Ihre Herausforderungen im Bereich Remote Control

Die fortschreitende Digitalisierung birgt viele Herausforderung die es zu bewältigen gilt, um letztendlich den gewünschten Mehrwert des Wandels zu erzielen. Ein wichtiger Trend ist die fortschreitende Automatisierung und Vernetzung von Anlagen, um die Anlageneffizienz, durch zum Beispiel eine erhöhte Taktzeit, zu steigern. Durch den hohe Vernetzungsgrad der Anlagen kann ein Ausfall einer einzelnen Maschine bereits zum Stillstand einer gesamten Produktionslinie führen.

Methoden wie Condition Monitoring sollen helfen Schäden früher zu erkennen und damit einen ungeplanten Ausfall zu verhindern. Um also stets den Überblick zu behalten, ist der Zugriff auf Produktions- und Maschinendaten unumgänglich und sollte daher auch außerhalb der Anlage möglich sein.

Des weiteren kann ohne einen Remote Zugriff in den Fertigungsprozess nur über den Leitrechner eingegriffen werden, was eine flexible Planung erschwert. Als Folge können vorhandene Ressourcen möglicherweise nicht immer voll ausgeschöpft werden.

Ihre Vorteile durch den Einsatz von Remote Control

Im Zeitalter der Digitalisierung haben mobiles Arbeiten und Fernwartungen stetig an Bedeutung gewonnen. Um jedoch Fertigungsprozesse außerhalb der Produktion beobachten und steuern zu können, ist die direkte Anbindung an die Maschine unumgänglich. In einigen Produktionsanlagen lassen sich bereits heute die Steuerungen über Human-Machine Interfaces (HMI) vor Ort überwachen und bedienen.

Ist das Eingreifen in den Produktionsprozess möglich, so spricht man dabei von einem sogenannten Produktionsleitsystem. Bei einem Produktionsleitsystem werden die Daten in der Regel in einer Datenbank abgespeichert und können so innerhalb des Firmennetzwerks eingesehen werden.

Das Leitsystem kann nun, beispielsweise über einen VPN Zugang, auch für bestimmte Personen außerhalb des Netzwerkes zugänglich gemacht werden und das Eingreifen in den Produktionsprozess ermöglichen. Man spricht dabei von Remote Control.

Die Implementierung eines sicheren Remote Control Systems ermöglicht Ihnen eine dezentrale Überwachung und Steuerung Ihrer Anlage von außerhalb. Durch die gewonnene Flexibilität und Dezentralisierung kann die Einführung eines Remote Controls zu einer erheblichen Steigerung der Effizienz beitragen. Neben der Produktion lässt sich Remote Control nach demselben Prinzip für weitere Use Cases, wie zum Beispiel der Steuerung von Stromnetzen oder im Smart Home Bereich, vielseitig einsetzen.

Die Funktionsweise von Remote Control

Die Anbindung der Anlage an das Internet lässt sich anhand unterschiedlicher Methoden realisieren. Die folgende Abbildung zeigt einen möglichen Funktionsablauf des fertigen Systems. In das bereits bestehende interne Netzwerk der Fabrik wird ein VPN-Gateway oder VPN-Server installiert, so dass ein abgetrennter sicherer Tunnel aufgebaut werden kann. Das Gegenstück zu dieser VPN-Schnittstelle im Fabrik-Netzwerk bildet ein VPN-Client mit zuvor freigeschalteten Zugangsdaten auf einem externen Computer, sodass ein VPN-Tunnel durchs Internet zwischen den beiden Punkten aufgebaut werden kann.

Sobald diese Verbindung vollständig errichtet ist, befindet sich der externe Computer virtuell im Netzwerk der Fabrik. Dadurch kann der externe Computer auf das MES oder andere interne Systeme zugreifen. Das bedeutet aber auch, dass, wenn das interne Netzwerk der Fabrik die Verbindung zu Internetdiensten wie die Google Suche nicht erlaubt, der externe Computer diese nicht nutzen kann, solange die VPN-Verbindung aktiv ist. Dafür hat der externe Computer aber eine sichere Verbindung zum MES. Falls nötig können aufkommende Sensor- und Produktionsdaten in einer Datenbank gespeichert werden, um so über die Visualisierung auch auf historische Daten zuzugreifen.

 

Beispielhafte Implementierung einer Remote Control Lösung mit VPN Zugang.Quelle: eigene Darstellung

 

Für weitergehende Steueraufgaben bei z. B. verteilten Fabrikanlagen (ggf. auch später zur Analyse von Sensoren) eignet sich der Einsatz einer IoT Plattform.

Falls kein MES oder ein ähnliches fernsteuerbares System zur Verfügung steht oder keine VPN-basierte Strategie verfolgt werden soll, muss ein anderer Ansatz gefunden werden. Viele Hersteller und Cloud-Anbieter haben hierfür eigene Lösungen entwickelt. Im Wesentlichen funktionieren diese sehr ähnlich: Ein oder mehrere internet-fähige Geräte sind mit einer IoT-Plattform direkt oder über eine Edge Komponente verbunden, beispielsweise über MQTT, HTTP oder Gateways für OPC-UA. Die IoT-Plattformen können Daten von verbundenen Geräten empfangen, aber auch Daten an diese übermitteln und sie so fernsteuern. Falls ein Minimum an Zuverlässigkeit und IT-Sicherheit erfüllt wird, können einige auch Updates oder Änderungen an die Geräte übertragen.

Die meisten IoT-Plattformen sind ausreichend konfigurierbar, um die grundlegendsten IT-Sicherheits-Standards zu erfüllen, einige Plattformen bieten besonders strenge Sicherheitsmaßnahmen, die für jeden Anwendungsfall einzeln beleuchtet werden können. Um einen Anwendungsfall abzurunden können häufig Datenspeicher, Datenanalyse-Werkzeuge, Visualisierungen oder Schnittstellen zu anderen Systemen hinzugefügt werden, oder sind bereits enthalten.

In folgendem Schaubild wird vereinfacht die Steuerung einer Fabrik über AWS IoT gezeigt.

 

Beispielhafte Implementierung einer Remote Control Lösung mit AWS IoT.Quelle: eigene Darstellung

 

In diesem Modell einer Fabrik wird AWS IoT Greengrass vom Cloud-Anbieter Amazon als Edge Komponente eingesetzt. Auf Edge Komponenten mit Greengrass können Konnektoren für die Anbindung der Maschinen und Steuerungen erstellt werden, um diese mit z. B. OPC UA oder MQTT anzubinden. Greengrass verbindet sich von Haus aus mit AWS IoT Core, welches die zentrale Datenplattform in der Cloud darstellt und so u.a. die Geräteverwaltung übernimmt. Ein Trend bei Cloud Computing sind die sogenannten Function-as-a-Service Technologien (FaaS). Diese Funktionen haben den Vorteil, dass kein Server mehr gewartet und provisioniert werden muss – es reicht, einfach das Programm hochzuladen.

Die Function-as-a-Service Technologie von Amazon heißt AWS Lambda. In solchen Lambda-Funktionen kann eine Prozesslogik in beispielsweise den Programmiersprachen Java, Go oder Python abgebildet werden. Die Prozesslogik in der Lambda-Funktion kann auf Datenbanken, Cloud-Services und Funktionen von AWS IoT zugreifen. Durch AWS IoT Greengrass lassen sich diese Lambda-Funktion auch direkt auf sichere Weise in einer Edge Komponente installieren und von dort ausführen. Somit kann die Prozesslogik direkt auf Änderungen in den Maschinen und Steuerungen reagieren, ohne alle Daten ins Internet übertragen zu müssen. Damit nur autorisierte Endgeräte auf die Prozesslogik bzw. Lambda-Funktionen zugreifen können, eignet sich der Einsatz eines API Gateways, welches die Autorisierung übernimmt.

Unsere Dienstleistungen im Bereich Remote Control

Den Anspruch, immer die beste Beratung bieten zu können wollen wir auf allen Ebenen erfüllen. Dazu gehört naturgemäß ein Überblick über Technologie, Frameworks, Produkte und Vorgehensweisen. Sie wollen Remote Control für Ihren Anwendungsfall umsetzen? Sprechen sie mit uns. Es gibt einen Weg – ob dieser sich rechnet, finden wir gemeinsam mit Ihnen heraus.

Unsere Dienstleistungen im einzelnen sind auszugsweise:

  • Analyse der bestehenden Infrastruktur hinsichtlich einer Integration von Remote Control Funktionalität.
  • Evaluierung verschiedener Anbieter – technologisch und ökonomisch.
  • Konzeption einer Remote Control Lösung, Abgrenzung Kauflösung und Individuallösung.
  • Umsetzung oder Einsatz einer Kaufsoftware.

Remote Control ist ein fortgeschrittenes Thema der Digitalisierung, oft wird mit einfacheren Themen begonnen.

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