In industriellen Systemen lassen sich auch Bestandsmaschinen sicher und in Echtzeit mit SAP S/4HANA verknüpfen. Möglich wird das durch eine IoT-Lösung, die ohne Eingriffe in Maschinensteuerungen auskommt und auf Standardprotokollen basiert. Sie ermöglicht die Echtzeitintegration der Produktionsdaten in SAP – sicher, skalierbar und ohne doppelte Datenhaltung.
IoT-Experte und Mitentwickler der Lösung ist die Perinet GmbH, die auf Basis von Standards eine durchgängige Infrastruktur von der Feldebene bis zur IT (auch in der Cloud) verwirklicht. Sie bietet damit eine direkte, smarte und sichere Anbindung von Sensoren und Aktoren an Cloud, Internet und Firmen-IT.
Die Herausforderung: Hürden bei der Datennutzung in Bestandsanlagen
Ein Fertigungsunternehmen wollte die Anzahl produzierter Teile direkt in SAP S/4HANA verfügbar machen – und zwar in Echtzeit. Der Zugang zu Produktionsdaten ist zentral für die Wettbewerbsfähigkeit des Unternehmens. Doch sie allein sind nicht ausreichend, sie müssen auch systematisch in das ERP integriert werden.
Vor allem in bestehenden Produktionsumgebungen ist das oft schwierig. Denn viele Maschinensteuerungen sind ohne weiteres nicht offen zugänglich. Der Informationsfluss zwischen der Fertigung und dem Management ist häufig unterbrochen oder stark verzögert. Eine durchgängige Datenbasis fehlt in vielen Fällen, obwohl sie für operative Entscheidungen notwendig wäre.
Diese fehlende Integration führt zu einem Informationsrückstand und erschwert die transparente Bewertung von Produktionsleistungen. Die Geschäftsleitung konnte beispielsweise nur zeitverzögert auf Produktionskennzahlen zugreifen, wodurch Reaktionszeiten auf Störungen oder Kapazitätsengpässe unnötig verlängert wurden. Das Unternehmen hat Perinet und Zentinel NDS beauftragt, eine speziell angepasste IoT-Lösung zu entwickeln.
Herausforderungen im Überblick
- Produktionsdaten fehlen im ERP-System.
- Bestehende Maschinensteuerungen sind schwer zugänglich.
- Die Datenbasis ist häufig lückenhaft und verzögert.
- Transparente Leistungsbewertung ist erschwert.
Die Lösung: IoT-Integration ohne Eingriff in Maschinen
Das neue System kommt ohne direkte Eingriffe in die Maschinenumgebung aus und liefert robuste und verlässliche Daten. Dafür sind IoT-Geräte mit einem externen Sensor nötig, der beispielsweise jeden Fertigstellungsimpuls eines Bauteils registriert. Die Daten werden lokal zwischengespeichert und SAP S/4HANA greift über die Funktion SAP Smart Data Access direkt darauf zu – ohne zeitliche Verzögerung und doppelte Datenhaltung. Das bestehende SAP-System kann somit ohne Anpassungen genutzt werden.
Technische Architektur im Überblick
Das umgesetzte Konzept kombiniert Single Pair Ethernet (SPE), einen Netzwerkadapter, einen Edge-Server und SAP Smart Data Access.
Der ZentNode-Netzwerkadapter eignet sich für die Digitalisierung industrieller Produktionsprozesse. Er erfasst Signale direkt von vorhandenen oder nachgerüsteten Sensoren in einer Produktionsanlage, verarbeitet diese Informationen lokal und überträgt sie sicher über SPE an IT-Systeme. Er kann ohne Modifikation an bestehenden Maschinen installiert werden. Zudem erfordert er keine SPS-Programmierung und keine komplexe Netzwerkkonfiguration.
Der ZentEdge-Server ist ein robuster Edge-Computer, der die Maschinendaten aus ZentNode sammelt, speichert und verarbeitet. Sie werden in der SQL-Datenbank von ZentEdge gespeichert und über Standard-IT-Protokolle für Ihre bestehenden Systeme zugänglich gemacht. ZentEdge dient als Brücke zwischen Betriebs- (OT) und Informationstechnologie (IT) und nutzt dafür Single Pair Ethernet (SPE).
Single Pair Ethernet (SPE) übernimmt die Kommunikation zwischen den einzelnen Komponenten. Es ermöglicht die Datenübertragung mit 100 Mbps und die Stromversorgung über ein einziges Kabel, wodurch der Installationsaufwand erheblich verringert wird. SPE macht komplexe Gateways überflüssig und erlaubt die Integration industrieller Geräte in IT-Netzwerke mit Standardprotokollen wie HTTPS und MQTT oder über eine REST-API. Die gesamte Datenübertragung ist zudem durch mTLS-Zertifikate abgesichert.
SAP Smart Data Access (SDA) ist eine Funktion der SAP HANA-Datenbank zur Datenvirtualisierung. Damit können Unternehmen vom SAP-System aus in Echtzeit auf externe Datenquellen zugreifen, ohne diese physisch in die HANA-Datenbank einbinden zu müssen. Das bringt eine deutliche Verringerung des Speicherbedarfs, da keine Kopien der Produktionsdaten angelegt werden. Sie bleiben zudem stets aktuell und konsistent.
Einfache Einrichtung und hohe Ausfallsicherheit
Ein zentrales Merkmal der Lösung ist die einfache Konfiguration mit einer browserbasierten Oberfläche. Die Adapter sind zudem in der Lage, sich mit Maschinen mit unterschiedlichen Taktzeiten und Anforderungen zu verbinden. Mehrere davon können in größeren Produktionsumgebungen parallel betrieben werden.
Ein weiterer Vorteil ist die hohe Ausfallsicherheit: Sollte die Verbindung zu SAP S/4HANA unterbrochen sein, speichert der ZentEdge-Server die Produktionsdaten für SAP lokal zwischen. Sobald die Verbindung wiederhergestellt ist, erfolgt eine automatische Synchronisation. Dadurch bleibt der Datenfluss konsistent.
Die Lösung ist nicht auf eine einzelne Branche beschränkt. In der chemischen Industrie etwa lassen sich Mischmengen und Reaktionszeiten erfassen und mit dem ERP-System abgleichen. In der Lebensmittelindustrie können Durchlaufzeiten und Mengen automatisch dokumentiert werden. In der Medizintechnik wiederum hilft die Integration bei der lückenlosen Nachverfolgung sensibler Fertigungsprozesse.
Das Ergebnis: Echtzeitdaten als Basis für Digitalisierung
Die IoT-Lösung zeigt, dass eine durchgängige und sichere Integration von Produktionsdaten in SAP S/4HANA auch in Bestandsumgebungen möglich ist – ohne Eingriffe in die Maschinensteuerung und ohne aufwendige Anpassungen der vorhandenen IT-Infrastruktur. Datenvirtualisierung sorgt dafür, dass keine Kopien der Daten erzeugt, sondern virtuelle Zugriffe in Echtzeit ermöglicht werden. So entsteht eine transparente Datenbasis für Entscheidungen auf Managementebene.
Die Lösung zeigt zudem, dass sich moderne IoT-Konzepte mit bestehenden Systemen kombinieren lassen, ohne proprietäre Strukturen oder komplexe Integrationsprojekte vorauszusetzen. Dies eröffnet auch kleineren und mittelständischen Unternehmen einen Zugang zur Echtzeit-Datenverarbeitung. Die Architektur ist so angelegt, dass sich neue Anforderungen jederzeit umsetzen lassen. Damit bietet sie eine verlässliche Grundlage für weitere Digitalisierungsschritte in der Fertigung.
Ergebnisse im Überblick
- Produktionsdaten stehen in SAP S/4HANA in Echtzeit bereit.
- Maschinen bleiben unverändert und Systeme unangetastet.
- Die Lösung funktioniert auch in heterogenen Anlagen.
- Betriebssicherheit ist durch lokale Zwischenspeicherung gegeben.
