Bei der Planung und Entwicklung von industriellen Automatisierungssystemen liegt in der Praxis häufig der Schwerpunkt auf der Hardware sowie den angeschlossenen Geräten. Im Anbetracht komplexer digitaler Umwälzungen besteht jedoch der Anspruch, mit jeder beliebigen Automatisierungskonfiguration, die entworfen und entwickelt wird, mehr Sicherheit bezüglich Safety und Security zu erreichen. Softwaredefinierte Automatisierung stellt einen neuen Paradigmenwechsel dar, der Maschinenherstellern (OEMs) Portabilität und Interoperabilität bietet und gleichzeitig Flexibilität und Skalierbarkeit ermöglicht.
Der Übergang von mechanischen Systemen zu elektronischen Steuerungen wie SPS und SCADA-Systemen hat den OEMs seit Jahrzehnten zu höherer Effizienz und Maschinenzuverlässigkeit verholfen. Die fortschreitende Entwicklung der industriellen Automatisierung hinkt jedoch den heutigen Anforderungen an eine schnelle Produktentwicklung und flexible Produktionslinien hinterher. In diesem schnelllebigen Umfeld behindern herkömmliche Systeme die Möglichkeiten der OEMs, sich schnell anzupassen, was zu übermäßigem Entwicklungsaufwand und Kosten führt.
Ein neuer Ansatz für die industrielle Automatisierung
Softwaredefinierte Automatisierung ist ein neuer Ansatz, bei dem in der IT etablierte Software-Methoden und -Tools zur Steuerung des Prozesses zum Einsatz kommen.
In einem gemeinsamen Whitepaper von Frost & Sullivan und Schneider Electric, mit dem Titel „Software-defined Automation for Future-ready Machines“ (Softwaredefinierte Automatisierung für zukunftsfähige Maschinen), erläutern die Autoren „die Nutzung von Rechenleistung in virtuellen Maschinen als Ersatz für die Steuerung und Automatisierung über Hardware-Assets“.
In der neuen Ära der optimierten Anlagenleistung und Nachhaltigkeit veranlasst die digitale Transformation Unternehmen dazu, ein softwaredefiniertes Automatisierungsmodell zu nutzen, zur:
- Verkürzung der Durchlaufzeiten bei gleichzeitiger Verbesserung der Wartungsprozesse
- Senkung der Betriebskosten
- Verbesserung der betrieblichen Flexibilität durch Modularisierung
- vereinfachten Nutzung von Methoden der künstlichen Intelligenz (KI) und des maschinellen Lernens (ML)
- Optimierung der Ressourcennutzung und Unterstützung von Initiativen der Kreislaufwirtschaft durch nachhaltigere Fertigungsverfahren
Bessere Integration von IT und OT
Die Integration von Systemen der Informationstechnologie (IT) und der Betriebstechnologie (OT) kann erfolgreich realisiert werden, wenn die zugrunde liegende Logik und Intelligenz durch Software und nicht durch Hardware bereitgestellt wird. Die Technologie ist jetzt vielseitiger und kann leichter mit anderen Geräten und Systemen verbunden werden. Die Adaption systemagnostischer Lösungen an spezifische Fertigungskonfigurationen sowie die Abstimmung auf die jeweiligen Prozesse kann ohne den Aufwand und die Kosten einer kundenspezifischen Lösung erfolgen. Um diese Vorteile zu nutzen, ist es erforderlich, den Nutzen der softwaredefinierten Automatisierung zu verstehen und Vertrauen in ihre Wirksamkeit zu haben.
Die Hersteller von Automatisierungslösungen setzen zunehmend auf softwaredefinierte Automatisierung (auf der Grundlage von IEC 61499), um die Portabilität und Interoperabilität zu optimieren sowie die Bereiche IT und OT zu verbinden. Dieser Wandel kommt zur rechten Zeit, da Anwendungen wie virtuelle SPS und digitale Zwillinge eine entscheidende Rolle in intelligenten Fabriken spielen werden. Die softwaredefinierte Automatisierung optimiert die Fertigungsprozesse und fördert die vorausschauende Wartung sowie die Qualitätsverbesserung. Zudem lässt sie sich nahtlos in neue sowie bestehende Automatisierungssysteme und -konzepte integrieren.
Die softwaredefinierte Automatisierung stellt für zahlreiche Akteure ein neues Modell dar, welches ein spezifisches Fachwissen für die Implementierung und Integration erfordert. Während immer mehr Betreiber von industriellen Produktionen auf dieses Modell setzen, müssen OEMs strategische Partnerschaften mit Technologieexperten in Betracht ziehen, die das notwendige Fachwissen und proaktive Unterstützung bieten. Um einen kosteneffizienten Einstieg zu gewährleisten, sollte zunächst ein Pilotprojekt durchgeführt werden, bei dem bestehende Systeme um zusätzliche Funktionen und Flexibilität erweitert werden, ohne dass eine vollständige Umgestaltung erforderlich ist.
Agilität als Reaktion auf neue und künftige Kundenanforderungen
In dem neuen Whitepaper heißt es weiter: „Für Maschinenbauer verbessert die Einfachheit der Entwicklung, die sich aus der Übernahme eines softwaredefinierten Ansatzes ergibt, die Flexibilität als Reaktion auf die Anforderungen der Betreiber von Industriebetrieben in Bezug auf Anpassung, Erweiterung, Integration oder neue Funktionen. Dies trägt dazu bei, dass nicht mehrere Versionen derselben Maschine hergestellt werden müssen, verkürzt die Zeit bis zur Markteinführung und fördert das Umsatzwachstum des Maschinenbauers.“
Wenn Sie mehr über die Vorteile der softwaredefinierten Automatisierung erfahren möchten, laden Sie sich unser Whitepaper (englisch) „Software-defined Automation for Future-Ready Machines“ herunter.
Lödige macht’s vor
Wie der bekannte deutsche Maschinenbauer LÖDIGE aus Paderborn die ingenieurstechnischen Freiheiten der Engineering-Plattform EcoStruxure Automation Expert bereits heute nutzt, zeigt das Beispiel seines Pflugschar®-Mischers L20. Auf der diesjährigen Hannover Messe und ACHEMA war die fertige Maschine bereits zu sehen. Dank der Entkopplung von Hardware und Software profitiert das mittelständische Familienunternehmen von einer besseren Skalierbarkeit der Maschinen, weniger Parallelentwicklungen sowie mehr Flexibilität bei der Auswahl von Hardware. Da IT und OT bei diesem Ansatz zudem von Anfang an eng verzahnt sind, lassen sich auch Analyse- oder KI-Tools deutlich leichter einbinden. Und noch etwas kommt hinzu: Aufgrund des gigantischen Potenzials von Universal Automation für eine zukunfts- und konkurrenzfähige Industrie sind auch schon einige wichtige Kunden von LÖDIGE der UAO beigetreten – etwa Nestlé oder die BASF. Es tut sich also was in der Automatisierungswelt!
Weitere Informationen zum Automatisierungssystem EcoStruxure Automation Expert finden Sie außerdem in unserer Kurzbroschüre!
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Über den Autor
Michael Gieselmann
Senior Product Manager,
Industrial Automation DACH
Michael Gieselmann verantwortet das Automatisierungsgeschäft für Endkunden in der DACH-Region.
In dieser Funktion ist er zuständig für das IIoT- und Software-Geschäft. Zuvor hatte er seit 2011 bei Schneider Electric mehrere Positionen inne.
Michael verfügt über 25 Jahre Erfahrung im Bereich Automatisierungs- und Antriebstechnik sowie Digitalisierung und Industriesoftware.
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