IoT & Industrie 4.0 – bringing it all together

Ein Blick auf Entwicklungen und Lösungen mit CEO Hannes Niederhauser und VP Marketing Norbert Hauser

Industrie 4.0 und IoT-Anwendungen schwimmen auf der Erfolgswelle. Die digitale Transformation hat auch bei den produzierenden Betrieben weltweit Fahrt aufgenommen. Analysten der führenden Marktforschungsinstitute sprechen unisono von einem Milliardenmarkt für Komponenten und Lösungen.

Ein wesentlicher Baustein für IoT sind Embedded Computer. Im Gegensatz zum stagnierenden, vielmehr sinkenden traditionellen PC-Marktsegment sind Embedded Computer im Aufwind. „Das jährliche Wachstum liegt aktuell bei rund 10% und durch IoT wird in diesem Bereich mit zusätzlichen zweistelligen Wachstumschancen gerechnet“, berichtet Hannes Niederhauser, Vorstandsvorsitzender von Kontron. Wesentliche Impulse für diese Entwicklung kommen von den asiatischen Märkten mit ihrer hohen Dynamik.

Hier profitiert Kontron von den Synergien aus der S&T Gruppe, zu der die Augsburger seit 2017 gehören. Der Partner Foxconn verfügt nicht nur über umfassendes Fertigungs-Know-How, das Kontron nutzen kann. Vielmehr unterstützt diese Kooperation auch die Ambitionen der Augsburger auf den wachstumsstarken asiatischen Märkten.

Produktionsstandort Deutschland bleibt wichtig

„Von der Fertigung in Deutschland haben wir uns aber trotzdem nicht verabschiedet“, unterstreicht Niederhauser. „Kleine Stückzahlen und kundenspezifisch modifizierte Produkte mit einer hohen Variantenvielfalt sind für die vollautomatisierte Produktion nicht geeignet.“ Diese Sparte wird weiter von Augsburg aus bedient. Als Original Design Manufacurer (ODM) entwickelt Kontron an seinem deutschen Standort Produkte exakt nach den Spezifikationen seiner Kunden. „Dabei müssen wir vorgegebene Designvorlagen genau beachten“, so Niederhauser. „Das erfordert diffizile manuelle Tätigkeiten und viel Flexibilität.“

Gut gerüstet für die Herausforderungen des IoT-Marktes

Grundsätzlich sieht man sich bei Kontron nach Aussage des Vorstandsvorsitzenden für die Herausforderungen von IoT und Industrie 4.0 gut gewappnet. Das sei nicht zuletzt der Verschmelzung mit S&T geschuldet. Die digitale Transformation im industriellen Umfeld unterstützt der Embedded-Spezialist mit seiner spezifischen IoT-Hardware und seiner langjährigen Erfahrung für die Bedürfnisse des industriellen Umfelds. S&T steuert für Lösungen das IoT Software Framework SUSiEtec bei, mit dem sich die einzelnen Ebenen einer Anwendung problemlos verknüpfen lassen. „Der Kunde erhält bei uns das gesamte Paket, angefangen bei der Software-Beratung und -Entwicklung bis hin zum Cloud Hosting“, fasst Niederhauser zusammen.

Industrielle Prozesse wandern in die Cloud

Dreh- und Angelpunkt für die rasante Entwicklung von IoT und Industrie 4.0 ist die Cloud. Sie wird weiter an Bedeutung gewinnen. Immer mehr produzierende Betriebe in aller Welt verlagern ihre IT-gestützten Prozesse auf Cloud-Plattformen. „Dafür müssen die ehemals streng abgegrenzten Bereiche der Operational IT (OT) und der Informationstechnologie kontinuierlich zusammengeführt werden,“ erklärt Niederhauser. „Industriestandards und entsprechend ausgerichtete IT-Infrastrukturen sind wesentliche Voraussetzungen dafür, dass sich die Gräben zwischen diesen beiden Segmenten schließen lassen.“

Perfektes Zusammenspiel aller Komponenten 

Moderne Hochleistungschips, Automatisierungslösungen, 5G-Konnektivität und IT sind wesentliche Bausteine für erfolgreiche Anwendungen im Bereich von Industrie 4.0 und IoT. Praxistaugliche Lösungen, von denen Industriebetriebe rund um den Globus profitieren, brauchen ein perfektes Zusammenspiel von Hardware, Software und Konnektivität mit den Produktionssystemen. Nur so kann die erfolgreiche Umsetzung der digitalen Transformation in der produzierenden Industrie funktionieren. 

Wissenschaft treibt IoT-Forschung voran

Neben Herstellern wie Kontron engagiert sich auch die Wissenschaft und treibt mit Forschungen die Umsetzung der digitalen Transformation in den Industriebetrieben voran. So hat beispielsweise die Hochschule für Technik und Wirtschaft (HTW) Dresden eine Smart Factory mit einer kompletten Industrie-4.0-Produktionsstrecke mit realen Fertigungsmaschinen aufgebaut. Die ‚Modellfabrik Industrie 4.0 – Industrial Internet of Things Testbed‘ ist Bestandteil des Trails ‚Industrial IoT‘, einem von insgesamt fünf IoT-Trails im Smart Systems Hub. In der Dresdner Modellfabrik zeigen Forscher um Prof. Dirk Reichelt, Professor für Informationsmanagement an der HTW Dresden, wie sich Informationen über Menschen, Maschinen und Material in der industriellen Umgebung erheben, übertragen und analysieren lassen. Dafür wurden sechs Fertigungs- und fünf Logistikmodule mit unterschiedlichen Hardware- und Softwaresystemen sowie mehrere Roboterstationen mit Virtual-Reality-Arbeitsstationen und drei manuellen Arbeitsplätzen eingerichtet. Die Modellfabrik ist zudem mit einer umfassenden Sensorik ausgestattet, mit der sich Materialbewegungen verfolgen sowie Prozess- und Umweltdaten erfassen lassen. 

Komplexität ist eine Herausforderung für Fachkräfte

„Die Verschmelzung von OT und IT in der Industrie schafft aber auch wesentlich mehr Komplexität“, sagt Norbert Hauser, Vice President Marketing bei Kontron. Demgegenüber stehe der Fachkräftemangel, der im Bereich der Software und bei der Integration besonders hoch sei. 

Hier unterstützt Kontron seine Kunden mit einer individuellen Plattformstrategie, die es ermöglicht, schnell ein fertiges System zu realisieren. In den Bereichen IIoT-Technologien und Embedded Computing bietet der Hersteller deshalb nicht nur Boards, IPCs Module oder Edge-Computer an. Vielmehr erhalten Kunden eine ganzheitliche Lösung, angefangen bei der Beratung, bis hin zu einer Vielzahl von Produkten. „Und wenn im Haus die nötigen Fachkräfte fehlen, bekommt der Kunde bei uns auch die notwendige Software-Engineering-Unterstützung“, bekräftigt Norbert Hauser.

Mit Standards Gräben überwinden

IT-Standards sind auch im Fertigungsbereich auf dem Vormarsch. OPC UA und TSN (Time Sensitive Networking) sind Herausforderungen, denen sich auch die OT-Spezialisten stellen müssen. „Insellösungen sind in Zukunft nicht länger gefragt, vielmehr müssen wir Brücken schlagen und die einst getrennten Bereiche gezielt zusammenführen“, erklärt Norbert Hauser. Hier sieht Kontron sich gut aufgestellt, denn neben einem breit gefächerten Produktportfolio punktet das Unternehmen auch mit der Kompetenz zahlreicher Ingenieure. Als Mitglied der S&T-Technologie-Gruppe kann Kontron bei seinen Kundenprojekten auf die Erfahrung von mehr als 2.700 Ingenieuren bauen, darunter sowohl IT- als auch OT-Fachleute. „Sie können aus neutraler Sicht beraten und unterstützen“, so Hauser.

Gut gefüllte Werkzeugkiste vereinfacht die Integration

Bei der Realisierung von Projekten können sich die Kontron-Fachleute aus einer reich gefüllten Werkzeugkiste bedienen, um die Integration beider IT-Welten erfolgreich und effizient umzusetzen. Ein Beispiel dafür ist das TSN-Starter-Kit mit einem leistungsfähigen Embedded Computer, der mehrere Geräte steuern und verwalten kann. Auf Basis von OPC UA und TSN-Standards kann damit die Ethernet-basierte Vernetzung von Maschinen und Steuerungsrechnern umgesetzt werden. Das Kontron-Kit (weitere Informationen können hier heruntergeladen werden) ist mit einem Intel Core i5Quad Core Prozessor sowie 4 TNS Ports ausgerüstet. Realtime Linux ist vorkonfiguriert.

Für die Nachrüstung bietet sich eine kleine PCI-Express Einsteckkarte mit einem 4-Kanal TSN-Switch an. Sie passt in jeden Industrie-PC mit PCI-Express, beispielsweise Rackmount, Box-PC- oder Panel PC.

Die KBox A-230-LS rundet das vorläufige Angebot ab. Sie kann als Edge-Computer eingesetzt werden und lässt sich mit Sensoren oder Aktoren, per CAN-Bus, eine serielle Schnittstelle oder über Ethernet direkt an TSN ankoppeln. Eine schnelle und kostengünstige Lösung.

Edge-Computing wird in den kommenden Jahren im industriellen Bereich weiter an Bedeutung gewinnen. Das entlastet die Kern-Infrastrukturen. Die Effizienz vorhandener Produktionsumgebungen steigt. Gleichzeitig eröffnen sich Optionen für neue Geschäfts- und Servicemodelle. Dank dieser Entwicklung können Fertigungsunternehmen in aller Welt ihre Produktivität und Effizienz verbessern sowie Kosten optimieren. Das schafft Wettbewerbsvorteile. Die digitale Welle machts möglich.

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