Industrie 4.0 benötigt innovative Netzwerksteuerung
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Industrie 4.0 benötigt innovative Netzwerksteuerung

Ein intelligentes Netzwerkmanagement für Industrie-4.0-Anwendungen ist das Ziel des Projekts FIND. Ein Konsortium aus Industrie und Wissenschaft entwickelt eine Netzwerksteuerung, die sich automatisch an die Anforderungen einer flexiblen Produktion anpasst.

Um Industrie 4.0 erfolgreich umzusetzen, gilt es Bereiche wie Fertigung und Automatisierung zügig weiter zu digitalisieren. Hierfür benötigen Unternehmen eine sichere und effiziente Kommunikationsinfrastruktur, die sich den Anforderungen der jeweiligen Anwendungen automatisch anpasst. Darüber hinaus muss diese Kommunikationsinfrastruktur Maschinen, Produkte und innovative Datendienste effizient miteinander vernetzen sowie die Einführung neuer industrieller Anwendungen sicher und einfach unterstützen. Als besondere Herausforderungen gelten hierbei die zunehmende Verbreitung von Funktechnologien sowie die stetig voranschreitende Konvergenz von Informationstechnologie (IT) und Operational Technology (OT).

Das Projekt FIND – „Future Industrial Network Architecture“ – will sich diesen Herausforderungen stellen. Führende Vertreter aus Industrie und Wissenschaft haben sich zusammengetan, um moderne Netzwerktechnologien aus den Bereichen Industrieautomatisierung, Internet und 5G-Mobilfunk zu kombinieren und zu integrieren, um auf diese Weise Grundlagen für das künftige industrielle Internet zu erarbeiten. Neben dem Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) als Gesamtkoordinator gehören die Robert Bosch GmbH, die Festo AG & Co. KG, das Institut für industrielle Informationstechnik (inIT) der Hochschule Ostwestfalen-Lippe in Lemgo, das HMS Technology Center Ravensburg GmbH, die Bosch Rexroth AG, die rt-solutions.de GmbH, die Siemens AG, die Technische Universität Dresden und die Universität Passau dem Konsortium an.

Gesamtarchitektur für das industrielle Internet gestalten

Vorgenommen haben sich die Teilnehmer nichts Geringeres als die Entwicklung einer Gesamtarchitektur für das industrielle Internet. Insbesondere beabsichtigen sie eine Netzwerksteuerung zu gestalten, die Anforderungen der industriellen Anwendungen weitgehend automatisch auf die unterschiedlichen Ressourcen und Möglichkeiten der Vernetzung abbilden und überwachen kann. Das soll Anwendern ermöglichen, manuelle Eingriffe bei der Konfiguration eines Netzwerks sowie im laufenden Betrieb auf ein Minimum zu reduzieren. Zudem soll definierte Dienstgüte auf einer Ende-zu-Ende-Basis über verschiedene Vernetzungstechnologien hinweg automatisiert zur Verfügung gestellt werden. Auf diese Weise ließen sich auch komplexe, verteilte Steuerungsarchitekturen flexibel und effizient realisieren.

Ausfälle einzelner Ressourcen wie etwa einer Steuerungshardware könnten automatisch kompensiert werden, um unnötige Stillstandzeiten von Anlagen oder Maschinen zu reduzieren und somit die Effektivität der gesamten Produktion zu erhöhen. Neben zukünftigen und aktuell in der Entwicklung befindlichen Systemen, wie Time-Sensitive Networking (TSN) oder 5G, gilt es auch die zahlreichen schon vorhandenen industriellen Kommunikationstechnologien und -geräte einzubinden, um eine nahtlose Migration zu ermöglichen.

Zunehmende Vernetzung erhöht Anforderungen an Angriffssicherheit

Koordiniert wird das FIND-Konsortium von Professor Hans D. Schotten, wissenschaftlicher Direktor am DFKI und Leiter des Forschungsbereiches Intelligente Netze: „Wir möchten durch Kombination und Integration bestehender Netzwerktechnologien eine neuartige und zukunftssichere Netzwerksteuerung entwickeln, die zugleich flexibel, sicher und effizient in der Anwendung ist.“ Der zunehmende Grad an Vernetzung wird die Anforderungen an die Angriffssicherheit der entwickelten Systeme generell deutlich erhöhen. Daher will FIND diesem Thema besondere Aufmerksamkeit widmen und schon in der Entwurfsphase entsprechende Sicherheitskonzepte entwickeln und integrieren.

Netzwerktechnologie muss nutzerfreundlich sein

Eine weitere zentrale Anforderung wird die Nutzerfreundlichkeit sein. Denn neue industrielle Vernetzungstechnologien werden nur dann verbreitet Akzeptanz finden, wenn sie auch ohne spezialisierte Netzwerkexperten zum Einsatz kommen können. Die automatische Konfiguration, Optimierung und Überwachung der Konnektivität soll daher Teil der FIND-Lösung sein.

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Projekt mit rund 4,3 Millionen Euro über eine Laufzeit von drei Jahren. Neben dem FIND-Projekt nimmt das DFKI an weiteren Projekten und Kooperationen teil, die der Weiterentwicklung von Industrie 4.0 dienen. Unter anderem ist das DFKI beim „Industrie 4.0 Expertennetzwerk“ der Scheer GmbH aktiv, zu dessen Mitgliedern auch SAP und die QSC-Tochter Q-loud zählen.

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