Zwei Mitarbeitende von Hilscher stehen hinter einer Glasscheibe und besprechen ein Projekt.

Hilscher

Empowering Communication

Blog: Mit netFIELD Ihre Digitalisierungsprojekte in Schwung bringen

Wie werden Digitalisierungsprojekte im Bereich Industrial IoT erfolgreich umgesetzt? Mit dem netFIELD-Betriebssystem und der netFIELD.io-Cloud-Plattform lassen sich individuelle Sensor-to-Cloud-Lösungen entwickeln. Die Redaktion des VDE-Verlags sprach mit Daniel Stasiak, Team Lead Systems and Operations bei Hilscher, über das netFIELD-Plattformkonzept und wie mit Workshops Anwender für erfolgreiche Projekte im Bereich IIoT gewonnen werden.

 

Das Thema Industrie 4.0 und die Digitalisierung von Fabriken stehen für einen Wandel der Organisations- und Steuerungsmöglichkeiten der gesamten Wertschöpfungskette und insbesondere auch der Produktion. Dies bringt laut Daniel Stasiak Bewegung in den Markt. Viele Anwender haben Fragen zur Herangehensweise: Wie sollen Verantwortliche ein Digitalisierungsprojekt angehen und wie kommen sie an die benötigten Daten, um ein bestimmtes Problem zu lösen? Wie machen Anwender ihre bereits seit vielen Jahren laufende Anlage noch effizienter, weil ein Neubau nicht infrage kommt?

Viele Prototypen und Pilotprojekte scheitern letztlich doch an der Umsetzung in den Serienbetrieb. Die Gründe dafür sind unterschiedlich. Die Skalierungskosten für Digitalisierungsprojekte müssen im Auge behalten werden. Vor allem Entwicklungsarbeit ist oft aufwendig.

Für D. Stasiak ist die Herangehensweise ein wichtiger Punkt, wie Digitalisierungsprojekte zum Erfolg geführt werden können. Besonders gut lässt sich das seiner Ansicht nach in Workshops herausarbeiten. So lernen die Teilnehmer IoT-Konzepte anhand Hilschers netFIELD-Betriebssystem und der netFIELD.io-Cloud-Plattform praxisnah kennen. Dazu zählen beispielsweise Datenerfassung, Inter-Container-Messaging, Cloud-Kommunikation und Deployment-Mechanismen. Zudem Tag können die Teilnehmer selbst Hand anlegen und gemeinsam mit den Experten von Hilscher die erlernten Fähigkeiten mithilfe des Gateways netFIELD Compact X8M und der netFIELD.io Plattform praktisch anwenden. D. Stasiak betont die hohe Skalierbarkeit der Hilscher-Lösung: „Angefangen bei Start-Ups über hochspezialisierte Ingenieurbüros bis hin zum global operierenden Konzern, alle können davon profitieren.“

 

Ein netFIELD Device IO-Link Wireless Master im industriellen Umfeld.
Hilscher – empowering communication

Es ist wichtig, sich solchen Projekten mit dem Top-down-Ansatz zu nähern. Durch usnere jahrelange Erfahrung können wir dadurch in unseren Workshops eine Menge Aha-Effekte erzeugen, sowohl bei Managern als auch bei Entwicklern. Die Benefits, die eine IIoT-Lösungen bringen kann, ist dabei der wichtigste Motivator.

Daniel Stasiak

Team Lead Systems and Operations

Hilscher Gesellschaft für Systemautomation

Top-Down-Ansatz für Digitalisierungsprojekte

Der Hilscher-Experte hat dafür verschiedene „Flughöhen“ definiert: „Auf der 9000-m-Ebene wird zuerst der Business-Zweck eines Digitalisierungsvorhabens herausgearbeitet“, betont er. „Was ist das Ziel? Kosteneinsparung, schnellere Time-to-Market oder Effizienzerhöhung. Auf dieser Basis arbeiten wir uns dann so tief wie gewünscht.“ Zuerst geht es um die Erwartungshaltung, das Geschäftsmodell und das Nutzenversprechen für die Endkunden. Wichtig ist es in dieser Phase, die Anwendungsfälle zu verstehen und den geplanten Zeitplan für die Markteinführung zu bestimmen.

Wie geht es weiter? „Auf der 6000-m-Ebene wird die IoT-Lösung evaluiert, die am besten zum Business passt“, erklärt der Experte. Konkret geht es um die Geschäftsintegration mit der netFIELD.io Plattform. „Und auf der 3000-m-Ebene wird die Lösung dann konkret realisiert.“ Im Rahmen eines Workshops passiert dies dann gegebenenfalls am zweiten Tag.

Dabei geht die Umsetzung sehr schnell. „Unser Anspruch lautet: vom Sensor in die Cloud in 15 min“, meint D. Stasiak. „Und meist sogar noch schneller.“ Grundlage für die schnelle Realisierung sind die Plug-and-play-Komponenten aus der Hilscher-Palette: „Die Out-of-the-Box-Systeme ermöglichen schnelle Lösungen von A bis Z.“

 

Werkzeugkiste für flexible IoT-Lösungen

Die Sensordaten können unter anderem von IP67-IO-Link Master-Geräten von Hilscher gesammelt werden. „Diese IO-Link-Edge-Devices verfügen über unseren multiprotokollfähigen netX 90-Chip für die einfache Anbindung von Feldbus- und Industrial-Ethernet-Signalen, einen ARM-Prozessor und ein Linux-basiertes OS”, schließt er an.

„Mit der Werkzeugkiste von Hilscher werden die Sensordaten über MQTT in die Cloud transportiert“, setzt er fort. „Wir ermöglichen eine nahtlose Kommunikation vom Sensor in die Cloud in beide Richtungen.“ Er ergänzt: „Die Workshop-Teilnehmer können eigene Daten auf ihren Edge-Devices mitnehmen und dann eigene Applikationen weltweit deployen.“ Diese Linux-Hardware basiert üblicherweise auf Raspberry Pi 4.

Nicht zuletzt ist das Geräte-Management ein zentraler Punkt für den Erfolg oder Misserfolg von Industrie-4.0-Projekten. „Das Betriebssystem netFIELD OS ermöglicht das lokale Gerätemanagement“, erklärt D. Stasiak. „Unser Betriebssystem auf Linux-Yocto-Basis ist industriegehärtet und erfüllt hohe Anforderungen an die Security.“ Das Remote-Gerätemanagement wird mit netFIELD.io realisiert.

Laut dem Hilscher-Experten ist die gesamte Administration für Docker, Netzwerk, Bridges, Firewalls und zusätzliche Features aufgrund des überzeugenden UI einfach administrierbar: „Da muss man kein Linux-Experte sein. Ein schnelles Time-to-Market wird ermöglicht. Bereits jetzt stecken 20 Mannjahre Entwicklungsarbeit in der Software.“ Ziel ist es, dass sich die Software auf jeder Hardware-Plattform basierend auf X86 oder ARM installieren lässt.

 

A technical graphic explaining the different levels of communication within the netFIELD platform.

Vielfältige Möglichkeiten herausarbeiten

API-Schnittstellen sind mit netFIELD auch nutzbar“, erläutert Daniel Stasiak. „Diese Information ist wichtig für Entwickler, die eigene Lösungen auf Docker integrieren wollen. Die gesamte Applikation lässt sich basierend auf Docker ausrollen und direkt installieren.“ Ein weiterer Vorteil: Da sich Docker mit netFIELD nicht nur lokal, sondern auch von der Cloud aus administrieren lässt, kann jedes Edge Device auf der Welt geändert werden. Dazu müssen laut dem Experten nur „die Änderungen in die Variablen geschoben“ werden. Somit ist ein Ausrollen adhoc anhand der Variablen möglich. „Der Anwender wählt sich selbst ein und ändert die Variablen on-the-fly nach Bedarf“, ergänzt der IoT-Spezialist. Als Beispiel nennt er im Einsatz befindliche Antriebe, die sich über ein Redeploy der Variablen in eine nächsthöhere Qualität versetzen lassen. Dies gilt auch für größere Maßstäbe: Das Ausrollen kann auch von Fabrik 1 zu Fabrik 2 erfolgen. Die Hilscher-Lösung ist multimandantenfähig.

Als weiteres Beispiel nennt er ein Production Tracking System basierend auf netFIELD.io, welches Hilscher für die eigene Fertigung entwickelt hat. „Damit kann unsere eigene Produktion bis zur Auslieferung unserer Chips und Baugruppen über die netFIELD.io Cloud überwacht werden“, bekräftigt D. Stasiak.

Mit den Workshops lassen sich die vielfältigen Möglichkeiten der Lösung am besten herausarbeiten. D. Stasiak sieht es dabei als seine Aufgaben an, die bestmögliche Lösung für den Kunden herauszuarbeiten.

Der Text ist zuerst erschienen im Digital Factory Journal. Das Interview führte Ronald Heinze, Chefredakteur des VDE Verlags.

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netFIELD News

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Hattersheim, 22. Jun. 2023 – Das Edge Gateway netFIELD Compact X8M der Hilscher Gesellschaft für Systemautomation mbH befindet sich nach der erfolgreichen Zertifizierung im offiziellen Azure Certified Device catalog. Dem Gerät bescheinigt Microsoft damit die erfolgreiche Konnektivität zwischen der Runtime Azure IoT Edge und dem Cloud Connector Azure IoT Hub.

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A white square with three smaller netFIELD icons also in white on the right side. They are connected with white lines on a dark blue background. On the left side, "Release of netFIELD OS 2.4" is written on  white background.

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A hologram of a cyber security writing in blue. Two people can be seen blurily behind the hologram.

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Ein netFIELD Device IO-Link Wireless Master im industriellen Umfeld.

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