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Effizient planen, verwalten und umsetzen

Perfact_operator panel
Die Softwarearchitektur perfact::mpa ermöglicht es den Herstellern und Betreibern von Maschinen und Anlagen, die Produktionseinrichtungen unabhängig von deren Standort zeitnah zu überwachen und bei Bedarf einen sicheren Fernzugriff einzuleiten. (Quelle: Mediseal GmbH)

Längst hat sich beim deutschen Maschinen- und Anlagenbau die Erkenntnis durchgesetzt, dass ein dauerhaftes Bestehen auf globalisierten Märkten in einem Hochlohnland nur mit Hilfe ständiger Innovationen möglich ist. Es reicht dabei nicht aus, sich ausschließlich über die technischen Merkmale der Produkte zu differenzieren. Käufer und Betreiber von Maschinen und Anlagen verlangen von ihren Lieferanten, dass sie einen größeren Beitrag leisten, indem sie einen Teil der Investitions- und Produktionsrisiken mittragen. Im Zentrum der Überlegungen stehen dabei häufig Total-Cost-of-Ownership-Betrachtungen, die die anfallenden Kosten über den gesamten Lebenszyklus einer Produktionsanlage berücksichtigen. Neben den reinen Beschaffungskosten sind das vor allem die Kosten für Wartungen, Reparaturen und ungeplante Anlagenstillstände.

Damit das Risiko kalkulierbarer wird, müssen Anlagen- und Maschinenbauer die damit verbundenen Kosten identifizieren, zuordnen und steuern können. Dies bedeutet unter anderem, dass das vorhandene Wartungspersonal effizienter eingesetzt, Fehler vermieden oder frühzeitig erkannt und mit Hilfe einer Fernwartung schnell und effizient behoben werden.

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Den Dreh- und Angelpunkt von perfact::mpa bildet der Meeting Point-Server. Auf ihm können in einer Datenbank zu jeder Maschine Informationen – wie Baupläne, Ersatzteillisten, Bedienungsanleitungen und Bilder des Auslieferungszustands – in Maschinenakten abgelegt werden. (Quelle: PerFact GbR)

Agieren statt reagieren

„Servicedienstleistungen, Ersatzteilgeschäft und Fernwartungslösungen zur Gewährleistung der Anlagenverfügbarkeit sind dabei keine neue Erfindung und gehören längst zum Alltag von Maschinen- und Anlagenbauern. Es ist aber immer wieder zu beobachten, dass die Unternehmen nur reagieren und nicht proaktiv agieren“, sagt Dr. Robert Rae, einer der Gründer und Geschäftsführer des IT-Beratungsunternehmens PerFact GbR. Sein Expertenteam unterstützt seit 1998 Hersteller und Betreiber von Maschinen und Anlagen bei der Umsetzung von Fernwartungskonzepten und der Optimierung von Arbeitsprozessen. „Die Ursache liegt in der Vielfalt unterschiedlicher Systeme, die bei den Unternehmen zum Einsatz kommen, sowie in nicht transparenten Arbeitsabläufen.“

Ein Grund für Schwierigkeiten sind in der Praxis oftmals die verwendeten Kommunikationsmedien, wie der Softwarespezialist berichtet: „Klassische Fernwartungssysteme stellen die Verbindung zur Maschine über Modems her. Die Verbindungstechnologien und Übertragungsqualitäten vor Ort differieren aber in den unterschiedlichen Ländern so stark, dass sich diese Systeme nur bedingt für einen weltweiten Einsatz eignen.“

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Anlagenbetreiber wie die Mediseal GmbH können mit perfact::mpa die unterschiedlichen Wartungs- und Dokumentationsprozesse auf Basis besonders sicherer Kommunikations- und Zugriffsverfahren unter einem einheitlichen Dach vereinen. (Quelle: Mediseal GmbH)

Prozesse transparent machen

Ein für Maschinenbauer und Anlagenbetreiber mindestens ebenso großes Problem ist die Vielzahl der über die Jahre angesammelten Insellösungen. „Wir treffen bei den Unternehmen nicht selten auf mehrere verschiedene VPN-Lösungen und Modem-Typen, die parallel im Einsatz sind“, berichtet Bernd Köhler, der bei der PerFact GbR das Kundenmanagement verantwortet. Dieser Wildwuchs kann viele negative Folgen nach sich ziehen: Auflaufende Störmeldungen werden nicht ernst genommen und weggeklickt, von den Maschinensteuerungen bereitgestellte Daten bleiben ungenutzt und Service-Anfragen landen an falschen Stellen, werden mehrfach bearbeitet oder bleiben sogar unbeantwortet. Zweifel an der Sicherheit der Kommunikations- und Zugriffsverfahren behindern die Überwachung und Wartung der Maschinen und Anlagen zusätzlich.

Hier setzt die von der PerFact entwickelte Softwarearchitektur perfact::mpa an. Sie ermöglicht es den Herstellern und Betreibern von Maschinen und Anlagen, die verschiedenen Prozesse unter einem Dach zu vereinen, die Produktionseinrichtungen unabhängig von deren Standort zeitnah zu überwachen und bei Bedarf sichere Fernzugriffe einzuleiten. Maschinendaten, Störungsmeldungen und Wartungsarbeiten werden hierfür zentral verwaltet und dokumentiert.

Den Dreh- und Angelpunkt der Architektur bildet dabei der Meeting Point-Server. Auf ihm können in einer Datenbank zu jeder Maschine Informationen – wie Baupläne, Ersatzteillisten, Bedienungsanleitungen und Bilder des Auslieferungszustands – in Maschinenakten abgelegt werden. Wartungsarbeiten lassen sich priorisieren und mit Hilfe eines Ticketsystems verwalten und in einer Historie protokollieren.

Sicherer als Online-Banking

Tritt eine Störung auf, kann sich der Verantwortliche vor Ort mit Hilfe eines Standardbrowsers ohne spezielle Anwendungssoftware auf dem Meeting Point-Server einloggen, ein Ticket anlegen, das Problem beschreiben und sein Anliegen an das Serviceteam übermitteln. Das System informiert den zuständigen Mitarbeiter sofort – bei Bedarf auch mittels SMS oder E-Mail – über die neue Anfrage. Erfordert das Anliegen den Zugriff auf die Maschine oder das Leitsystem, kann der Verantwortliche dem Servicetechniker den Zugriff über den Meeting Point-Server gestatten. Erst wenn der Techniker die Verbindung bestätigt, wird die Kommunikation über eine Rückverbindung (Tunnel) aufgebaut, die beide Parteien jederzeit unterbrechen können. „Ein Vorteil unseres Systems liegt darüber hinaus auch darin, dass der Maschinenbetreiber über eine Rechteverwaltung bestimmen kann, für welche Bereiche der Maschine oder Anlage der Servicetechniker Zugriff erhält“, sagt Dr. Rae. „So können Anwender einen ungewollten Informationsfluss wirksam unterbinden.“

Für höchste Sicherheit beim eigentlichen Datentransfer sorgt eine HTTPS-Authentifizierung durch x509-Zertifikate gepaart mit SSH-Tunneln. Sie ermöglichen den sicheren Zugriff auf die Maschine über das Internet, ohne das an der Firewall Änderungen vorgenommen oder Ports für einen Zugriff von außen freigeschaltet werden müssen. „Unter dem Strich ist perfact::mpa damit sicherer als übliche Online-Banking-Verfahren“, urteilt der Geschäftsführer von PerFact.

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Das Cockpit der IT-Architektur perfact::mpa. Mit Hilfe eines Standardbrowsers kann sich der Verantwortliche ohne spezielle Anwendungssoftware auf dem Meeting Point-Server einloggen, ein Ticket anlegen, ein aufgetretenes Problem beschreiben und sein Anliegen an das Serviceteam des Herstellers übermitteln. (Quelle: PerFact GbR)

Verschlüsselte Übertragung unterschiedlichster Daten

Welche Daten über dieses ‚verschlüsselte Netzwerkkabel‘ übertragen werden, hängt von den Anforderungen des Anwenders ab und davon, welche Informationen und (Fernwartungs-)Funktionen die jeweiligen Maschinensteuerungen bereitstellen. „Es gibt von Anbieter zu Anbieter große Unterschiede“, fügt Dr. Rae an. „Nicht jeder ist hier so vorbildlich wie B&R. So sucht man Features wie den in jeder B&R-Steuerung integrierten System Diagnose Manager, mit dem automatisch die Hard- und Softwarezustandsinformationen der CPU zugänglich gemacht werden können oder die Möglichkeit zur Modifizierung der Steuerungsprogramme im Rahmen einer Fernwartung bei vielen anderen Steuerungsanbietern vergeblich.“

Das Gegenstück zum zentralen Meeting Point-Server bildet der dezentrale Meeting Point-Router, der im Feld als Verbindungschaltstelle zwischen Inter- oder Intranet und dem Maschinennetz dient. Entsprechend verfügt das Gerät über zwei Ethernet-Schnittstellen. Integrierte Firewalls verhindern unberechtigte Zugriffe. Zusätzlich besteht die Möglichkeit einer Drahtlosverbindung, so dass Anwender sich mit ihrem Mobiltelefon oder anderen Mobilgeräten ohne Umweg über das Inter- oder Intranet direkt in das Maschinennetz einwählen können. Die Linux-Software des Routers ist lizenzfrei, sodass neben der Hardware keine Zusatzkosten anfallen, wenn zusätzliche Maschinennetze eingebunden werden.

„Auch wenn wir keine Hardware verkaufen, wurden wir in der Vergangenheit immer wieder gefragt, welches Gerät wir als Router empfehlen können“, sagt Köhler. „Ein geeignetes Gerät zu finden, erwies sich zunächst schwieriger als erwartet. So zeigte sich eine von uns anfänglich selektierte Hardware als nicht wirklich industrietauglich. Zudem war sie in wenigen Monaten nicht mehr verfügbar und auch nicht problemlos weltweit erhältlich.“

B&R sorgt für hohe Systemverfügbarkeit

PerFact hat sich daher Mitte des Jahres 2011 erneut auf dem Markt umgesehen und ist bei B&R fündig geworden. Die Industrie PCs aus der Serie Automation PC 500 und die Panels vom Typ Power Panel 500 haben das IT-Beratungsunternehmen überzeugt. „Hier zeigt sich schon ein erster großer Vorteil der B&R-Lösung“, sagt Dr. Rae. „Die Geräte nutzen die gleiche Standardhardwareplattform, sodass wir nur ein einziges Linux-Image entwickeln und unterhalten müssen und zwar unabhängig davon, ob eine Lösung mit oder ohne Display benötigt wird.“ Da es sich um Standard- und keine kunden- oder applikationsspezifischen Geräte handelt, begibt sich der Anwender auch nicht in eine Technologiefalle.

Als Speichermedium für die Software fungiert die CompactFlash-Karte der B&R-Geräte. Ein Gerätetausch ist so schnell und problemlos möglich. Die Software kann über den Meeting-Point-Server zudem zentral aktualisiert und die Konfiguration verändert werden. Die B&R-Geräte sind absolut industrietauglich und durch den Verzicht auf Lüfter oder konventionelle Festplatten besonders robust und langlebig.

„Anwender können sich zudem sicher sein, dass die Geräte über viele Jahre hinweg lieferbar und aufgrund internationaler B&R-Niederlassungen und einem weltweiten Distributionsnetzwerk überall erhältlich sind “, sagt Köhler. „Nicht zuletzt spricht für die B&R-Lösung auch, dass ein Unternehmen dahinter steht, dass eine ausgesprochene Linux-Expertise vorweisen kann und die Anforderungen der Anlagen- und Maschinenbaukunden in einem Umfang versteht, wie wir das bisher selten erleben durften. B&R ist da ganz klar auf dem ersten Platz. Deshalb gibt es eine uneingeschränkte Empfehlung von uns.“

Bernd Köhler

Kundenmanagement der PerFact GbR

„Für die B&R-Lösung spricht unter anderem, dass das Unternehmen eine ausgesprochene Linux-Expertise vorweisen kann und die Anforderungen der Anlagen- und Maschinenbaukunden versteht, wie wir das bisher selten erleben durften.“

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