevanter Kenngrößen zum Produktionsprozess und Anlagenstatus verfügen. Oft gelingt es noch nicht, am Ort des Geschehens in der Fertigung die benötigten Daten aus allen heterogenen Quellen zusammenzubringen, um darauf valide Analysen durchführen zu können.

Bild: German Edge Cloud GmbH & Co. KG

OT-IT-Integration mit IBM

German Edge Cloud (GEC), ein Unternehmen der Friedhelm Loh Group, hat gemeinsam mit Partnern im Oktober 2019 die Industrial Edge Appliance ‚Oncite‘ für echtzeitfähige industrielle Anwendungsfälle entwickelt. IBM hat die Appliance jetzt um die Cloud-Pak-Lösung erweitert, die auf Red Hat OpenShift basiert. Das Ergebnis für die Industrie-Anwender: schnellere Inbetriebnahme und flexiblere Integration der Appliance in alle Leitebenen der Fertigung.

GEC liefert eine sichere lokale Netzwerkanbindung. Hinzu kommt die performante und industrietauglich robuste Technologie des IT-Infrastruktur-Spezialisten Rittal. Darüber hinaus ermöglicht die GEC mit ihrem „Smart Manufacturing Operations Management“ (smart MOM) und der darin integrierten GEC-Analytics-Plattform die Visualisierung und Near-Realtime-Analyse der Produktionsdaten aus allen Quellen. Eine der größten Herausforderungen in modernen Fertigungsumgebungen ist das Sichtbarmachen der relevanten Produkt- und Prozessdaten während des laufenden Transports – lückenlos von Station zu Station. Hier kommt IBM ins Spiel. Damit die Visualisierung gelingt, müssen in nahezu Echtzeit alle relevanten Daten zusammengeführt werden – entlang der gesamten Automatisierungs-Pyramide der Fertigung: Von den lokalen IT-Systemen der Fabrik mit ERP an der Spitze, über PLM, MES und Scada bis zu den Sensoren und Aktoren der verarbeitenden Maschinen an der Basis.

Die ersten eingesetzten Module aus den IBM Cloud Paks adressieren die OT-IT-Integration durch die IBM-Lösung Plant Service Bus. Sie basiert auf IBM App Connect for Manufacturing und bietet eine universelle Integration in den Shopfloor auf Basis von MQTT, OPC UA und einer Vielzahl weiterer Protokolle. Zusätzlich kommt der IBM Operational Decision Manager zum Einsatz, der es Nicht-IT-Mitarbeitern ermöglicht, das Verhalten und die Datenflüsse im Shopfloor über Geschäftsregeln zu steuern. Dabei werden alle Daten aus dem operativen Bereich (OT) erfasst und mit den IT-Systemdaten vereinheitlicht, um sie dann dem Smart MOM zur Verfügung zu stellen.

Die Lösung läuft auf Red Hat OpenShift, womit nicht nur die von GEC und IBM zur Verfügung gestellten Komponenten, sondern auch weitere Lösungen von Drittanbietern in einer modernen Container-, Automations- aber auch virtualisierten Umgebung als die neue Fertigungs-IT laufen. Mit Red Hat OpenShift bekommen Kunden die Flexibilität, ihre Anwendungen lokal oder in der Cloud-Umgebung auszuführen – der große Nutzen einer Hybrid-Cloud-Umgebung.

Bei Rittal im Einsatz

Die Perspektiven von Oncite zeigt das Pilotprojekt im digital integrierten Produktionswerk von Rittal im hessischen Haiger. 250 vernetzte Maschinen produzieren dort bis zu 18 Terabyte Daten jeden Tag, die analysiert, in nahezu Echtzeit verarbeitet und zur Optimierung der Produktion genutzt werden – und zwar mit der notwendigen Datensicherheit und -souveränität. Bei der Planung des Werks im Jahr 2015 war noch keine passgenaue, datensouveräne Lösung verfügbar. Dies war der Anstoß zur Entwicklung von Oncite. Mit Hilfe der IBM-Lösung erweiterten sich die Möglichkeiten: Produktinformationen aus dem SAP-System wurden mit Echtzeit-Stationsdaten zusammengeführt. Damit konnte schnell und einfach visualisiert werden, in welchem Bearbeitungszustand sich die jeweiligen Produkte befinden und wie der Produktionsprozess insgesamt verläuft.

Zum Schutz des in den Daten enthaltenen Know-hows setzt die GEC auch auf die Gaia-X-konforme IDS-Architektur (International Data Spaces). Das Unternehmen ist einer von wenigen Cloud-Anbietern im Markt, der IDS- und somit Gaia-X-ready ist. Damit unterstützt die Friedhelm Loh Group auch die Mission der neuen Gaia-X-Organisation zum Aufbau einer sicheren und souveränen europäischen Dateninfrastruktur. Für alle interessierten Unternehmen bietet GEC eine dreimonatige Testphase der Lösung an.

German Edge Cloud GmbH & Co. KG
http://www.gec.io

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