IIoT Use Case Podcast

FOLGENTITEL

Folge #47Folge #47Folge #47Salzgitter AG & Endress+Hauser – Stahlproduktion der Zukunft

Eine Anlagenverfügbarkeit von mehr als 85 % in der Stahlproduktion? Optimierte Prozess- und Zustandsüberwachung dank digitaler Infrastruktur + IoT machen‘s möglich! Darüber berichten die Gäste der 47. Folge des IIoT Use Case Podcast: Endress+Hauser mit Hans Huber (General Manager Industrial Internet Of Things, Endress+Hauser) und seinem Kunden Salzgitter Flachstahl, vertreten durch den leitenden Ingenieur Jan-Marten Claus.

Use Cases in diesem Podcast

Zusammenfassung der Podcastfolge

Diese Folge des IIoT Use Case Podcast dreht sich um die IoT-Vernetzung der bereits hoch automatisierten Stahlproduktion. Endress+Hauser, ein Unternehmen, angesiedelt in der industriellen Messtechnik, stellt sein IIoT-Pilotprojekt mit dem Rohstahlproduzenten Salzgitter Flachstahl vor. Eines der Key Takeaways: Nur mit digitaler Infrastruktur und entsprechenden digitalen Hilfsmitteln ist es möglich, in einem derart komplexen hochautomatisierten Bereich den Anforderungen an die Anlagenverfügbarkeit gerecht zu werden.

 

Der Fokus auf zwei verschiedene Datenarten macht die Kundenanforderungen dieses Use Cases deutlich: Aus Sicht des reinen Automatisierungsprozesses sind Messdaten elementar wichtig. Diese konnten in der Vergangenheit bereits über ein Dashboard, das HMI (Human Machine Interface), eingesehen werden. Aus dem Blickwinkel des Instandhalters und der Verfügbarkeit liegt der Schwerpunkt auf den Zustandsdaten der Sensorik und Aktorik. Es soll einen umfassenden Überblick über die Messtechnik geben: Wie geht es meinem Motor, wie geht es meinem Sensor, wie geht es meiner Messtechnik? Ohne IoT war dafür bisher der Gang zur Maschine notwendig. Salzgitter Flachstahl sagt: Weitere Daten waren durch das bereits vorhandene Feldbussystem zwar schon da, aber sie wurden nicht genutzt. Heute besteht eine Internetconnectivity bis in den Feldbus und bringt die Daten in die Cloud. Diese Anforderung war ein Schwerpunkt der bisherigen Zusammenarbeit der beiden Firmen.  Security-Bedenken gab es anfangs, gepaart mit dem Wunsch, Hoheit über die eigenen Daten zu behalten. Bei der Architektur der Endress+Hauser IoT-Lösung wurden diese Kundenanforderungen adressiert und die Lösung so gebaut, dass sie nach der internationalen Norm ISO 27001 zertifiziert ist und damit weltweit anerkannten IT-Sicherheitsstandards entspricht. Zudem gibt es einen Read-Only-Kanal, der nur einen Lesezugriff ermöglicht, ohne primär auf die Steuerung einzugreifen. 

Im Rahmen der Podcastfolge wird dieser IoT-Implementierungsprozess anhand der Kontibeize II beschrieben – einer Anlage, die pro Arbeitsschicht etwa 2.500 Tonnen Stahl produziert und eines der Herzstücke der Stahlproduktion ist. Welche Vorteile mit der Prozess- und Zustandsüberwachung für Salzgitter Flachstahl noch einhergehen und wie dieser Use Case auf andere Anwendungsfälle übertragbar ist, wird in der Podcastfolge ebenfalls näher erläutert.

Podcast Interview

Herzlich willkommen zum IIoT Use Case Podcast – dem Kanal in dem wöchentlich die neuesten IoT-Projekte von Anwendern und Umsetzungspartnern vorgestellt werden. Ich bin eure Gastgeberin Madeleine Mickeleit und im heutigen Use Case spreche mit Endress+Hauser, dem Experten für Prozessautomatisierung und natürlich auch dem Thema dem industriellen Internet der Dinge, sowie dem Kunden Salzgitter Flachstahl. Das freut mich übrigens besonders, weil Niedersachsen einerseits meine Heimat ist und die Stahlproduktion mit ihrer Supply Chain natürlich auch ein wahnsinnig großes Potential für das industrielle Internet der Dinge eben bereithält.

 

Wie die Stahlproduktion und die Stahlindustrie sich für die Zukunft aufstellt und wie genau das IIot-Pilotprojekt mit Salzgitter Flachstahl aussieht, das erfahrt ihr jetzt in dieser Folge. Den Use Case, also die Projektbeschreibung, gibt es wie immer unter iotusecase.com zum Nachlesen. Dann würde ich sagen, starten wir mal direkt in die Folge und dazu begrüße ich Hans-Jürgen Huber von Endress+Hauser und Jan-Marten Claus von Salzgitter Flachstahl. 

Starten wir mit einer kurzen Vorstellungsrunde: Hans, ich schaue in deine Richtung. Magst du kurz etwas zu dir und zu euerm Unternehmen sagen und vielleicht schon einmal einen kurzen Ausblick geben, wie ihr in Zukunft in Richtung IoT oder dem industriellen Internet der Dinge unterwegs seid?

Hans

Ja, sehr gerne. Mein Name ist Hans Huber. Ich bin jetzt seit mittlerweile 4 ½ Jahren bei Endress+Hauser und baue da den Bereich industrielles IoT mit auf. Endress+Hauser ist ein Unternehmen, das sich mit industrieller Messtechnik beschäftigt. Wir sind dort ein führender Anbieter in Branchen, wie z.B. der Stahlproduktion, aber auch in der Lebensmittelbranche und in der Chemie- und Pharmabranche und haben da ein umfassendes Portfolio an industrieller Messtechnik. Und wir stellen uns natürlich schon seit mehreren Jahren die Frage, was bedeutet Digitalisierung und IoT für die Endress+Hauser Gruppe und da haben wir ein Angebot daraus entwickelt, wie wir viel stärker in das Thema Informationsmanagement und informationsbasierte Dienste einsteigen und da gibt es rund um unser Produkt Netilion eine Art Ökosystem von verschiedenen Services und Produkten, die wir da entwickelt haben.

 
Sehr schön. Da würde ich auch gleich mal genauer nachfragen. Jetzt hast du heute deinen Kunden mitgebracht. Jan, ich begrüße auch dich noch einmal herzlich in der Runde und würde sagen, magst du dich der Vorstellungsrunde kurz anschließen und ein oder zwei Punkte zu dir sagen und was ihr bei Salzgitter Flachstahl vom Kerngeschäft her genau macht?
Jan
Mein Name ist Jan-Marten Claus. Ich komme aus dem schönen Hannover und wohne hier mit meiner Familie und meinen drei Kindern. Von meiner Geschichte her, ich habe in Hannover Elektro- und Automatisierungstechnik studiert und bin dann anschließend zunächst in die Automobilindustrie gegangen. Nach acht Jahren in der Automobilindustrie mit diversen Auslandsaufenthalten war mir das alles zu langweilig und ich bin in das schöne Salzgitter gewechselt, in die Stahlindustrie. Also einen kompletten Wechsel, den ich dort beruflich vorgenommen habe. Bei der ehemaligen Salzgitter AG war ich dann zunächst für verschiedene Neubau- und Modernisierungsprojekte zuständig und habe u. a. auch die Anlage, über die wir gleich sprechen in Mitte gebaut und bin seit 2013 im Bereich Kaltflach als Betriebsingenieur verantwortlich für die Elektro- und Automatisierungstechnik und die komplette Energieversorgung der Kontibeize II und der Regenerierung. 
 
Perfekt, vielen Dank. Da würde ich jetzt gern mal ein bisschen einhaken. Du hast gerade schon gesagt, es geht um eine konkrete Anlage, die Beize. Vielleicht um das Thema vor Ort noch einmal ein bisschen zu verorten: Stahlproduktion – ich meine, der ein oder andere war schon einmal im Werk – aber für die, die vielleicht da nicht so im Detail drinstecken, wie sieht es vor Ort aus, was für Menschen arbeiten dort, mit welchen Aufgaben, wie sehen die Prozesse aus? Kannst du uns da mal so ein bisschen abholen, wie die Stahlproduktion eigentlich so funktioniert?
Jan
Ja, sehr gern. Die Salzgitter Flachstahl, das ist die Firma, in der ich arbeite, ist die größte Stahltochter der Salzgitter Gruppe, der Salzgitter AG. Mit ungefähr 5.500 Mitarbeitern haben wir 2019 beispielsweise 4 ½ Millionen Tonnen Rohstahl produziert und einen Umsatz von knapp 3 Milliarden Euro erwirtschaftet. Wir sind ein integriertes Hüttenwerk. Also wir erzeugen bei uns verschiedene Produkte, die dann zum Kunden gehen, das ist u. a. Warmbreitband gebeizt oder ungebeizt, das sind Bandstähle, Bandbleche, Kaltfeinbleche und verschiedene oberflächenveredelte Produkte, also verzinkt, eloxiert oder auch beschichtet. Also, die Produkte, die bei uns rausgehen, da spricht man vom sog. Flachprodukt oder auch Flachstahl. Die Anmessungen, die wir verkaufen, liegen so in der Dicke zwischen von 0,5 und 25 mm, also von dünn bis relativ dick, bei einer Breite bis zu 2.000 mm. Die Kunden, die wir haben, das sind u. a. Fahrzeughersteller und deren Zulieferer, Haushaltsgerätehersteller, sog. weiße Ware, also die Waschmaschine von Miele, die Hülle die drum herum ist, ist bei uns schon fertig lackiert schon und als Coil herausgegangen, dann Röhren- und Großröhrenhersteller Kaltwalzer, Bauindustrie usw. 
 
Okay. Jetzt hattest du gerade von der Anlage der Beize gesprochen. Wo in diesem Stahlproduktionsprozess kommt denn diese Beize jetzt genau zum Einsatz? Nur mal, um eine Idee zu bekommen?
Jan
Es ist eigentlich eine, von den Abmessungen her, kleine Anlage, doch die Kernanlage bei uns, wo nahezu alles Material durchgeht, das rausgeht. Jetzt noch einmal zurück. Wir sind ein integriertes Hüttenwerk, d. h. es kommt bei uns an Kohle, Eisenerz, ein paar Zuschlagsstoffe und dann wird das Ganze verarbeitet, zunächst im Hochofen und der Sinteranlage. In der Sinteranlage wird das Material für den Hochofen gefertigt. Im Hochofen wird das alles geschmolzen zu Rohstahl. Dieser Rohstahl wird dann im Stahlwerk legiert, veredelt, verarbeitet und zu Brammen gegossen. Diese Brammen werden dann im Warmwalzenwerk ausgewalzt und da entstehen dann unsere Flachprodukte. Die Flachprodukte gehen dann entweder direkt vom Warmwalzwerk aus raus zum Kunden oder nach verschiedener Weiterbearbeitung z. B. in der Kontibeize II, in der Anlage, über die wir gleich sprechen. Dort wird das Warmwalzprodukt, die Warmbänder gebeizt, also gereinigt, um dann für die weitere Verarbeitung ohne Oberflächenbeschädigung verkauft werden zu können oder wir verarbeiten sie intern weiter. Und dann haben wir verschiedene weitere Prozesse noch: Wir walzen das aus in verschiedene Güten, die der Kunde haben will, es werden verschiedene Bearbeitungen gemacht, in der Breite bearbeitet, in der Länge bearbeitet, so dass man bei uns auch Platten kaufen kann. Es wird veredelt, verzinkt, eloxiert oder auch beschichtet. 
 
Ja, sehr schön, da geht direkt mein Maschinenbauherz auf. Ich habe ursprünglich Maschinenbau studiert und es ist schön mal wieder etwas aus der Praxis zu hören, auch aus diesem Bereich. Sehr spannend. Wolltest du gerade noch etwas ergänzen?
Jan
Ich war eigentlich am Ende. Nur, dass es für Maschinenbautechniker durchaus eine Herausforderung ist.
 
Genau, Herausforderung ist eigentlich auch so ein bisschen das Stichwort, wo ich jetzt noch einmal nachhaken will. Vielleicht um das ganze Thema noch einmal 3 Schritte zurück zu betrachten: Ihr seid vom Kerngeschäft her genau dort unterwegs, was du gerade beschrieben hast. Jetzt geht es in diesem Bereich irgendwo um das Thema Digitalisierung. Mich würde mal interessieren, was sind hier so gewisse Herausforderungen bei euch im Alltag oder auch Potentiale, die auch so ein bisschen mit dieser Digitalisierungsstrategie von euch zusammenhängen? Was sind hier die Herausforderungen und warum seid ihr überhaupt diesen Weg gegangen?
Jan
Wie du schon sagst, dein Maschinenbauherz lacht, wenn du an eine Hütte denkst oder ein Stahlwerk und wenn man das von außen sieht, denkt man auch, oh mein Gott was ist das denn alles. Ein Stahlwerk ist ein relativ raues Umfeld, aber man darf nicht vergessen, dass z.B. die Kontibeize II, eine der Flaschenhälse der Anlage ist, wo fast alles durchgeht, was wir zum Kunden dann nachher ausliefern. Die Kontibeize II wird in einem 24:7 Betrieb gefahren, d. h. wir fahren 7 Tage die Woche, 24 Stunden am Tag und haben alle 2 Wochen mal einen kurzen absolut durchgeplanten Reparaturstillstand. Jetzt ist die Anforderung: Die Kontibeize II produziert pro Schicht ungefähr 2.500 Tonnen Stahl. D. h. da gehen so etwas über 100 Coils durch, die vorne abgewickelt werden, bearbeitet werden, gereinigt werden, hinten wieder rausgehen und das Ganze in einem vollautomatisierten Prozess. Die Leute, die bei uns arbeiten haben entweder instandhaltungstechnische Aufgaben oder sie haben im Wesentlichen Überwachungsaufgaben. Wenn die Automatisierung dann mal irgendwo hakt, weil das Produkt natürlich auch ein bisschen rauer ist, dann müssen die Leute eingreifen. Sprich, wir haben einen sehr, sehr hohen Automatisierungsgrad. D. h. natürlich auch, dieser hohe Automatisierungsgrad und diese hohe Leistung, die wir fahren, dass wir eine sehr hohe Anforderung an die Verfügbarkeit haben. Das wiederum bedeutet, dass alles gut funktionieren muss, dass wir ziemlich digital sein müssen und dass auch die Messtechnik reibungslos funktionieren muss. Mit meinem Instandhaltungsteam sind wir nur für die Kontibeize II und die dazugehörigen Nebenanlagen dann doch auf diverse digitale Hilfsmittel angewiesen, um dann schnell und effizient, z. B. bei einer Störungssuche die Ursachen zu finden und sie beheben zu können. Also nur mit digitaler Infrastruktur und entsprechenden digitalen Hilfsmitteln ist es möglich, in so einem komplexen hochautomatisierten Bereich mit einer Verfügbarkeit, die Zielsetzung bei uns liegt bei größer als 85 %, diese Anlage betreiben zu können. Wenn man bedenkt, wie rau das Umfeld aussieht und gerade der grobe Maschinenbau, von was für Motorleistungen wir sprechen, wir sprechen hier von 2 x 25 Mega-Watt-Einspeiselast auf 30 KV. Das ist schon eine Herausforderung auch an Instandhaltung und die Digitalisierung.
 
Ja, vollkommen. Der Name war Kontibeize II? Hat das was mit Continental zu tun?
Jan
Nein, das hat damit nichts zu tun, sondern dass wir einen kontinuierlichen Prozess haben. Es gibt zwei verschiedene Beizen: es gibt entweder eine Schubbeize oder eine Kontibeize. Bei der Schubbeize wird jedes Band einzeln hineingeschoben und durch die Anlage gefahren und die Kontibeize ist so, dass wir die Coils im Einlauf zusammenschweißen, also die Bänder werden abgewickelt, aneinander geschweißt in einer sehr großen komplexen Schweißanlage und dann fährt ein Endlosband kontinuierlich durch den Prozess. Und daher kommt der Name Kontibeize. 
 
Jetzt habe ich es auch bildlich vor Augen, wie es geschrieben wird. Wir wollen uns heute ein bisschen auf diese Anlage fokussieren und die Prozesse drum herum. Ich würde jetzt mal, um gleich auch einmal über die IIoT-Lösung zu sprechen, ein bisschen auf die Daten kommen. Du hattest jetzt gesagt, es geht irgendwo um Verfügbarkeit, es geht darum, Ursachen festzustellen. Ihr habt die Instandhalter vor Ort, ihr müsst die Überwachung sicherstellen. Was sind denn hier noch weitere Daten oder auch Informationen, die für euch aus dieser Beize von Relevanz sind? Hast du da mal so einen Einblick möglicher Daten, die dort aufgenommen werden?
Jan
Ja, das kommt natürlich jetzt darauf an, welche Daten und aus welchem Blickwinkel betrachte ich das Ganze. Betrachte ich das jetzt aus dem reinen Automatisierungsprozess her, also die Anlage muss laufen, dann sind für mich diverse Messdaten elementar wichtig. Diese Messdaten arbeiten in der Automatisierung, die Automatisierung wertet diese Messdaten aus und dann erfolgen entsprechende Handlungen im Prozess. Wir fahren langsamer, wir fahren schneller, wir geben mehr Dampf, wir geben mehr Temperatur und ähnliche Sachen. Andererseits jetzt, wenn ich den Blickwinkel der Verfügbarkeit, also des Instandhalters habe, dann brauche ich natürlich die Zustandsdaten meiner Sensorik und Aktorik. Ich muss wissen, wie geht es jetzt meinem Motor, wie geht es meinem Sensor, wie geht es meiner Messtechnik.
 
Jetzt mal in Richtung IoT gefragt, wenn man jetzt das Schlagwort nimmt: Das sind aber Daten, die habt ihr wahrscheinlich schon im System. Ich weiß jetzt nicht, ob es ein MES-System (Manufacturing Execution System) ist, aber diese Daten sind wahrscheinlich auch schon so verfügbar, oder?
Jan
Ich sag mal, prinzipiell sind sie verfügbar. Sie liegen potenziell irgendwo an und wurden bis zu dem Start unseres IoT-Projektes mit Endress+Hauser eigentlich gar nicht abgerufen. Ich möchte das mal kurz erklären: Wir haben eine sehr hohe Automatisierungsstruktur. Wir sprechen hier von ungefähr 13 Automatisierungsgeräten, also SPSen oder auch schnellen Regelsystemen, diverse Klein-SPSen, die dazu kommen, und alle sind komplett vernetzt, d. h. wir haben einen sehr umfangreichen Feldbus, mit ungefähr 2.500 Teilnehmern daran, die über den Profibus DP komplett vernetzt sind. In anderen moderneren Bereichen haben wir den Profinet am Zuge und so haben wir auch unsere Messtechnik komplett vernetzt über den Profibus PA, d.h. darüber rufen wir bislang all unsere Messwerte ab. 
 
Kannst du noch einmal ganz kurz für die, die nicht automatisiert unterwegs sind, den Profibus als Begriff einordnen?
Jan
Der Profibus ist ein Feldbus. Also auf Feldebene sammle ich über diesen Bus alle Signale ein. Für Leute, die ähnliche Begriffe nicht kennen, die kennen vielleicht den Profinet oder ein Devicenet oder Ähnliches. Es ist also ein reiner Feldbus, wo ich alle Signale aus der großen Anlage und den Automatisierungsgeräten einsammle, also in dem Fall SPS weiterverarbeite. 
 
Also quasi eine Infrastruktur, die dafür sorgt, dass Daten verfügbar sind oder dass man die da überhaupt aufnehmen kann, die Konnektivität im Endeffekt.
Jan
Ja, genau. Die dann aber so aufgebaut ist, dass sie wirklich nur in das Feld hineingucken und nach außen hin, also über das Internet z. B. oder über andere hüttenweite Vernetzung überhaupt nicht sichtbar sind. Also komplett abgeriegelt ein reiner Feldbus.
 
Ja, das wäre ja auch das Thema Security, das wahrscheinlich auch wichtig ist. Um vielleicht noch einmal bei den Daten zu bleiben. Jetzt bei eurem IIoT-Projekt – welche Daten sind denn da für euch interessant? Sind das primär die Verfügbarkeitsdaten oder Zustandsdaten oder sind das die Daten, die man braucht, um bestimmte Ursachen festzustellen? Du hattest jetzt auch von Temperaturdruckdaten gesprochen. Welche Daten nehmt ihr dort auf in Richtung IIoT gedacht?
Jan
Die Messdaten selbst, die haben wir in der Automatisierung, die können wir in unserem HMI sehen, die haben wir schon überall initialisiert. Jetzt geht es darum, wie geht es unserem Messgerät. Im Moment oder bislang war es so, dass wir tatsächlich hingehen mussten zu dem Messgerät, um zu gucken, wie geht es ihm. Also wir mussten auf das Display gucken und auf dem Display stand dann der entsprechende Zustand oder Fehlercode. Jetzt liegen diese Daten aber potenziell an dem Profibus, also an dem Feldbus schon an, d.h. es muss nun eine Möglichkeit geben, dass wir diese Daten auch tatsächlich abrufen. Da kommt dann IoT ins Spiel, dass wir diese Daten, also schwerpunktmäßig die Zustandsdaten der Messtechnik abrufen. Das Ganze heißt natürlich jetzt, dass wir eine Verbindung haben, irgendwo aus dem Internet bis runter in den Feldbus, die dann natürlich entsprechend abgesichert ist. Und da gibt es bei uns bei Salzgitter Flachstahl einen entsprechenden Prozess der Bewertung der Datensicherheit, eine sog. Schutzbedarfsanalyse. Also wir gucken uns an, welche Daten haben wir denn, auf welchem Weg fließen diese Daten und wohin gehen diese Daten? Und dementsprechend wird dann ermittelt, welchen Schutzbedarf haben wir, also was müssen wir machen? Also Proxy-Server, Firewalls oder Ähnliches.
 
Da sind wir beim Thema Datensicherheit: Wenn ich mir vorstelle, ich muss das alles zusammenbringen von der Steuerungsebene über die Edge, also irgendwo die Datenvorverarbeitung, die ja schon an der Maschine eh läuft, plus die Cloud, plus verschiedenste Anlagen, da ist Security ja ein wahnsinnig wichtiges Thema. Hans, jetzt mal die Frage an dich, wie geht ihr das Thema an? Siehst du das auch so? Oder wie ist die Relevanz von eurer Seite aus?
Hans
Ja, absolut. Das Thema ist sehr relevant. Alle unsere Kunden sind ja im Prinzip in kritischen Produktionsprozessen unterwegs und die primäre Aufgabe davon ist, den Produktionsprozess erst einmal sicher zu gestalten. Das Thema Sicherheit, Security, auch für den Produktionsprozess als solchen ist natürlich im Vordergrund zur Vermeidung auch von Unfällen oder sonstigen Zwischenfällen. Und im zweiten Schritt auch die Produktqualität optimal auszugestalten und von daher ist das ein Thema, was wir wirklich auch in der Architektur von unserer IoT-Lösung schon von vornherein als ein extrem wichtiges angesehen haben und da eigentlich verschiedene Maßnahmen ergriffen haben, um das zu adressieren. Also einerseits sind wir auch ISO 27001 zertifiziert mit dieser Lösung haben also eine ganze Reihe von IT-Security-Punkten adressiert und die auch in Prozessen im Prinzip widergespiegelt, dass wir diese auch regelmäßig durchführen und auch reproduzierbar diese Sicherheit erreichen können. Dann ist natürlich das andere Thema, dass wir diesen sog. zweiten Kanal da etabliert haben, der eigentlich ein reiner Lesekanal ist, so dass wir mit der Lösung nicht in die primäre Steuerung irgendwie eingreifen können, auch technisch nicht. Das ist wichtig, weil der Betreiber von der Anlage, der will natürlich sicher sein, dass sein Produktionsprozess jetzt nicht gestört wird, sondern sauber durchläuft und dass dann die Daten, die extrahiert werden aus dem Produktionsprozess, dass die natürlich sicher aufbewahrt werden und dass der Betreiber der Anlage auch jederzeit die volle Hoheit über diese Daten hat. Ich glaube, das ist auch ein ganz wichtiges Thema, gerade jetzt im Bereich Industrial IoT. Die Daten werden von den Betreibern generiert und die sind auch erstmal Eigentum von den Betreibern und der Betreiber kann sich dann entscheiden, gewisse Daten mit gewissen Herstellern zu teilen, wenn er dies als Vorteil für sich ansieht oder eben auch nicht. Das ist ein ganz wichtiger Punkt, den wir auch in den Gesprächen mit den Kunden, mit Jan und auch mit Salzgitter Flachstahl immer wieder sehen, dass das ein Thema ist, wo wir immer wieder sensibilisieren und das ist auch eine Anforderung, die die Kunden eigentlich typischerweise haben.
 
Ich glaube, die IT muss ja im Endeffekt sicherstellen, welche Ports in welche Richtung aufgehen und es ist gut, dass es im Endeffekt vielleicht nicht bidirektional ist, sondern eben zum Monitoring zum Auswerten der Daten primär ist. Jan, würdest du das so unterstreichen? Oder hast du noch Ergänzungen?
Jan
Ja, auf jeden Fall. Es gab bei uns auch anfangs sehr große Vorbehalte, wegen der Anlage im Internet, das können wir nicht, das wollen wir nicht und dann auch noch in eine Cloud und der Rechner steht nicht bei uns auf dem Hüttengelände, sondern woanders. Also es gab da auch sehr viele Vorbehalte und Bedenken, die wir aber erfolgreich, ich würde jetzt nicht mal sagen ausräumen konnten, sondern mit Vorteilen ergänzen konnten, so dass wir gesagt haben, es bringt uns was, wir haben einen gewissen Nutzen dadurch. Und gerade wichtig war auch diese One-Way-Lösung, dass die Daten auch wirklich hinausgehen und wir uns auch genau angeguckt haben, welche Daten sind das denn und gibt es eine Möglichkeit, dass jemand uns den Prozess stört, der von außen angreift. Die Hackerthematik ist ja im Moment ganz groß. Es gibt verschiedene Unternehmen, die da erhebliche Schäden durch haben, auch die Salzgitter ist vor so etwas natürlich auch nicht gefeit und es gibt immer mal wieder Versuche, uns anzugreifen und von daher war diese Schutzbedarfsanalyse ein wichtiger Schwerpunkt. Endress+Hauser hat dann ganz schnell auch aufgrund der Diskussion bei uns im Haus mit unserer IT-Fachabteilung den Ball aufgegriffen und entsprechende Zertifizierungen und Authentifizierungen durchgeführt, so dass bei uns die Bedenken auch recht schnell auf ein relativ niedriges Niveau abgesenkt werden konnten und wir dann mit unseren Schutzmöglichkeiten das auch noch zusätzlich absichern konnten.
 
Ja, perfekt. Am Ende ist das ja immer so ein Thema Risiko/Chance. Man hat ja immer das Risiko, dass man auf der einen Seite abdeckeln muss in Richtung Security und das ist hier ja umfangreich erfolgt und das andere sind natürlich die Chancen, über die wir ja heute auch im Detail auch noch sprechen wollen, was denn wirklich die Vorteile sind, auch dass ich diese Daten dann auch wirklich nutze. Vielleicht im Vorfeld, Hans, noch einmal die Frage an dich. Wie sieht denn jetzt die Lösung genau aus bzw. wie gelangen denn diese Daten, über die wir jetzt gesprochen haben, überhaupt in eure Netilion Cloud? Irgendwie muss ich ja jetzt die Daten von der Messtechnik, ich weiß auch gar nicht, kommt die von euch, welche ist das und dann über den Data Lake, oder über diese, ich sag mal über die Sammelstruktur über die Connectivity in die Cloud kommen. Wie funktioniert dieser Weg?
Hans
Genau. Also die Messtechnik ist an dieser Stelle schwerpunktmäßig von Endress+Hauser, wobei die Automatisierungsanlage natürlich auch noch wesentliche andere Komponenten von anderen Herstellern hat. Auch das ist ein ganz typisches Szenario. So eine Produktionsanlage ist typischerweise komplex und da gibt es ein ganzes Konglomerat an Herstellern, die da auch mit beteiligt sind aus der Sensorik, Aktorik, Wärmetauscher und ähnliche Komponenten oder auch die klassischen Automatisierungskomponenten in Richtung SPS und ähnliche Infrastrukturthemen. Also von daher hat man eigentlich in jeder Produktionsanlage eine heterogene Welt, mit der muss man natürlich auch umgehen, das gehört dazu und ist normal an der Stelle und dann gibt es eben diesen Feldbus, das ist eben so eine Art Netzwerk oder ein Bussystem, mit dem man die Daten abgreifen kann und dort haben wir dann diesen sog. zweiten Kanal etabliert, also d.h. im Prinzip ein Gerät, was mitliest, was auf diesem Feldbus passiert und die Daten eben auslesen kann und dann haben wir ein Edge-Gerät, was in dem Netzwerk der Salzgitter eingebaut ist und dort über den Proxy-Server von der Salzgitter auch mit unserer Cloud-Lösung kommunizieren kann. Und auch da ist wiederum das Thema klassische IT-Security-Komponenten und dann eigentlich unten drunter diese OT-Security im Feld, aber auf der IT-Seite, dass wir klare Verschlüsselung nutzen, also TLS durchgehend als verschlüsselte Kommunikation, aber eben auch, dass wir den Proxy-Server von der Salzgitter nutzen, so dass jetzt auch sichergestellt ist, dass da nicht irgendwie Daten an eine andere Einheit als unsere Cloud-Infrastruktur kommuniziert werden können, schon mal auch auf einem niedrigeren Netzwerklevel, wird es dadurch ermöglicht. Und dann landen die Daten in unserer Cloud, die physisch in Frankfurt und in Dublin sich abspielt, aber da sind auch eine ganze Reihe von Sicherungsmechanismen hinten dran, um diese Cloud sicher zu gestalten. Und ich denke, das Thema IT-Sicherheit ist nicht per se, also die Cloud ist nicht per se besser oder schlechter oder sicherer als On-Premises (Vorort) oder) anders herum. Es kann sehr sichere Cloud-Installationen geben, es kann sehr sichere On-Premises-Installationen geben, aber man kann beides auch relativ unsicher gestalten. Und von daher ist es eigentlich gar nicht so sehr diese physische Verteilung der Daten, sondern viel mehr, dass man eben das Gesamtsystem, wie auch immer das genau besteht, genau auf Sicherheit auslegt und vom Design und Entwurf her so gestaltet, dass es dann auch sicher ist und natürlich auch immer wieder testet und immer wieder überprüft.
 
Ja, perfekt. Vielleicht, um so ein paar Begrifflichkeiten noch einmal kurz für die Zuhörer zu klären. Du hattest jetzt gerade von On-Prem gesprochen. Also On-Premises-Installationen wäre ja jetzt im Endeffekt, wenn Salzgitter Flachstahl gesagt hätte, wir nehmen unsere Server, die bei uns im Keller stehen, wo dann irgendwo die Daten auf der Serverstruktur dort laufen, wenn ich das so richtig gesagt habe?
Hans
Genau, ja.
 
Und das andere wäre, wenn die Daten z.B. in Frankfurt liegen, das ist ja am Ende auch so ein Skalierungsthema. Wir sprechen hier bzw. heute über diese eine Anlage, in Zukunft sind es dann x-Anlagen und in Zukunft sind es dann auch verschiedene Standorte. Das sind wahnsinnig viele Daten und das ist wahrscheinlich auch ein Grund, warum man sagt, man geht dort auf Ressourcen, die größer und skalierbarer sind. Oder? Was ist da der Hintergrund?
Hans
Ja, genau. Das ist auch ein wesentlicher Vorteil zum Thema Cloud. Das heißt einerseits die Skalierbarkeit in verschiedenen Dimensionen eigentlich. Man hat das Thema Datenskalierung, also die Menge der Daten und auch die Anzahl der Prozessoren, die da hinten dran ist, also das Thema Datenverarbeitung mit anderen Worten, aber wir haben auch das Thema Regionalität. Das ist ganz wichtig. Gerade in der Prozessindustrie haben wir es mit vielen multinationalen Firmen zu tun, die auch weltweit aktiv sind und wenn dann ein Werk in Europa angebunden wird und gleichzeitig hat die Firma noch ein Werk in Mexico und vielleicht noch eins in China, dann ist es natürlich auch von der Datenstruktur her eine andere Geschichte und da hat man einen großen Vorteil daraus, wenn man das auch regional so aufstellen kann, dass man da auch eine weltweite Struktur hinten dran hat. 
 
Jan, vielleicht noch einmal eine Frage in deine Richtung zur Datenverarbeitung. Du hattest jetzt auch ein bisschen von der Automatisierung und den Messwerten gesprochen. Dann geht es um Zustandsdaten. Kannst du uns da noch einmal ein bisschen abholen, wie die Datenarbeit genau an eurer Kontibeize funktioniert? Also das Ganze nur noch einmal in die Praxis übersetzt.
Jan
Ja, auch da gibt es wieder zwei Blickwinkel. Einmal in Richtung Automatisierung, da ist natürlich alles vernetzt, und dann in Richtung Instandhaltung. Was wollen wir denn mit diesem IoT-Projekt erreichen? Wir wollen zusehen, dass wir einen Überblick über die Messtechnik haben, dass wir wissen, wie es unserer Messtechnik geht, ohne zu jedem Messgerät hingehen zu müssen und wenn es geht, vorbeugend warten oder instand halten zu können. Das heißt, wir wollen sehen, was machen die Jungs da draußen. Dafür muss ich natürlich in jedes Messgerät eine IoT-Lösung reinbekommen. Bei uns war es der Vorteil, dass alle Messgeräte bereits vernetzt sind und wir uns an diesen einen Bus uns ankoppeln konnten und konnten von jedem Messgerät uns die Daten dann entsprechend holen. Schwierig wird das natürlich, wenn ich nicht bereits alle Messgeräte vernetzt habe, also mir jedes Messgerät einzeln ranholen muss. Das geht, das ist möglich. Da gibt es verschiedene Lösungen, die auch bei uns in anderen IoT-Projekten bereits umgesetzt werden. Nur dann wir es auch schnell schwierig und aufwendig, wenn ich innerhalb der Kernprozesse entsprechende Änderungen vornehmen muss, um all meine Messtechniken zu vernetzen. 
 
Hans, noch einmal eine Frage in deine Richtung. Ihr habt da verschiedenste Lösungen in eurer Netilion-Cloud etabliert. Was sind die Vorteile, wie sieht es mit eurer Lösung wirklich aus? Wie muss man sich das vorstellen, wenn ich das Ganze auch gewerkübergreifend vernetze?
Hans
Im Prinzip gibt es die zwei großen Themen: einerseits das Thema Zustandsüberwachung und andererseits das Thema Prozessüberwachung. Auf der Seite der Zustandsüberwachung, da ist das typischerweise so, dass gerade für das Thema Verfügbarkeitsmonitoring aber auch Verfügbarkeitsverbesserung es dort einfach dadurch, dass man verschiedene Daten nutzt, die in der Messtechnik vorhanden sind, noch einmal Vorteile bekommt. Zum Beispiel man hat so eine Applikation, die nennt sich dann Netilion Health und dort kann man im Prinzip die Zustandsüberwachung machen, sie wird auch typischerweise als Condition Monitoring bezeichnet und im Condition Monitoring kann man dann auch sehen, was passiert in der Messtechnik, wo sind vielleicht Fehlermeldungen und wo muss man vielleicht eingreifen. Und gleichzeitig hat man dort auch eine schnelle Übersetzung, wenn dann mal ein Fehler auftritt in Richtung von Maßnahmen, die man damit ergreifen kann. Also typischerweise mit der Messtechnik auf dem Gerät, da sieht man dann eine Fehlermeldung. Das ist meistens so eine relativ kryptische Geschichte, wie F150, und dann muss man erstmal in irgendeinem Handbuch nachschauen, was das denn überhaupt bedeutet. Und das ist auch in dieser Cloudlösung dann direkt adressiert, dass man dann dort direkt dieses Thema sehen kann und sehen kann, was die typischen Maßnahmen sind und wie man damit umgeht. Und dann haben wir natürlich das Thema, wenn wir auch standortübergreifend arbeiten, dass man dann eigentlich auch über verschiedene Standorte hinweg sieht, wenn z. B. an einem Standort mehr Probleme auftreten als an einem anderen Standort. Dann kann man natürlich Benchmarking machen, schauen, was kann man von dem anderen Standort lernen und wie kann man das Gesamtsystem im Prinzip verbessern. Und in Richtung vorausschauende Wartung, ich glaube, dass ist ein Thema, was schon lange durch die Industrie auch geistert, das ist aber am Ende auch ein Thema, wo man immer sehr individuell auch unterwegs sein muss, weil vorausschauende Wartung für den einen Betreiber, ist was ganz anderes als vorausschauende Wartung für den anderen Betreiber. Das ist abhängig auch von dem individuellen Prozess, den der Betreiber da fährt und kann in der Lebensmittelindustrie völlig anders sein als z.B. bei Salzgitter Flachstahl.
 
Jan, kannst du noch einmal zusammenfassen, was für euch jetzt vom Business Case her gesehen das Endergebnis ist. Also, was habe ich davon? Du hast es ja schon gesagt, aber vielleicht noch einmal zusammenfassend zum Ende, was habt ihr unterm Strich damit erreicht?
Jan
Wichtig war für uns erst einmal die Erkenntnis, dass IoT ja gar nichts Schlimmes ist, sondern dass wir IoT durchaus auch positiv nutzen können, eben auch wertschöpfend nutzen können. D. h. wir können dadurch unsere Verfügbarkeit sicherstellen oder ggf. sogar erhöhen, in dem ich weiß, wie es meinen Geräten geht und so etwas in einer entsprechenden Cloud dann auswerten kann. Für uns war auch noch einmal wichtig zu sehen, was haben wir denn alles so, was können wir nutzen und wir sind dabei das mit Endress+Hauser gemeinsam weiter zu entwickeln, weil noch können wir nicht ganz so viel nutzen. Wir nutzen die Dokumentationsmöglichkeit, also ich kann ein Messgerät anklicken und bekomme dazu meine Dokumentation und das vernetzt. Ich muss nicht parallele Datenhaltung machen. Ich muss nicht direkt zum Messgerät hingehen, was ich im Prozess habe, die bei uns nicht alle gut erreichbar sind, sondern ich gucke von fern drauf und sehe, wie geht es ihm, die sog. Health Funktion, über die Hans eben auch schon gesprochen hat. Das ist natürlich schön, weil da bekomme ich gleich eine Übersetzung von meinem Hexadezimalcode, den ich vielleicht oftmals als Fehler-Code angezeigt bekomme FX80 oder Ähnliches und dann sehe ich aber im Klartext welcher Fehler ist das. Das sind so die Funktionen, die wirklich gut sind. Was wir uns noch wünschen ist, dass wir in diesem Bereich vorbeugende Instandhaltung oder Erkennung von Fehlern und Wartungen, dass wir da noch ein intensiver reinkommen, aber da sind wir eigentlich auch auf dem richtigen Weg und sind auch weiter mit Endress+Hauser am Entwickeln und Testen auch für Endress+Hauser Messgeräte bei uns im Prozess.
 
Ja. Sehr schön. Das ist dann natürlich auch die Königsdisziplin mal in Richtung prediktiver Wartung zu gehen, so vielleicht in Richtung KI das Ganze weiter auszubauen und die Analytics noch zu vertiefen. Da bin ich gespannt, vielleicht wenn wir uns das nächste Mal hören, seid ihr da weiter und da kann man dann mal so einen Fortschritt auch sehen.
Wie hat die Zusammenarbeit von eurer Seite aus funktioniert, Hans? Seid ihr happy? Wie geht es weiter?
Hans
Ja, die Zusammenarbeit funktioniert hervorragend, weil Jan da sehr innovativ unterwegs ist und die Salzgitter Flachstahl allgemein, dass sie da erstmal mal gute Voraussetzungen hatte. Das Thema Konnektivität ist oftmals eine technische Hürde und das hatte die Salzgitter Flachstahl schon davor adressiert und daher war die Einstiegshürde in dieses Projekt nicht ganz so groß, wie wenn man damit noch anfangen muss. Und ansonsten ist das ein sehr gutes kollaboratives Miteinander und eigentlich, wie Jan auch schon gesagt hat, wird manchmal ein Gerät ausgetauscht und ein neues Gerät kommt rein, wo wir dann auch mal ein paar Sachen austesten können. Und natürlich immer stärker in dieses Thema der Gesamtprozessoptimierung da mit reinzukommen, also da haben wir ein Thema, wo wir mit unserer Messtechnik eigentlich eine Überwachung eines Wärmetauschers machen und wenn wir da noch besser sozusagen in die Zukunft schauen könnten, wäre das auch ein großes Thema für Salzgitter, weil damit einfach der Wert gesteigert wird. Und das sind so Themen, an denen wir dann zusammenarbeiten, von daher sind wir da sehr glücklich mit der Zusammenarbeit.
 
Jan
Ja, das kann ich nur voll und ganz bestätigen. Die Zusammenarbeit mit Endress+Hauser ist durchaus kreativ positiv – sowohl auf menschlicher als auch fachlicher Ebene eigentlich nur positiv. Es macht also wirklich Spaß, vom Vertriebler bis zu den Technikern, die im Detail arbeiten ist die Zusammenarbeit durchweg positiv und konstruktiv. 
 
Sehr schön. Dann letzte Frage für heute. Hans, noch einmal in deine Richtung: Wir sprechen jetzt in diesem Use Case oder in dem Projekt über was Prozessspezifisches, also es geht ja jetzt wirklich um die Kontibeize. Wie lässt sich dieser Use Case denn jetzt übertragen auf andere Bereiche? Ihr seid jetzt mit unterschiedlichen anderen Kunden noch unterwegs, siehst du solche Use Cases häufiger? Ist das Muster übertragbar?
Hans
Ja, da sind durchaus einige Themen drin, die typischerweise immer wieder bei Betreibern auftauchen. Also, wenn man auf der Ebene der Wartung unterwegs ist, dann ist es natürlich ein Thema, das alle haben. Produktionsanlagen sind komplex, sie bestehen aus vielen Einzelkomponenten, die auch jeweils gewartet werden müssen. Typischerweise arbeiten die meisten Firmen dann mit solchen Wartungsfenstern und wir sehen z.B. bei einem anderen Projekt, was eher so im Pharma-Life-Style-Bereich angesiedelt ist, dass das gerade ein ganz großes Thema von denen ist, dass sie die Anzahl und die Länge der Wartungsfenster eigentlich dramatisch reduzieren wollen. Also die wollen jetzt wirklich nicht mal 5 % rausholen, sondern die sagen, wir wollen da wirklich 60-70 % Reduktion von unseren Stillständen erreichen und das ist dann natürlich auch ein großer ökonomischer Faktor, auch im Sinne der Produktionskapazität und am Ende natürlich auch von dem Output, den man da erreichen kann. Und von daher sind die Themen Wartungsoptimierung, aber auch Kalibrationsoptimierung von messtechnischen Anlagen wirklich so große Themen, die eigentlich eine sehr hohe Verbreitung auch in anderen Betrieben haben. 
 
Ich muss gerade mal so ein bisschen zurückrudern, denn ich habe gerade gesagt, es geht um die Kontibeize, geht es zwar auch, aber es geht ja auch bei euch Salzgitter Flachstahl um eine ganzheitliche Digitalstrategie, die natürlich nicht nur diese eine Anlage betrifft, sondern wahrscheinlich auch die ganzen Werke, vielleicht sogar weltweit. Das ist nicht nur eine Insellösung, sondern wahrscheinlich auch eine ganzheitliche Strategie. Nicht wahr, Jan?
Jan
Ja, das ist durchaus so. Ich bekomme auch aus Nachbaranlagen oder anderen Bereichen durchaus Anfragen: Was macht ihr denn da? Können wir das bei uns auch nutzen und wir dann teilweise überlegen, wie wir diese IoT-Lösung auf andere Anlagen und Bereiche adaptieren können. Es ist durchaus ein Thema, wir haben auch diverse andere IoT-Business-Cases, an denen wir intensiv arbeiten, das geht hin zu einer IoT-Lösung, um die Waggons zu verfolgen, eine IoT-Lösung, um in entfernten wassergefährdeten Bereichen entsprechende Messungen vorzunehmen. Also, wir sind da unterwegs.
 
Sehr schön, das ist dann auch der Vorteil, das ganze Thema IoT ganzheitlich zusammenzubringen. Es ist auch ein Weg, der beschritten wird, und ich finde es toll, wie innovativ ihr da unterwegs seid. Vielen Dank für die Insights heute. Wie du vorhin schon gesagt hast, IoT ist nichts Schlimmes, sondern eine Chance, nur die Vorteile überwiegen. Das kam in der heutigen Session schön raus.

TEILNEHMER

in dieser Folge

Hans-Jürgen Huber

Jan-Marten Claus

KONTAKT

zu dieser Folge

Ing. Madeleine Mickeleit

Ing. Madeleine Mickeleit

Geschäftsführerin | Podcast Host
IIoT Use Case GmbH

LinkedIn