Sicherer Datenaustausch in der Industrie 4.0

Vernetzte Produktionsprozesse und digitale Fabriken liefern einen wichtigen Schlüssel für die Sicherung der Wettbewerbs- und Innovationsfähigkeit am Standort Deutschland. Mit diesem Thema beschäftigt sich seit fast dreieinhalb Jahren das Leuchtturmprojekt IC4F (Industrial Communication for Factories). Während der Abschlussveranstaltung wurden erste Projektergebnisse in Livevorführungen gezeigt.
Der Hamburger Intralogistikanbieter Still fungierte als Gastgeber der Abschlussveranstaltung, bei der die mit den Projektpartnern erzielten Ergebnisse präsentiert wurden.
Der Hamburger Intralogistikanbieter Still fungierte als Gastgeber der Abschlussveranstaltung, bei der die mit den Projektpartnern erzielten Ergebnisse präsentiert wurden.Bild: Still GmbH

Das Zukunftsprojekt Industrie 4.0 ist seit Jahren in aller Munde. Doch noch immer fehlen wichtige Werkzeuge, um den neuen Industriestandard in die Praxis umsetzen zu können. Abhilfe soll das PAiCE-Förderprogramm (Platforms, Additive Manufacturing, Imaging, Communication, Engineering) des Bundeswirtschaftsministeriums schaffen. Ein daran angeschlossenes Vorhaben ist das Projekt IC4F. Die insgesamt 15 Projektpartner aus Industrie und Forschung – darunter die Robert Bosch GmbH, Siemens, die Deutsche Telekom AG und Nokia – haben während der vergangenen dreieinhalb Jahre einen Technologiebaukasten für eine vertrauenswürdige industrielle Kommunikations- und Computinginfrastruktur erarbeitet. Dieser Baukasten basiert auf einer offenen Architektur und erlaubt modulare Erweiterungen für neue Anwendungen und Kommunikationstechnologien. Dies soll es den Anwendern ermöglichen, geeignete Informations- und Kommunikationstechniken entsprechend der Anforderungen einer Industrie 4.0 sowie eines spezifischen Migrationsansatzes auszuwählen. Bei den sicheren, robusten und echtzeitfähigen Kommunikationslösungen für die verarbeitende Industrie kommen Schlüsseltechnologien aus den Bereichen 5G, Multi-Access-Edge-Computing (MEC), Cloud Computing, Virtualisierung sowie Industrial Monitoring und Analytics zum Einsatz.

Mittendrin statt nur dabei Live-Demos verdeutlichen Projekterfolg

 Die Live-Demo 'Use Case Truck-to-X Communication' beschäftigte sich mit der Torsteuerung in einer Fabrikhalle.
Die Live-Demo ‚Use Case Truck-to-X Communication‘ beschäftigte sich mit der Torsteuerung in einer Fabrikhalle.Bild: Still GmbH

Vergangenen Oktober fanden diese Arbeiten ihren vorläufigen Abschluss. Still lud dafür Projektpartner und interne Stakeholder in den Stammsitz ein. Dort ist auch ein für die Projektdurchführung notwendiges Mobilfunk-Campus-Netzwerk eingerichtet worden, welches als Wegbereiter für neue Kommunikationstechnologien wie 5G dienen wird. In mehreren Livevorführungen wurden die wegweisenden Ergebnisse der Projektarbeit präsentiert. Eine Livevorführung (‚Use Case Truck-to-X Communication‘), beschäftigte sich beispielsweise mit der Torsteuerung in einer Fabrikhalle. Bei diesem Anwendungsfall wurden sowohl Gabelstapler als auch andere Fabrikinstallationen in eine gemeinsame Kommunikationsumgebung eingebunden. Die Indoor-Lokalisierung liefert die Positionsdaten der Stapler, welche anschließend von verschiedenen Anwendungen der an der Livevorführung beteiligten Partner weiterverarbeitet wurden. In diesem Beispiel erfolgte die Torsteuerung rein aus einer virtuellen Welt heraus. Das Tor öffnete automatisch, sobald sich ihm ein Gabelstapler näherte. Die Umsetzung dieser Torsteuerung wurde als sogenannte Verwaltungsschale implementiert. Dafür wurden vom Gabelstapler und vom Tor digitale Zwillinge erzeugt. In den Teilmodellen der Verwaltungsschale wurden dann alle physikalischen Eigenschaften von Stapler und Tor permanent zur Verfügung gestellt. Das virtuelle Modell, welches die Abläufe steuerte, war somit kontinuierlich in der Lage, diese Daten zu vergleichen und etwa das Tor nur dann zu öffnen, wenn der Stapler von seinen Dimensionen her auch wirklich durchpasst. Zusätzlich wird auf die Fahrsteuerung des Staplers zugegriffen und der Fahrer gewarnt, falls es eng wird. Torbeschädigungen wie sie heute auftreten, sollen somit der Vergangenheit angehören.

Kundennutzen im Fokus

Insgesamt wurden während der Präsenzveranstaltung einige Livevorführungen und eine Vielzahl von neuen oder erweiterten industriellen Anwendungsfällen gezeigt, z.B. der ‚Bring your Own Network‘-Ansatz von Siemens zur leichteren Installation von Multi-Tenant-Netzen in Unternehmen oder das ‚Zertifikatsmanagement über die Cloud‘ der Telekom, das sowohl die Sicherheit als auch den Komfort im Bereich der industriellen Kommunikation erhöht. Diese Proof-of-Concept-Implementierungen soll dazu dienen, die Methodik zu überprüfen und die Anwendungsfälle zu validieren. Der Veranstalter ist daher überzeugt, dass viele Erkenntnisse und Erfahrungen aus dem IC4F-Projekt später auch in industrielle Anwendungen fließen und von großem Nutzen für die Anwender sein können.

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