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Im Datennebel und an der Kante zur Cloud
Abb. 2:Die Kommunikationsbeziehungen einer IIoT- bzw. Industrie 4.0-basierten Smart Factory orientieren sich nicht mehr an einer hierarchisch organisierten Pyramidenstruktur. Die einzelnen Systeme sind zukünftig vielmehr in unterschiedlichen Kommunikations-Domains (z. B. je eine OT-, IT- und CT-Domain) zusammengefasst. Zwischen den Domains existieren verschiedene Verbindungen. (Bild: SSV Software Systems GmbH)
Vielfalt statt hierarchischer Kommunikation
Die gegenwärtigen Kommunikationsstrukturen im industriellen Umfeld lassen sich im Allgemeinen durch eine hierarchische Pyramidenstruktur beschreiben. Ganz unten die Feldebene, darüber eine Steuerungsebene und als Krönung des Ganzen in der Regel mehrere Leitebenen mit unterschiedlichen Aufgaben. In dieser Pyramide existieren jeweils ein Bottom-Up-Datenfluss und ein Top-Down-Informationsfluss. Die Datenerfassung beginnt in der untersten Ebene, die Informationsgewinnung erfolgt zentralistisch in den höheren Schichten. Anweisungen werden somit von oben nach unten kommuniziert. Da hätte es funktional sehr gut ins Bild gepasst, oben auf die Pyramide einfach noch eine Cloud-Anbindung draufzusetzen und in der ‘Wolke’ z.B. Predictive-Analytics-Entscheidungen zu fällen, Intralogistikprozesse zu steuern usw. Das gesamte Datensilo ‘Automatisierungspyramide’ wäre dann sogar noch fernsteuerbar.
Mittelfristig keine hierarchische Kommunikationspyramide mehr
IIoT- bzw. Industrie 4.0-basierte Automatisierungslösungen werden mittelfristig aber dafür sorgen, dass die hierarchische Kommunikationspyramide komplett verschwinden wird. Das dreidimensionale Referenzarchitekturmodell Industrie 4.0 (RAMI 4.0) lässt sich definitiv nicht mit der vorhandenen Pyramidenstruktur umsetzen. Einfach alle Pyramiden per Cloud miteinander zu verbinden, hilft allerdings auch nicht weiter. Es werden vielmehr Anwendungsarchitekturen mit einzelnen Kommunikations-Domains entstehen, in denen auch weitreichende autonome Entscheidungen getroffen werden.
Kommunikations-Domains ersetzen Pyramiden
Abbildung 1 illustriert ein Beispiel mit den zukünftigen Kommunikationsbeziehungen einer IIoT- bzw. Industrie-4.0-basierten Smart Factory. Die gesamte Automatisierungstechnik (Sensoren, Aktoren, Steuerungen usw.) ist in einer OT-Domain (OT = Operational Technology) zusammengefasst. In dieser Ebene gibt es verschiedene kommunikative Querverbindungen (D2D = Device-to-Device), z.B. OPC UA Pub/Sub per MQTT oder IEEE TSN bzw. RFC 1006 bei älteren Steuerungen. Die zu einer Smart Factory gehörende MES- und ERP-Software ist in der IT-Domain (IT = Information Technology) zu finden. Alle aus der Smart- Factory-Sicht externen Komponenten und Systeme sind Bestandteile einer CT-Domain (CT = Cloud Technology). Hier findet man die Partner-ERP-Systeme einer bestimmten Wertschöpfungskette, Smartphone-Apps usw., aber auch in der Smart Factory hergestellte Produkte (siehe ‘Connected Product’ in der CT-Domain der Abbildung 1), die von Anwendern irgendwo auf der Welt genutzt werden. Sie liefern nun per Internet laufend Betriebs- und Zustandsdaten an das ERP-System des Smart Factory-Betreibers.
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Zeitschrift für Industrie 4.0, Internet of Things & Digitale Transformation
