Use Case

12.000 Sensoren unterschiedlichster Hersteller anbinden

Viele Unternehmen tun sich mit der Umsetzung von IoT-Projekten schwer, da die physische Anbindung industrieller Anlagen an die Cloud nach wie vor komplex und zeitaufwendig ist, und die Aussicht auf Skalierung fehlt. CloudRail stellt in Zusammenarbeit mit Microsoft Azure einen Weg vor, wie die IoT-Implementierung schnell, zuverlässig und wachstumsorientiert ablaufen kann.

Die Herausforderung: Verschiedene Sensoren einzeln an die Cloud anbinden kostet Zeit und Geld

Die Anbindung industrieller Maschinen und Geräte ist heute oftmals nicht skalierbar. Vor allem ältere Maschinen und die Vielzahl unterschiedlicher Protokolle pro Maschine machen IIoT-Projekte komplex und aufwendig. Die Heterogenität der Anlagenlandschaft – der Mix aus Brown- und Greenfield – und die damit einhergehenden eigenen Standards und Protokolle je Maschine fordern nach einheitlichen und einfachen Lösungen zur Anbindung. Selbst-implementierte, „gebastelte“ Lösungen sind in der Regel nicht skalierbar und stellen IT-sicherheitstechnisch zudem ein hohes Risiko dar. Ende-zu-Ende Lösungen, bei denen die Daten in einer abgeschlossene Applikation genutzt werden, sind häufig nicht kompatibel mit übergreifenden Plattformen wie Microsoft Azure.

Die Lösung: Eine Box, ein Modul und das Internet – mehr braucht es nicht

Industrielle Sensoren mit Analogsignalen mit 4-20mA oder IO-Link können ohne Vorkenntnisse mit der Cloud verbunden werden. Ein einfaches Beispiel zeigt, wie es funktioniert. Ein Temperatur-, Vibrations- und Distanzsensor sollen an die Microsoft Azure Cloud angebunden werden. Die CloudRail.Box wird via Ethernet an das IO-Link Modul angeschlossen und gleichzeitig via Netzwerkkabel an das Internet. Die vorkonfigurierten Schnittstellen ermöglichen einen einfachen Zugang zu Microsoft Azure. Die CloudRail.DMC, ein Gerätemanagementservice, erkennt automatisch das angeschlossene IO-Link Modul und die verkabelten Sensoren. Diese industriellen Sensoren verschiedener Hersteller können nun innerhalb von Sekunden an Microsoft Azure IoT Hub oder IoT Central angebunden werden. Hierbei werden die Sensordaten automatisch normalisiert, so dass die Datenpunkte im menschenlesbaren Format im Cloud-Service eingehen. So zeigt der Vibrationssensor bspw Beschleunigung in mm/s^2 und Temperatur in Grad Celsius an. Tausende Sensoren anzubinden ist so schneller, einfacher und als standardisierter Prozess durchführbar.

 

CloudRail erfasst so alle Daten aus dem Shop-Floor (OT) und stellt sie einsatzbereit für die IIoT-Anwendung (IT) bereit. Die sogenannte CloudRail.Box fungiert dabei als Edge Gateway zwischen Shopfloor und Cloud und ist Teil der CloudRail Solution. Industriestandards des Datenaustauschs wie OPC-UA werden genutzt, um moderne Geräte zu verbinden (Greenfield), während alte Maschinen im Retrofit-Ansatz mit sekundären Sensoren nachgerüstet werden (Brownfield). Die CloudRail.Box stellt einen zentralen Anlaufpunkt der Administration dar. IoT Plug and Play ermöglicht es Lösungsentwicklern zudem, IoT-Geräte ohne manuelle Konfiguration in ihre Lösungen zu integrieren.

 

  • Plug&Play-Gerätebereitstellung
  • Smart-Data-Normalisierung
  • Edge Computing
  • regelmäßige Feature- und Sicherheitsupdates

Das Ergebnis: Zeiteinsparung in der Anbindung und schneller ROI

Durch die schnelle Anbindung von Maschinen können Unternehmen mit einigen Use Cases starten, ROI Betrachtungen durchführen und diese anschließend zu ganzheitlichen IoT Ökosystemen skalieren.

 

Die CloudRail Device Management Cloud, eine cloud-basierte Gerätemanagementlösung, ist hierbei zentraler Bestandteil. Sie ermöglicht es Unternehmenskunden, tausende global verteilter Edge Geräte zu auszurollen und verwalten – und das ohne IT Fachpersonal vor Ort an den Maschinen. Die Geräte werden von Wartungsteams und Produktionsingenieuren installiert und anschließend aus der Ferne über die CloudRail Lösung konfiguriert. Die langfristige Geräteverwaltung mit Updates und Sicherheitspatches wird ebenfalls vom zentralen CloudRail Gerätemanagement übernommen.In Kombination mit automatischer Daten-Normalisierung und Gerätebereitstellung reduziert die Datenbank mithilfe von mehr als 12.000 Sensor-Definitionen die Einrichtungszeit für die Anbindung einer Maschine an die Cloud von Wochen auf nur Stunden. 

 

Erste Erkenntnisse aus dem PoC (Proof of Concept = Test auf Durchführbarkeit eines Konzepts) mit Azure IoT Central können darüber hinaus zur Validierung von Hypothesen herangezogen werden, auf denen wiederum gesamte IIoT-Roadmaps gebaut oder Prozessoptimierungen angestoßen werden können.

 

Da die skalierbare Lösung in einen Data Lake (großer Datenspeicher von Rohdaten) nahtlos in die Microsoft Azure IoT Services integriert ist, wirkt sie so Datensilo-Problemen, heterogener Datenspeicherung in Unternehmen, entgegen. Die Daten sind darüber hinaus auch für weitere Microsoft Services verfügbar – ein Rollout eines kompletten IIoT Ökosystems auf Microsoft Azure.

CloudRail liefert in Verbindung mit dem Angebot von Microsoft Azure niedrigere Hürden beim Geräte-Onboarding, absehbare Verwaltungskosten und schnelle Ergebnisse. Die Lösung eignet sich ideal für groß angelegte IIoT Projekte, die ab dem ersten Piloten Anforderungen an Funktionalität, Skalierbarkeit und IT-Sicherheit erfüllen sollen.

 

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Produktionsleiter und die Produktions-IT befasst sich seit Jahren mit der Auslegung industrieller IT und effizienter Prozessgestaltung in der Produktion. Personen und Anwender dieses Use Cases sind die IT-Schnittstelle zwischen den IT-Abteilungen und der Fertigung und Arbeitsvorbereitung. Aufgabe ist hier die Optimierung der bestehenden IT-Fertigungsanbindungen mit Hilfe von erarbeiteten Konzepten und entsprechender Vorarbeit für Industrie 4.0.

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CloudRail ist eine Plug-and-play Lösung für die Verbindung von OPC-UA Servern und industriellen Sensoren in Cloud-Plattformen.

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