Dem Wandel folgen, Welten vereinen

Netzwerke ? Eine starke Vernetzung dezentraler Strukturen führt zur deutlichen Erhöhung der Komplexität in der Leittechnik. Deren Beherrschung kann darum in der Zukunft nur durch einfache und klare Strukturen erfolgen.

14. Dezember 2006
Bild 1: Dem Wandel folgen, Welten vereinen
Bild 1: Dem Wandel folgen, Welten vereinen

In der industriellen Produktion mit den zugehörigen Dienstleistungen vollzieht sich derzeit ein tief greifender und schneller Wandel. Die internationale Fertigungsindustrie und Verfahrenstechnik zeigt Tendenzen, die sich in kurzen Produktzyklen und Lieferzeiten, einer veränderten Fertigungstiefe sowie einer Zunahme der Produktvarianten äußern. Um ihre Kernkompetenzen zu optimieren, ist die Integration von Informationen in den verschiedenen Geschäftsprozessen eine wichtige organisatorische Maßnahme für die Unternehmen.

In vielen Unternehmen ist sie erst teilweise erfolgt, denn häufig ist der Informationsfluss historisch gewachsen. In Fertigung und Betriebswirtschaft begegnen sich darum noch zwei unterschiedliche Informationswelten. Zum Ausgleich wird das Manufacturing Execution System (MES) zukünftig ein wichtiger Integrationsfaktor, in dem aber noch kein klarer Industriestandard erkennbar ist. Durch die zunehmende Fertigungstiefe integrieren Unternehmen auch Zulieferer verstärkt in ihr Informationsnetzwerk. Dort tauschen die verschiedenen Parteien Planungsdaten, Qualitätsdaten oder auch Trace-and-Tracking-Funktionalitäten aus. Das Supply Chain Management (SCM) hat hierbei eine hohe strategische Bedeutung, auch für kleine und mittlere Unternehmen. Voraussetzung für die Integration in den übergreifenden Informationsfluss sind hier vor allem offene Informationssysteme in allen Unternehmensebenen. Dies führt zu kostengünstigen Lösungen bei hoher Informationsqualität. Der große Markt der Informationstechnik mit PC, Standardsoftware und objektorientierte Programmiertools haben die Entwicklung der Automatisierungs- und Leittechnik zu einer prozessübergreifenden Systemtechnik stark geprägt.

Technologische Trends

Gleiche Tendenzen gelten für die Kommunikationstechnik mit Ethernet, Wireless-Technologien und Internetdiensten. In der Automobilindustrie setzen sich immer mehr mechatronische Systeme wie das X-by-wire-Management durch. Zusätzlich erfolgt die Integration von Telematiksystemen und Infotainment ins Fahrzeug. Das Marktvolumen der Fahrzeugelektronik wächst entsprechend in den nächsten Jahren überproportional. Mechatronische Systeme werden auch in anderen Branchen Eingang finden, was zu einer Verstärkung des Effekts führt. Der technologische Wandel nimmt Einfluss auf die Automatisierungstechnik, neue Entwicklungen prägen sie entscheidend. Dies führt zu stark dezentralen, verteilten Systemen. Im feldnahen Bereich ist der CAN-Bus mit Device Net und CANopen neben Profibus-DP, AS-Interface oder LON in der Gebäudetechnik der wesentliche Technologietreiber.

Auf den nächsten Ebenen wird sich das Ethernet mit TCP/IP, Switch-Technologie und Vollduplexbetrieb als Kommunikationssystem weiter durchsetzen. Voraussetzung ist eine standardisierte Anwenderschicht. Voraussichtlich erringen in Europa und USA auf lange Sicht unterschiedliche Industrieprotokolle die Marktdominanz. Der Trend zu verteilten Systemen führt zu einer stärkeren Integration von Funktionen der Kontrolle und Sicherheit in Aktorik, Sensorik und im Verbindungsbereich.

Auf der anderen Seite sollen Anlagenparametrierung und Wartung nutzerfreundlich und vorwiegend zentral erfolgen. Engineering-Tools erhalten durch diese scheinbar gegenläufige Entwicklung eine wesentliche strategische Bedeutung. Langfristig setzen sich am Markt nur dezentrale Systeme durch, deren gesamte Funktionalität über ein integriertes zentrales Engineering-Tool zu parametrieren und zu warten ist. Die Tools werden in Toolketten eingebunden für eine durchgängige Datenkonsistenz im gesamten Lebenszyklus, vom Angebot bis zum Betrieb.

Off- und Online-Simulationssysteme begleiten die Planung bis zur Inbetriebnahme, auch während des Betriebes als integraler Bestandteil in der Leittechnik. Dies wird Planungsqualität und -produktivität deutlich verbessern und die Inbetriebnahmekosten erheblich reduzieren, was auch zu einer verbesserten Verlässlichkeit von Anlagen führt.

Beobachtung aus der Ferne

Der Marktdruck in der Automatisierungstechnik erfordert größere Flexibilität und höhere Verfügbarkeit von stationären Anlagen. Eine wichtige Komponente ist dabei die Fernbeobachtung. Das Fachpersonal vor Ort wird im Servicefall durch eine internetgestützte Serviceleitstelle unterstützt. Darüber hinaus lassen sich auch dezentrale Anlagen wie Automaten für Lebens- und Genussmittel vernetzen. Diese übertragen Störungsprotokolle, Verbrauchsstatistiken und andere Werte. Telewartung über das Internet wird sukzessive zusätzliche Aufgaben übernehmen, wenn die bestehende Sicherheitsproblematik technisch und rechtlich gelöst ist. Der Teleservice führt zu neuen Dienstleistungen mit einer engen Verzahnung zwischen prozessabhängiger Wartung und Logistik.

Prof. Dr. Werner Söte

Erschienen in Ausgabe: Wer macht was?/2007