Fachbeitrag: Vernetzte Werkzeugmaschine

Die vernetzte Werkzeugmaschine bringt Transparenz in die Produktion

Große Schritte in Richtung realer Industrie 4.0 hat Siemens bereits mit seiner Software-Suite „Sinumerik Integrate for production“ gemacht. Die Produkt-Suite ermöglicht die einfache Vernetzung von Werkzeugmaschinen in die IT der Fertigung. Dadurch kann die Produktivität in der Fertigung beim Endkunden oder im Service von Maschinenherstellern gesteigert werden. Durch eine optimierte Fertigung können einerseits mehr Teile produziert werden und andererseits Fertigungskosten – zum Beispiel durch fehlende Werkzeuge, falsche CNC-Programme, hohe Energieverbräuche oder Material- und Werkzeugbestände – gesenkt werden. Für den Nutzer von Werkzeugmaschinen liefert die Software eine zentrale Plattform, auf der verschiedene Applikationen zur Steigerung der Produktivität in der Produktion installiert werden können. Für den Hersteller von Werkzeugmaschinen ist sie eine flexible Lösung, mit der installierte Maschinen über Fernzugriff weltweit erreichbar sind. „Die Herausforderungen bei Industrie 4.0 liegen bei der richtigen Auswahl der Schnittstellen und der relevanten Daten für den jeweiligen Anwendungsfall. Zwischen einer einfachen Statusmeldung und Big Data liegen Welten, hier muss genau zwischen Aufwand und Nutzen abgewogen und die wirklich wichtigen Daten müssen mit Bedacht für eine Weiterverwendung ausgewählt werden. Mit einem Gesamtkonzept, skalierbar in den möglichen Schnittstellen, bietet die Sinumerik ausreichende Offenheit und Flexibilität, diese neuen Anforderungen bei Absicherung der CNC-Systemfunktionalität zu bewältigen“, sagt Michael Brückner, Leiter Business Development High-End bei Siemens.

Software-Suite vernetzt Maschine mit IT

Wichtige Daten können allerdings nicht nur bei Werkzeugen, Maschinen oder Peripherie anfallen, sondern sogar im Werkstoff – und insbesondere Industrie 4.0 ist auf die passenden Materialien und Werkstoffe angewiesen. Mit dem digitalen Werkstoff befasst sich der Materials Data Space, eine von Fraunhofer geschaffene Plattform, die unternehmensübergreifend digitale Daten zu Materialien und Werkstoffen entlang der gesamten Wertschöpfungskette bereithält. Neue Werkstoffe sind der entscheidende Treiber bei der Entwicklung innovativer Produkte im verarbeitenden Gewerbe. Schätzungen zufolge basieren schon heute bis zu 70 % aller neuen Erzeugnisse auf neuen Werkstoffen. Für Industrie 4.0, die enge Verzahnung der Produktion mit der modernen Informations- und Kommunikationstechnik, wird die Bedeutung der Werkstoffe noch steigen. Sie sollen maßgeschneiderte Produkte nach individuellen Kundenwünschen möglich machen – kostengünstig, mit hoher Qualität und bei kurzen Innovationszyklen. Um dafür die Grundlagen zu schaffen, hat der Fraunhofer-Verbund Materials, der die Kompetenzen von 15 materialwissenschaftlich orientierten Instituten der Fraunhofer-Gesellschaft bündelt, das Konzept des Materials Data Space entwickelt.

„Der Materials Data Space stellt alle relevanten Informationen zu den Werkstoffen und Bauteilen digitalisiert auf einer leistungsfähigen und unternehmensübergreifenden Plattform zur Verfügung“, beschreibt Prof. Dr. Peter Elsner, Vorsitzender des Verbunds, die Initiative. „Wir wollen es Entwicklern und Ingenieuren ermöglichen, die eingesetzten Werkstoffe in den jeweiligen Entwicklungsschritten als variable Systeme mit einstellbaren Eigenschaften zu begreifen und zu nutzen“, sagt Elsner. Am Ende der Entwicklung könnte ein virtueller Raum stehen, in dem sich Werkstücke und Produkte autonom bewegen, das heißt in Wechselwirkung mit den Herstellungs- und Bearbeitungsmaschinen und -anlagen stehen und ihren eigenen Gestehungsprozess steuern.

Weil sensible Daten im virtuellen Raum wertvoll sind, muss ihrem Schutz eine mindestens genauso große Aufmerksamkeit und Hingabe geschenkt werden wie ihrer Generierung. Moderne CNC-Fertigungsmaschinen arbeiten wie Computer: Sie transferieren Daten, nutzen Software und funktionieren in einem Netzwerk und sind somit genauso anfällig für Malware wie PC oder Server. Es heißt: Je vernetzter eine Infrastruktur ist, desto schneller kann sich der Maschinenbauer selbst Sicherheitslücken einbauen. Auf Beratung sollte also nicht verzichtet werden.

Vorsicht vor Schadsoftware

„Über die meist von Herstellerseite ungeschützten Netzwerkanschlüsse kann Schadsoftware leicht in einer Maschine installiert und durch die direkte Anbindung auch noch verteilt werden. Daher rate ich dazu, eine Hybridlösung zu verwenden“, sagt Meik Rottstädt, Geschäftsführer S.K.I.P. Datentechnik. Er ergänzt: „Dabei kann die serielle Schnittstelle einer Maschine über einen COM-Server mit dem Netzwerk verbunden werden. Durch die serielle Schnittstelle schottet man zum einen Schadsoftware ab und ermöglicht durch die Bereitstellung im Netzwerk zum anderen auch eine einfache Bedienung der Maschine.“ S.K.I.P. könne nahezu jede Maschine (alt und neu) an ein Netzwerk anschließen und somit eine hohe Verwaltbarkeit gewährleisten. Das Unternehmen biete Maschinenparkbetreibern eine sichere Grundlage, ihre Produktion auf Industrie 4.0 umzustellen. 

Dieser Bericht wurde veröffentlicht unter: maschinenmarkt.vogel.de