Es ist Zeit für produzierende Unternehmen, sich für Industrie 4.0 bereit zu machen. Neue Unternehmen müssen in Lösungen für Operational Technology (OT) und Informationstechnologie (IT) investieren. Diese müssen Entwicklungen im Bereich Industrial Internet of Things (IIoT), Cloud Computing, Big Data and Analytics, Artificial Intelligence, Autonome Robots und anderen nutzen, um die Rendite aus Technologieinvestitionen zu maximieren.

Diese Technologie-Werkzeuge werden als Bausteine eines selbstverwaltenden Produktionsprozesses betrachtet. Und zwar werden diese die Antworten auf die Herausforderungen der Industrie 4.0 liefern. Gebrauchsfertige und integrierbare, offene, plattform-basierte und standardgestützte Lösungen sind noch nicht verfügbar. Daher müssen Endanwender und Lieferanten System-Integrationsansätze entwickeln, um diese zu erstellen.

Der Erfolg wird letztendlich zu einer breiteren Akzeptanz in der Branche führen, indem Proof-of-Concept und die Entwicklung offener Standards bereitgestellt werden. Die ExxonMobil – Lockheed Martin-Initiative ist ein gutes Beispiel für einen solchen Ansatz. Die Industrie wird mit Interesse sein endgültiges Ergebnis beobachten, und das kann durchaus einen Trend setzen.

Das Ziel der produzierenden Unternehmen ist es, hervorragende Geschäftsergebnisse zu erzielen, die Rentabilität zu verbessern und Shareholder Value zu schaffen. So nutzen sie in der Regel Technologien, so dass alle Entscheidungen und Ergebnisse auf Informationen aus der Produktion und dem Vorstand basieren. Informationen sind erforderlich, um den Einsatz von Ressourcen und die Beschaffung von Eingangsmaterialien zu bestimmen.

Es sorgt auch für sichere Verarbeitung von Produkten, entspricht den Spezifikationen, verwaltet Kosten, Qualität und liefert Produkte termingerecht an Kunden.


Daher ist die Erfassung und Verarbeitung von Echtzeit-Daten für die Herstellung von Unternehmen von entscheidender Bedeutung. Das spielt eine wichtige Rolle bei der Gewährleistung ihres Erfolges. Fertigungsunternehmen verwenden Instrumentation-And-Control (I&C) für Entscheidungen im Zusammenhang mit Produktionsmanagement- und Betriebslösungen, wie z. B. Enterprise Resource Planning (ERP) für Vorstandsentscheidungen. Diese Systeme und Lösungen haben sich über einen längeren Zeitraum getrennt entwickelt.

Mess- und Regelsysteme

I&C-Systeme können aus verschiedenen Instrumenten und Steuereinheiten, speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS), verteiltem Steuerungssystem (DCS) oder diesen in Kombination bestehen. Sie überwachen Prozessparameter und kontrollieren automatisch einige von ihnen in Echtzeit. Sie sammeln auch Anlagen- oder Betriebsdaten, generieren Informationen und kontrollieren Produktionsabläufe, um den anlagenspezifischen Anforderungen gerecht zu werden.

Während wir die Industry 4.0-Ära einletein, trifft man in großen Prozessanlagen wie Raffinerien, bei Energieversorgern und Chemieanlagen oft auf I&C-Systeme aller Art. I&C-Systeme stellen sicher, dass der Betrieb eines modernen Werks in Übereinstimmung mit den Prozessanforderungen funktioniert und das herstellt, was vorgesehen ist, ohne das Werk und die menschliche Sicherheit, die Produktivität und die Effizienz zu beeinträchtigen. Während die Nachfrage nach I&C-Systemen die Automatisierungsunternehmen dazu veranlasst, diese Systeme zu entwickeln und zu liefern, veranlasst die notwendige Investition die Produktionsunternehmen, diese in ihrem ursprünglichen Kapitalbudget bereitzustellen.

Lösungen für Unternehmen

Enterprise-Lösungen wie Enterprise Resource Planning (ERP), Supply Chain Management (SRM), Customer Relationship Management (CRM), Manufacturing Execution Systems (MES) adressieren spezifische Informationsanforderungen auf Vorstandsebene. In den meisten Fällen treten sie nach Inbetriebnahme der Anlage und über einen längeren Zeitraum auf. Erfolgreiche Anwendung von Enterprise-Lösungen erfordert umfangreiche Anpassung. Dies erfordert die Hilfe von IT-Dienstleistern oder Systemintegratoren, die über umfangreiche Domain-Kenntnisse und branchenspezifische Verfahren verfügen. Unternehmenslösungen entwickelten sich nach der Ankunft digitaler Computer, um spezifische funktionale Bedürfnisse zu erfüllen. Sie arbeiten als unabhängige Einheiten.

Ganzheitliche, integrierte Informationen

Da die Geschäftstätigkeit komplexer und geografisch dispergiert wurde, mussten die Unternehmen die gesamte Produktivität und Effizienz steigern. Dies erforderte ganzheitliche, Echtzeit-Informationen. Industrieunternehmen sahen die Notwendigkeit, mehr Betriebsdaten aus der Produktion zu erhalten und eine hohe Zusammenarbeit zu erreichen, nicht nur zwischen den verschiedenen I&C-Systemen, sondern auch mit Enterprise-Lösungen. Die operative Exzellenz kommt daher aus dem Austausch von Informationen zwischen den Steuersystemen und Unternehmenslösungen.  Im Gegenzug entwickelten sich Computer Integrated Management (CIM), Machine to Machine (M2M) Integration und Manufacturing Execution Systems (MES). Diese Ansätze waren wesentlich daran beteiligt, Wege zu finden, den Austausch oder den Informationsfluss unter zahlreichen Systemen und Lösungen zu gewährleisten, was zur Entwicklung von OPC-Standards führte.

Neue Technologie-Werkzeuge

Zahlreiche Berichte, die für die Vorhersage der zukünftigen Produktionslandschaft in Auftrag gegeben wurden, prognostizieren das Entstehen einer neuen Ära der Fertigung. Wir beschreiben diese meist als Industrie 4.0, Smart Manufacturing, Connected Enterprises und Digital Manufacturing. Rapide technologische Fortschritte im Bereich Industrial Internet of Things (IIoT), Cloud Computing, Big Data and Analytics, künstliche Intelligenz und autonome Roboter werden die Zukunft der Fertigung stark beeinflussen. Diese leistungsstarken technologischen Werkzeuge könnten auch die Leistungsfähigkeit von Anlagenautomatisierungssystemen und betriebsbezogenen Unternehmenslösungen verbessern.

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System-Engineered Automation Systems der Zukunft

Die Schaffung von Automatisierungssystemen, die diese technologischen Werkzeuge nutzen, erfordert Systemintegration und technische Ansätze. Fertigungsunternehmen, die bereit für die Zukunft sein wollen, müssen sich mit Systemingenieuren beschäftigen, die Kompetenzen in I&C-Systemen, Enterprise-Lösungen, Prozesswissen, Kommunikations- und Informationstechnik, Cyber-Sicherheit, Projektengineering & Management und anderem haben. Die anderen Fähigkeiten, die erforderlich sind, beinhalten vertieftes Wissen über OT- und IT-Architekturen, Kommunikationsprotokoll-Standards und Problemlösungsfähigkeiten.

Vor allem spezifisches Fachwissen und Branchenpraktiken sind für die Herstellung von Unternehmen von entscheidender Bedeutung, um ihren vollen Wert zu realisieren. Systemexperten sind für die Entwicklung des Scope-Dokuments, die Festlegung der endgültigen Ergebnisse und ihre Bewertung erforderlich, die ernsthafte Herausforderungen darstellen.

Ein Beispiel ist die Vereinbarung zwischen ExxonMobil Research and Engineering Company (EMRE) mit Lockheed Martin. Dies dient als Systemintegrator in der Frühphase der Entwicklung der Automatisierungstechnik der nächsten Generation für die Prozessindustrie. Für dieses Vorhaben muss Lockheed Martin eine Automatisierungssystemarchitektur entwerfen, die Modularität, Interoperabilität, Erweiterbarkeit, Wiederverwendung, Portabilität und Skalierbarkeit gewährleistet. Es wird auch einen intrinsischen Schutz der Cybersicherheit bieten, der sich an neue Bedrohungen anpassen lässt.

Durch Investitionen in Systeme, die diese Technologien nutzen, können sich produzierende Unternehmen zu wirklich informationsgesteuerten Organisationen entwickeln, die selbst verwaltet, bedarfsgesteuert und kundenorientiert sind. Obwohl gebrauchsfertige Lösungen, die diese Werkzeuge enthalten, noch nicht verfügbar sind, können sie mit einem systemtechnischen Ansatz gebaut werden. Ein systemtechnischer Ansatz ist die Roadmap, damit Endbenutzer Industrie 4.0-fähig werden und Lieferanten ihre Erwartungen erfüllen können.

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