Offene Cloud-Plattform für Industrieanwendungen

Potenzial der Digitalisierung in der Prozessindustrie ausschöpfen

  • (Bild: Siemens)(Bild: Siemens)
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  • Der Sitrans Messumformer, die mit ihrer hohen Messgenauigkeit von bis zu 0,04 Prozent in Kombination mit Messblenden vor allem für Durchflussmessungen beim Befüllen und Entleeren von Gasspeichern geeignet sind, lassen sich problemlos in die „Digitale Fabrik“ integrieren. (Bild: Siemens).

Das sogenannte „Internet der Dinge", in dem Gegenstände selbstständig, ohne Interaktion zwischen Mensch und Computer, Daten über ein Netzwerk senden, hat seinen Weg in die industrielle Produktion gefunden. Das ermöglicht eine völlig neue Dimension von Dienstleistungen, die durch Datenanalyse und Simulation zur Verbesserung des Asset Managements und der Energieeffizienz beitragen.

Diese Services setzen eine leistungsfähige, sichere und zuverlässige Cloud-Infrastruktur voraus. Über diese können Applikationen auf die Daten zugreifen, sie gemeinsam nutzen und mit anderen Informationen zusammenführen. Das gewaltige Volumen der anfallenden/ entstandenen Daten sowie die oftmals sehr heterogene Maschinen- und Anlagenumgebung machen die zuverlässige und sichere Erfassung, Übertragung und Cloud-Speicherung der Daten zu einer anspruchsvollen Aufgabe. Der Lohn für den Aufwand sind datenbasierte Services wie vorausschauende Zustandsüberwachung oder Energiedatenmanagement und mögliche Big Data Analysen aus Industrieanwendungen.

Cloud-Plattform mit Experten-Unterstützung

Mit Cloud for Industry stellt Siemens eine offene industrielle Cloud-Plattform zur Verfügung. Diese baut auf einer standardisierten Geräte-Konnektivität auf und dient als Daten-Ökosystem für die Kunden und ihre Analysepartner. Siemens fungiert dabei als Treuhänder für die Daten seiner Kunden. Gleichzeitig setzt Siemens Maßstäbe in puncto Konnektivität sowohl für Siemens-Geräte als auch für die Geräte von Drittanbietern innerhalb und außerhalb der Anlage. Geräte von Siemens sind stets für die einfache Integration in Cloud for Industry vorbereitet.

Cloud for Industry ist eine umfassende, kostengünstige Data-Hosting-Plattform, die Gerätemanagement, einfache Konnektivität, die nötige Datenspeicherung und die zugehörige Infrastruktur für eine in kürzester Zeit einsatzbereite virtualisierte Datenverwaltung verbindet. Die neue Cloud-Plattform soll dabei Technologien der SAP HANA Cloud Platform nutzen, die auf der in-memory- Technologie von SAP basiert. Sie ist eine offene Plattform für Kunden und Entwickler, um Apps in der Cloud zu entwickeln, zu erweitern und zu betreiben.

„Mit dem Aufbau der neuen Cloud-Plattform treiben wir die Digitalisierung der Automatisierung entschieden voran. Leistungsfähige Services für die Analyse von Daten aus der Industrie sind ein wichtiger Bestandteil unsere Digital-Enterprise-Strategie.“, erklärt dazu Klaus Helmrich, Mitglied des Vorstands von Siemens.

Datenbasierte Services

Mit diesem Schritt baut Siemens seine datenbasierten Services (Plant Data Services) weiter aus. Im Rahmen dieser Dienstleistungen werden Maschinen- und Anlagendaten kontinuierlich erfasst, vorverarbeitet und analysiert, was produzierenden Unternehmen einen spezifischen Mehrwert bietet. Der Service „Asset Analytics“ ermöglicht beispielsweise Unternehmen, die Verfügbarkeit von Maschinen, Produktionslinien oder ganzen Anlagen durch kontinuierliches Online-Monitoring zu erhöhen. Dies geschieht, indem durch intelligente Mustererkennung oder Simulation drohende Störungen weit im Voraus erkannt und frühzeitig Gegenmaßnahmen eingeleitet werden können. Mit dem Energiedatenmanagement-Service „Energy Analytics“ unterstützt Siemens Anlagenbetreiber wiederum, die Transparenz von Verbrauchsdaten zu erhöhen und versteckte Energiesparpotenziale zu heben.

Für ein hohes Maß an Sicherheit sorgen verschlüsselte Kommunikation sowie die Nutzung von zertifizierten Datenzentren zur Verarbeitung und Speicherung der Daten. Dabei kommen die neuesten Cyber-Security-Technologien zum Einsatz.

Zu den Services von Siemens gehören die Erfassung, Übertragung und sichere Speicherung der Daten sowie die Bereitstellung des Rahmens für eine Entwicklungsumgebung zur schnellen Erstellung von Anwendungen. Ein erstes Release der Siemens Cloud for Industry soll ab November 2015 verfügbar sein. Dann steht einer Optimierung der Anlagen und Maschinen sowie des Energie- und Ressourcenverbrauchs über die Cloud nichts mehr im Wege. Der offene OPC-Standard sorgt für Konnektivität zwischen den Produkten von Siemens und Drittanbietern, wobei ein Plug-and-Play-Anschluss von Siemens-Produkten und die Projektierung im TIA-Portal einen besonderen Anwendernutzen dar stellt. Natürlich bietet Siemens – nicht nur in der Anfangsphase - Expertenhilfe, wann und wo immer sie gebraucht wird.

Potenzial der Digitalisierung in der Prozessindustrie ausschöpfen

Die Digitalisierung kann als zentraler Produktivitätshebel in einem globalen Umfeld dienen. Unternehmen der Prozessindustrie stehen unter großem Wettbewerbsdruck, insbesondere durch sich wandelnde Regularien, Märkte und Technologien. Die Digitalisierung kann als zentraler Hebel benutzt werden, um diesen Herausforderungen erfolgreich zu begegnen. Wichtig dabei ist die Datendurchgängigkeit vom Engineering bis hin zu cloud-basierten Services. Ziel ist es, die Investitions- und Betriebskosten nachhaltig zu reduzieren.

Für den Weg zum Digital Enterprise bietet Siemens ein Angebot aus Hardware, Software und Services – über den gesamten Anlagenlebenszyklus. Grundlage sind integrierte Software-Produkte und Lösungen, die eine Digitalisierung der Anlage und damit einen durchgängigen Datenaustausch ermöglichen – vom Anlagendesign und Engineering über die Installation, den Betrieb und die Modernisierung bis hin zu cloudbasierten Services. Anwender können so das beim Engineering erzeugte virtuelle, identische Abbild einer Anlage, den „digitaler Zwilling“, nutzen, um die Inbetriebnahme, den Betrieb und die Instandhaltung zu simulieren und zu optimieren.

So können Unternehmen unter Einhaltung von Regularien ihre Flexibilität erhöhen und Markteinführungszeiten reduzieren. Produzenten mit langen Anlagenlaufzeiten profitieren von einer höheren Verfügbarkeit und reduzierten Lebenszykluskosten. Klaus Helmrich ist sich sicher: „Die Digitalisierung kann allen Unternehmen der Prozessindustrie wichtige Wettbewerbsvorteile verschaffen.“

Engineering-Workflow optimieren

Ermöglicht wird die Digitalisierung durch das durchgängige Engineering (Integrated Engineering). Es reduziert Fehlerquellen durch weniger Schnittstellen zwischen den verschiedenen Gewerken, erhöht die Qualität in allen Schritten des Engineeringworkflows und verkürzt die Markteinführungszeiten, etwa durch Parallelisierung von Workflows. So lassen sich Aufgaben wie das verfahrenstechnische Engineering oder die Planung der Elektrotechnik parallel zum Automation Engineering durchführen. Die Basis dafür ist das nahtlose Zusammenspiel der Softwarelösung Comos und des Prozessleitsystems Simatic PCS 7. Es ermöglicht die horizontale Integration über den Anlagenlebenszyklus sowie die vertikale Integration von der Officewelt (z. B. ERP-Systeme) bis in die Feldebene. Einbinden lassen sich so beispielsweise innovative Geräte der Prozessinstrumentierung wie Sitrans Druckmessumformer oder Sipart Stellungsregler. Vereinfacht wird diese Integration zudem durch etablierte Technologie-Plattformen wie Totally Integrated Automation (TIA), Totally Integrated Power (TIP) und Integrated Drive Systems (IDS).

Miteinander verzahnt: Planungs- und Betriebswelt

Mit dem Schritt von Integrated Engineering zu Integrated Operation baut Siemens auf dem Weg zu Industrie 4.0 ein durchgehendes Datenmodell auf. Es verzahnt die Planungs- und Betriebswelt für ein ganzheitliches Anlagenmanagement über den gesamten Lebenszyklus einer Industrieanlage. Die Arbeitsabläufe sollen damit effizienter werden und die Produktivität und Qualität soll sich erhöhen. Dabei werden die Anlagendaten über den gesamten Lebenszyklus stets aktuell und konsistent gehalten. Durch Datenanalysen in der Betriebsphase können Anwender beispielsweise Rückschlüsse über den Zustand wichtiger Komponenten wie Pumpen, Motoren oder Umrichter erhalten. Aus diesen Informationen lässt sich eine optimierte Instandhaltungsstrategie entwickeln. Eine höhere Verfügbarkeit und Sicherheit einer Anlage sind das Ergebnis. Integriert werden auch Software-Lösungen wie XHQ zur Operations Intelligence. Die Software unterstützt Anwender, ihre Entscheidungen zu optimieren. Dazu sammelt, analysiert und visualisiert XHQ Betriebs- und Businessdaten. Aus Big Data werden so Smart Data.

Paperless Manufacturing

Um das Potenzial der Digitalisierung auszuschöpfen, setzt Siemens auf branchenspezifische Lösungen wie „Paperless Manufacturing“ (basierend auf Simatic IT eBR) für die Pharmaindustrie. Die papierlose Produktion beschleunigt die Erstellung, Ausführung, Überprüfung und Freigabe von pharmazeutischen Produktionsprozessen und Chargenprotokollen (Electronic Batch Record, EBR). Dadurch können Unternehmen unter Einhaltung regulatorischer Vorgaben die Effizienz und Produktqualität erhöhen und zugleich Kosten senken.

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