TSN, 5G und Künstliche Intelligenz

Steffen Winkler (Bosch Rexroth): Die Digitalisierung bereitet den Weg zur Fabrik der Zukunft, in der alle Maschinen und Anlagen miteinander und mit übergeordneten Systemen vernetzt sind. Damit erreichen Anwender eine bislang nicht mögliche Transparenz und Flexibilität. Zukunftssichere Automatisierungslösungen brauchen verteilte Intelligenz und offene Schnittstellen, auch zu IT-Systemen. Zukünftig werden Endanwender mit digitalen Zwillingen der Produktionslinien, Maschinen und deren Automation in der Cloud die Großserie optimieren, kleinste Stückzahlen flexibel fertigen und die Verfügbarkeit durch Condition Monitoring steigern.

Christian Wolf (Turck): Cloud-Lösungen sind die logische Folge einer Reihe von Entwicklungen, die die Automatisierung schon seit vielen Jahren erlebt. So fordern internationale Produktionsprozesse und Wertschöpfungsketten zentrale Datenpools, die diese Prozesse abbilden können und von überall erreichbar sind. Clouds tragen zudem dem gestiegenen Umfang an Daten und dem zunehmenden Wert dieser Daten Rechnung. Insbesondere wenn man an vorausschauende Wartung, KI und Maschine Learning denkt, drängen sich Cloud-Lösungen auf. Und drittens ist eine Vernetzung von Produktionsprozessen über Hersteller und Werksgrenzen hinweg, am praktikabelsten, wenn man einen zentralen Datenstamm hat. In Cloud-Technologie bündeln sich diese drei Automatisierungstrends, daraus erwächst auch ihre immense Bedeutung.

elektro AUTOMATION: Darüber hinaus gibt es weitere Trends, die ja ebenfalls von Bedeutung sind. Welche Entwicklungen beeinflussen außerdem Automatisierung und Antriebstechnik?

Bent: Zum einen die Kombination OPC UA und TSN (Time Sensitive Networking). Diese hat ein gutes Potenzial, zu einer Konsolidierung der Vielfalt an ethernetbasierten Protokollen in der Industrieautomation zu führen. Zum anderen gerät mit zunehmender Cloud-Konnektivität das Thema ‚Künstliche Intelligenz‘ in den Fokus. Sie wird den Grad der Automatisierung von Industrieapplikationen wesentlich erhöhen und in neue Dimensionen führen.

Eisenbeiss: Die drei wesentlichen Trends sind aus meiner Sicht die Erweiterung der Maschinensteuerung um Edge Computing für schnelle Datenanalysen vor Ort, der Digitale Zwilling der Maschine für Virtuelle Inbetriebnahmen sowie Augmented-Reality-Technologien für Wartung und Service.

Koschnick: Digitalisierung und der Umgang mit digitalen Daten betreffen mittlerweile alle Teile der Automatisierung und Antriebstechnik. Der ZVEI gibt in seiner jährlich aktualisierten Broschüre ‚Welche Kriterien müssen Industrie-4.0-Produkte erfüllen‘ den aktuellen Stand der Digitalisierung in der Feld- und Control-Ebene wieder und gibt gleichzeitig einen Ausblick auf künftige Entwicklungen. Auch im Kommunikationsbereich beschäftigt sich die Automations-Community mit neuen Technologien, die in den Fabriken Einzug halten werden. Stichworte sind hier Time-Sensitive Networking (TSN) und 5G. In Halle 6 auf dem Gemeinschaftsstand ‚IT in Automation‘ informiert die Initiative 5G-Alliance for Connected Industry and Automation (5G-ACIA) des ZVEI über die Entwicklungen und Einsatzfelder des nächsten Mobilfunkstandard in und außerhalb der Fabriken.

Krüger: Der Sensor ist und bleibt das Herzstück der Prozessführung. Fällt er aus oder misst er falsch, ist das Produkt fehlerhaft, oder die Anlage steht still. Smarte Sensoren sorgen für mehr Sicherheit und Effizienz. Wir integrieren in immer mehr Instrumente smarte Technologien, die Monitoring und Verifikation im laufenden Prozess ermöglicht. Der Temperaturfühler kalibriert sich zukünftig selbst, ohne dass er ausgebaut werden muss. Und die Durchfluss-Linie ist mit W-LAN und neuen Diagnoseparametern bereit für die Industrie 4.0. Das nennen wir Innovation für den Kunden.

Winkler: Maschinenhersteller und Endanwender erwarten mehr Flexibilität. Maschinen und Fertigungslinien müssen schneller als je zuvor auf neue Produkte umgerüstet werden. Zumindest für eine längere Übergangszeit werden viele Anwender ihre Produktionsdaten auf Servern vor Ort ‚on Edge‘ oder ‚on Premise‘ verarbeiten und auswerten. Das schafft Transparenz bei den Prozessen und macht Optimierungspotenziale sichtbar. Parallel zeichnet sich ab, dass in Zukunft Steuerungsfunktionen in die Cloud ausgelagert und weltweit bedarfsgerecht abgerufen werden können.

Wolf: Mit Maschine Learning und Predictive Maintenance habe ich bereits zwei Trends genannt. Wir beobachten, dass viele Hersteller an dezentraler Intelligenz und modularen Lösungen aller Art arbeiten. Unterm Strich sind alle diese Themen Teil des Megatrends Industrie-4.0, der uns auch sicher noch eine Weile beschäftigen wird.

elektro AUTOMATION: IT und OT konvergieren. Wie reagiert die SPS IPC Drives auf die wachsende Bedeutung der IT? Findet diese Konvergenz zukünftig evtl. auch im Titel der Messe Berücksichtigung?

Bent: Das Zusammenwachsen von IT und Automatisierung ist auf der SPS IPC Drives direkt erlebbar. Zum einen auf den Ständen der Automatisierer: Mittels eigener Produkte und durch die Präsentation von Kooperationsergebnissen zeigen wir Hersteller, wie die Themen der IT auf dem ‚Hallenboden‘ Anwendung finden. Zum anderen stellt die Messe seit 2017 das Thema ‚Software und IT in der Fertigung‘ in den Hallen 5 und 6 aus. Diese Konvergenz der Technologie findet sich im diesjährigen Untertitel der Messe ‘Smarte und Digitale Automatisierung‘ wieder.

Eisenbeiss: Die SPS IPC Drives ist ja bereits heute schon untertitelt mit ‚Smarte und Digitale Automation‘. Natürlich ist die IT ein wesentlicher Enabler für die Automatisierung. Für einen intelligenten Einsatz der IT setzt dies aber den Sachverstand über deren Anwendung in Automatisierung und Produktion voraus.

Koschnick: Den ersten Teil der Frage bejahe ich eindeutig. Sehr viele Exponate der Aussteller zeigen das Zusammenspiel von Shop-floor-Technologie mit IT-Technologie in unterschiedlichsten Anwendungsfällen. In Halle 6 finden Sie den Gemeinschaftsstand ‚IT in Automation‘. Dort zeigen viele Aussteller aus dem IT-Bereich, ihre Applikationen für die Fertigungs- und Prozessindustrie. Von daher zeigt die SPS IPC Drives aus meiner Sicht heute schon die Konvergenz und das notwendige Zusammenspiel von IT-Industrie und Automatisierern. Die Markenführung bleibt natürlich in der Hand der Mesago.

Winkler: Unabhängig vom Titel ist die SPS IPC Drives seit Jahrzehnten so erfolgreich, weil sie sich klar auf die Automatisierung fokussiert. Sie bildet die Plattform für einen fachlichen Austausch auf einem sehr hohen technischen Niveau. In Zukunft kommt es entscheidend auf dieses Domänenwissen an. Gleichzeitig zeigen immer mehr Aussteller, wie eng die Automatisierungstechnik mit der IT verschmilzt und welchen Beitrag sie zur Fabrik der Zukunft leistet.

Wolf: Die Messe passt sich ja bereits diesen Trends aktiv an, welchen Einfluss das auf den zukünftigen Namen haben wird, wird zu gegebener Zeit von der Mesago verkündet. Was ich sagen kann ist, dass man die Integration von IT in Automatisierungstechnik auf nahezu jedem Messestand entdecken kann. Wer einen Blick auf die Schlüsseltechnolgien RFID, IO-Link, OPC-UA und Ethernet wirft, sieht, wie IT die Automatisierung voranbringt und bereichert.

elektro AUTOMATION: elektro AUTOMATION: Wie beurteilen Sie die globalen ökonomischen Aussichten für 2019?

Bent: Strafzölle und Brexit sind nur zwei Ausprägungen der momentanen geopolitischen Spannungsfelder. Es ist erstaunlich, wie wenig sich diese Turbulenzen bisher auf die Konjunktur der Automation ausgewirkt haben. Ob das auch 2019 so bleibt, würde ich – und da bin ich nicht alleine – im Moment bezweifeln. Die ersten Signale einer Abkühlung der Weltkonjunktur sind deutlich zu erkennen. Auch wenn wir derzeit noch keine signifikante Veränderung der Marktdynamik spüren, erwarten wir aufgrund der zunehmenden Hinweise eine Abschwächung der Wachstumszahlen in 2019. Die Nachfrage nach Automatisierungstechnik und die zunehmende Elektrifizierung wird jedoch nicht zusammenbrechen, sodass ich immer noch von moderaten einstelligen Wachstumszahlen für die Branche ausgehe.

Eisenbeiss: Für die meisten Automatisierungsanbieter war 2018 ein sehr erfolgreiches Jahr. Industrie 4.0 ist und bleibt ein wesentlicher Treiber im globalen Wettbewerb und Warenaustausch. Keine Branche und keine Nation können sich erlauben, bei dieser Entwicklung zurückzubleiben. Ich gehe davon aus, dass sich diese Sichtweise auch in der Politik durchsetzt.

Koschnick: Noch lassen sich die Auswirkungen der aktuellen Handelskonflikte und des bevorstehenden Brexits nicht quantifizieren. Es ist aber unstrittig, dass Freihandel und internationale Arbeitsteilung zu größeren Absatzmärkten und mehr Wettbewerb führen und damit den Wohlstand fördern. Die Errungenschaften der vergangenen Jahrzehnte scheinen derzeit in Gefahr, Unsicherheit verbreitet sich weltweit. Das dürfte letztlich Investitionen und Konsum beeinträchtigen. Renommierte Institutionen haben ihre Wachstumsprognosen bereits gesenkt. So hat der Internationale Währungsfonds gerade vor einem schwächeren globalen Wachstum und Unterbrechungen etablierter Lieferketten gewarnt. Gegen die Vielzahl der Risiken dürfte auch die aktuell noch robuste, aber sehr exportorientierte deutsche Wirtschaft nicht vollkommen immun sein. So sind die Erwartungen der Automatisierer gedämpft, die dennoch überwiegend positiv bleiben. Trotz widriger Bedingungen auf dem Weltmarkt wird die Digitalisierung Investitionen weiter antreiben, um Industrien zukunftsfähig zu machen. Daten und Industrie 4.0 kennen keine Grenzen.

Krüger: Die Jahre nach der Finanzkrise haben gezeigt, dass wir mit Unsicherheit und Ungewissheit leben müssen. Wir haben gelernt, auf Sicht zu fahren und nicht immer gleich in Hektik zu verfallen. Im Augenblick haben wir allen Grund, optimistisch zu sein. Die globale Wirtschaft wächst. Dieses Wachstum dürfte sich 2019 verlangsamen, aber auf gutem Niveau bleiben. Wir müssen Währungsschwankungen im Auge behalten und uns wappnen, etwa durch lokale Wertschöpfung in den großen Märkten. Das größte Risiko bilden die Handelszölle, zumal die Politik hier nicht berechenbar erscheint.

Winkler: Weltweit steigt auch in den nächsten Jahren der Bedarf an intelligenter Automatisierungstechnik und vernetzter Lösungen an. Nur durch einen steigenden Automatisierungsgrad können Endanwender ihre Wettbewerbsfähigkeit sichern und die Vorteile des IIoT erschließen. Es ist im aktuellen Umfeld ein Vorteil für Automationsanbieter, wenn sie lokale Fertigungskapazitäten in den wichtigen Märkten der Triade etabliert haben oder aufbauen. Damit können Maschinenhersteller ihre lokale Wertschöpfung erhöhen und Endanwender haben den direkten Zugang zu neuester Technik.

Wolf: Die Stimmung im Markt ist eigentlich gut. Allerdings dürfte die Investitionsbereitschaft 2019 zurückgehen, weil die Unsicherheiten wegen der genannten Gründe steigen. Allerdings treffen diese Unisicherheiten auf einen Automatisierungsmarkt, der stabil wächst. Insofern gibt es keinen Grund für Schwarz-Malerei, wir sehen bei Turck auch für 2019 gute Wachstumsmöglichkeiten, auf etwas abgeschwächtem Niveau zum Vergleich mit 2017 und 2018.

www.boschrexroth.com , Messe SPS IPC Drives: Halle 7, Stand 450

www.de.endress.com, Halle 4A, Stand 135

www.phoenixcontact.com, Halle 9, Stand 310

www.turck.de, Halle 7, Stand 250

www.siemens.com , Halle 11, Stand 100

www.zvei.org, Halle 6, Stand 150A

„Software in der Automatisierungstechnik ist nicht mehr Zubehör zur Hardware, sondern der differenzierende Faktor.“

„State-of-the-art-Technologien wie Cloud Computing sind wesentliche Komponenten für unternehmensweite Digital-Enterprise-Implementierungen.“

„Trotz widriger Bedingungen auf dem Weltmarkt wird die Digitalisierung die Investitionen weiter antreiben, Daten und Industrie 4.0 kennen keine Grenzen.“

„Smarte Sensorik-Technologien ermöglichen in Zukunft Monitoring und Verifikation im laufenden Prozess.“

„Immer mehr Aussteller zeigen, wie eng die Automatisierungstechnik mit der IT verschmilzt und welchen Beitrag sie zur Fabrik der Zukunft leistet.“

„Es gibt keinen Grund für Schwarz-Malerei, wir sehen bei Turck auch für 2019 gute Wachstumsmöglichkeiten.“