Integration von bestehenden Maschinen in die modernen Cloud-Plattformen ist eine Herausforderung für die heutige Fertigungsindustrie. Hersteller Niverplast löste diese Aufgabe durch die Synchronisierung seiner Maschinen mit der AWS-Cloud über MQTT und IXON-Router.
Niverplast spezialisiert sich auf die Optimierung von Verpackungsprozessen mit einem Fokus auf Bag-in-Box-Maschinen. Der Hersteller entwirft, entwickelt und vertreibt eigene Maschinen und entsprechende Beutel, um die Verpackung und das Befüllen effizienter zu gestalten.
Seine ursprüngliche Fernzugrifflösung wurde von Kunden aufgrund der nicht zertifizierten Sicherheit und unklaren Maßnahmen abgelehnt. Niverplast wandte sich an IXON, die Hauptargumente waren dabei der IXONs Ansatz „Secure by Design“, die ISO-Zertifizierungen und die ausführliche Sicherheitsdokumentation. „Unsere Kunden erhalten einen geschützten Zugriff auf das Kundenportal von IXON mit unterschiedlichen Benutzerrechten“, erzählt Thomas Stoopendaal, Softwareentwickler bei Niverplast.
Aufgabe
Niverplast möchte aus seinem gesamten Maschinenpark Daten extrahieren. Das entspricht den gesetzten Zielen des Herstellers, sein Leistungsangebot zu verbessern, die Performance seiner Maschinen zu optimieren und in Zukunft vorausschauende Instandhaltung zu ermöglichen. Außerdem wünschen sich die Kunden immer häufiger, Maschinendaten einsehen zu können.
Allerdings war es bisher für Niverplast problematisch, Daten aus den bestehenden Maschinen in die AWS-Cloud zu übertragen. Niverplast implementierte zwar MQTT im Bedienpanel für den Datenaustausch zwischen der Maschine und der Cloud, aber bei älteren Maschinen blieb diese Aufgabe bisher ungelöst. Solche Maschinen haben keine HMI und können deshalb keine MQTT-Verbindungen herstellen.
Lösung
Niverplast begann mit der Entwicklung einer Lösung, um die bestehenden Maschinen mit AWS zu verbinden. Ein kleines Gerät in jeder Fertigungslinie sollte eine Verbindung über Modbus oder OPC UA herstellen und so Daten an einen Server von Niverplast übertragen.
„Aber während wir daran arbeiteten, präsentierte IXON eine neue Funktion für die Datenaufzeichnung in eine öffentliche Cloud über MQTT und diese Variante war wesentlich einfacher. Wir entschieden uns gegen unsere eigene Lösung“, berichtet Thomas Stoopendaal.
Kein Skripting erforderlich
Die OPC UA-Schnittstelle und das Modbus-Protokoll zwischen der Niverplast-Steuerung und IXON sowie die eingebaute Firewall im IXrouter ermöglichen eine sichere verschlüsselte Verbindung mit der AWS-Cloud über MQTT. Die MQTT-Verbindung lässt sich ganz einfach im IXON Fleet Manager konfigurieren, es müssen keine Scripts manuell programmiert werden. Dieser Ansatz verringert Konfigurationsfehler, schafft eine gute Übersicht und vereinfacht die Fehlersuche.
Außerdem ist die Verbindung stabil dank der temporären lokalen Datenspeicherung im Router. „Die lokale Zwischenspeicherung der Daten schützt uns vor Datenverlust. Wenn zum Beispiel ein Kunde den Netzstecker zieht, läuft die Datenübertragung trotzdem weiter, sobald die Verbindung wiederhergestellt wird“, erzählt Stoopendaal.
„Ein weiterer Vorteil der MQTT-Option von IXON ist der sehr geringe Wartungsaufwand. Wir müssen sie nur konfigurieren, ein paar Datenpunkte eingeben und das war‘s schon."
Der eigene Datenspeicher von Niverplast beinhaltet über 200 Millionen Datenpunkte von mehr als 150 IXON-Routern, die in den Maschinen verbaut sind. Diese Daten werden mit einer Geschwindigkeit von rund 35 Datenpunkten pro Sekunde in die AWS-Cloud gesendet.
Ergebnis
Die Einführung von MQTT für die Datenübertragung an AWS brachte Niverplast und seinen Kunden enorme Vorteile durch die Verbesserung der Datenverfügbarkeit. „Wir können jederzeit auf unsere Daten zugreifen, seitdem sie sich in einer Cloud befinden. AWS ist unendlich skalierbar und wächst mit uns zusammen. Mit AWS und IXON haben wir nun das Beste aus beiden Welten: das Kundenportal von IXON und unsere eigene Datenstruktur“, freut sich Stoopendaal.
Durch den Zugang zum IXON-Kundenportal erhalten Kunden Einblicke in die Maschinendaten. Sie können so die Performance überwachen, Maschinendokumentationen aufrufen und Supportanfragen versenden. Zum Beispiel registriert der Qualitätschecker von Niverplast Produktionsdaten basierend auf 20 Parametern, wie Länge und Gewicht, und gibt den Kunden damit die Möglichkeit, den Produktionsprozess zu überprüfen.
Niverplast sieht in einer offenen und erweiterbaren Lösung von IXON Cloud ein enormes Potenzial und möchte auch weiterhin an der Optimierung von eigenen Abläufen arbeiten. Zu diesem Zweck werden die IXON-Prozesse automatisiert und die Bibliothek von kundenspezifischen Komponenten erweitert.
„Dank IXON sparen wir aktuell viel Zeit und optimieren unsere Abläufe. Wir haben bereits 25 kundenspezifische Komponenten in die IXON Cloud eingebaut, weitere Komponenten werden bald folgen.“
Darüber hinaus ist die vorausschauende Instandhaltung keine Zukunftsmusik mehr. Niverplast möchte proaktiv seine Kunden über mögliche Ausfälle aufklären, um die Standstillzeiten zu minimieren und den Betrieb zu optimieren.
Text vom Original übernommen – IXON
