fernwirken und fernwarten · von annotationen, die in einem 2d-live-bild gesetzt werden und in das...

SONDERTEIL

FERNWIRKEN UND

FERNWARTEN

Systeme - Komponenten - Konzepte

www.it-production.com

Bild: © PictureArt /Fotolia.com

E-PAPERSONDERTEILE, BRANCHENSPECIALS, THEMENSCHWERPUNKTE

https://www.it-production.com/

FERNWIRKEN UND FERNWARTEN |

Schwan-Stabilo ist den meisten Men-

schen ein Begriff, wenn es um Text-

marker, Fineliner, Blei- oder Bunt-

stifte geht. Als Schwan Cosmetics ist das

Familienunternehmen jedoch auch führend

in der Herstellung von Kosmetikstiften und

produziert dabei für nahezu alle bekannten

Marken. Die dafür benötigten Maschinen

stellt das Unternehmen am Stammsitz in

Heroldsberg her und betreibt diese an un-

terschiedlichen Standorten auf der ganzen

Welt. Je nach Marke und Produkt wird die

Produktion dabei individuell auf die Vorga-

ben der Kunden abgestimmt. Kam es bei

den Maschinen zu einem Servicefall, bdeu-

tete dies bisher, dass ein Servicemitarbei-

ter aus dem Stammsitz dem Maschinenbe-

diener bzw. dem -instandhalter in der Pro-

duktion via Telefon oder E-Mail-Fotodoku-

mentation die einzelnen Schritte erklären

musste. Im schlimmsten Fall musste der

Servicetechniker den Störfall vor Ort behe-

ben – bei acht Niederlassungen weltweit

war dies wenig effizient. Auf Grund der

speziellen Sondermaschinen ist die fach-

spezifische Wartung und Instandsetzung

jedoch unerlässlich. Das Unternehmen

suchte daher nach einer Alternative.

Assisted Reality per Hololens

Innerhalb des Programms ‘5G/Low La-

tency’ der Deutschen Telekom entstand

dann ein Pilot-Projekt, bei dem die Tele-

kom-Einheit T-Systems Multimedia Soluti-

ons beauftragt wurde, die Entwicklung

eines Proof-of-Concepts zu übernehmen.

Nach ersten User Acceptance Tests mit

der Microsoft Hololens folgte ein Projekt,

in dem eine Assisted-Reality-Lösung für

Wartungs- und Reparaturaufgaben für

Schwan Cosmetics beziehungsweise des-

sen Tochtergesellschaft Schwan Cosme-

tics Produktionstechnik entwickelt wurde.

Anweisungen direkt einblenden

In Form einer Co-Creation flossen das bran-

chenspezifische Knowhow von Schwan

sowie die technologische Expertise von T-

Systems Multimedia Solutions in das Pro-

Bei der Wartung der eigenen Produktionsanlagen setzt das Unternehmen Schwan Cosmetics

auf eine Assisted-Reality-Lösung. Unter Einsatz der Microsoft Hololens können die

Bediener der komplexen Maschinen an den internationalen Standorten nun remote vom

Firmensitz im fränkischen Heroldsberg angewiesen und unterstützt werden.

AUGMENTED REALITY

IT&Production 5/2019

Weltweite Wartung vom Bürostuhl aus

Service bei Schwan-Stabilo

Bilder: Schwan-Stabilo Cosmetics GmbH & Co. KG

156380_T-Systems Multimedia Solutions GmbH_RIUS_INF_ITP 30.04.2019 10:43 Seite 88

Mithilfe der Hololens können Experten in Heroldsberg durch die Augen der Kollegen im Ausland sehen und diese bei Wartungen oder Reparaturen in Echtzeit unterstützen.

jekt ein. In der Folge entstand eine Anwen-

dung für die Hololens. Mit dieser können

Service-Experten aus der Schwan-Firmen-

zentrale die Betreiber und Instandhalter

von Produktionsmaschinen bei Problemen

unterstützen. Der Service-Experte ist dabei

über eine Desktop App via Hololens mit

dem Maschinenbediener vor Ort verbun-

den. Dabei kann er ihm Anweisungen, An-

merkungen oder Maschineneinstellungen

direkt in sein Blickfeld übertragen – beide

haben das gleiche Blickfeld. Störfälle kön-

nen so schnell geprüft und behoben wer-

den. Erste Remote-Sessions wurden bereits

in einem Werk in Tennessee durchgeführt.

2D- und 3D-Welt verknüpfen

„Eine besondere Herausforderung im Pro-

jekt, sowohl während der Konzeption als

auch in der Entwicklung, stellte die Ver-

bindung der 2D-Welt des Desktop-Users

mit der 3D-Welt des Remote Users dar“,

berichtet Martin Reißmann, Projektleiter

bei T-Systems Multimedia Solutions. „Kon-

kret ist beispielsweise die Positionierung

von Annotationen, die in einem 2D-Live-

Bild gesetzt werden und in das Live-3D-

Sichtfeld übertragen werden müssen,

eine technisch schwierige und komplexe

Aufgabe. Aktuell verfügt die Lösung be-

reits über eine hohe Genauigkeit, in

einem weiteren Release sollen die Arten

der Annotationen erweitert werden, um

damit noch genauer Anweisungen geben

zu können.” Das Pilotprojekt im Werk Ten-

nessee hat der Schwan-Tochter gezeigt,

welchen Mehrwert die Assisted-Reality-

Lösung für die Wartung und Instandhal-

tung der Maschinen hat. Das Unterneh-

men erwartet dadurch, die Reisekosten

für Servicetechniker auf ein Minumum re-

duzieren zu können. Auch der Wartungs-

aufwand sowie die Ausfallzeiten der Pro-

duktionsmaschinen sollen deutlich ge-

senkt werden. Davon profitiert letztlich

auch die Liefertermintreue des Unterneh-

mens und damit direkt die Kunden.

Kosten und Zeit sparen

„Mithilfe der Brille können unsere Experten

in Heroldsberg durch die Augen der Kolle-

gen im Ausland sehen und diese bei War-

tungen oder Reparaturen in Echtzeit un-

terstützen“, erklärt Alexander Sarkissian,

Digital Initiative Manager bei Schwan Cos-

metics und Leiter des Projekts. „Über die

Brille des Kollegen sieht der Experte, wo

der Fehler liegt und kann von seinem Ar-

beitsplatz aus den Kollegen an der Ma-

schine durch die notwendigen Schritte lei-

ten. Das spart Kosten und Zeit.“

Weiterentwicklung geplant

Der Leistungsumfang der Hololens-Assis-

ted-Reality-Lösung soll sukzessive wei-

terentwickelt werden. Aktuell verarbei-

ten die Beteiligten erste Ergebnisse aus

der Pilotierung. In der aktuellen Version

können Screenshots oder textliche An-

merkungen gespeichert werden, um den

Support Case zu protokollieren. Daraus

könnte beispielsweise eine Wissensda-

tenbank entstehen. Dies kann wiederum

helfen, zukünftige Supportfälle schneller

zu lösen. Ein weiterer Einsatzfall sind

Schulungen: Der Experte am Stammsitz

hat die HoloLens auf und schult die Ma-

schinenbediener am Desktop in den ein-

zelnen Standorten, noch bevor eine

neue Maschine ausgeliefert wurde.

Globaler Rollout

Die Schwan Cosmetics Produktionstech-

nik wird die Augmented-Reality-Lösung

in den nächsten Monaten global ausrol-

len. In einem weiteren Schritt soll der

Service auch weiteren Kunden angebo-

ten werden. ■

Der Autor Lars Vogel ist

Leiter New Work Experience

bei T-Systems Multimedia Solutions.

www.t-systems-mms.com

www.schwancosmetics.com

| FERNWIRKEN UND FERNWARTENAUGMENTED REALITY


089_ITP_Mai_2019.pdf 29.04.2019 13:37 Seite 89

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Lange Zeit wurden Systeme inner-

halb der Informationstechnologie

(IT) getrennt von denen der opera-

tionellen Technologie (OT) in voneinander

unabhängigen Netzwerken innerhalb eines

Unternehmens betrieben, mit unterschied-

lichen Komponenten und unterschiedli-

chen Zielen. Während IT-Systeme für da-

tenzentrische Berechnungen verwendet

werden und um Informationen zu verar-

beiten, hat die operationelle Technologie

(OT) eine andere Aufgabe. Mit ihrer Hilfe

werden physikalische Prozesse, Umgebun-

gen und Ereignisse/Vorkommnisse in

einem Unternehmen überwacht. Die zuvor

getrennten Umgebungen verschmelzen im

Zuge von Industrie 4.0 jedoch immer mehr.

Dafür sorgen Entwicklungen wie das in-

dustrielle Internet der Dinge, eine zuneh-

mende Automation und Verbesserungen

innerhalb kritischer Infrastrukturen.

Neue Technologie, neue Sicherheitslücke

Viele Branchen haben bereits damit be-

gonnen diese neuen Technologien in

IT und OT zu verschmelzen, bringt Unternehmen nicht

nur Vorteile. Damit einher gehen auch neue Cybersicher-

heitsrisiken. Um diesen vorzubeugen, sollte auch die Si-

cherheit beider Abteilungen konsolidiert werden.

NETZWERKE


Mehr Sicherheit in der Vertikalen

IT- und OT-Security

090_ITP_Mai_2019.pdf 29.04.2019 13:41 Seite 90

ihren OT-Systemen zu integrieren. Beispielspeise

werden IoT-fähige Geräte benutzt um Energie-Ma-

nagementsysteme intelligent zu steuern. Dazu kom-

men Sensoren, Wasserventile, Switches und die

Temperaturüberwachung per Ferndiagnose. Doch je

mehr die OT vernetzt ist, desto mehr sind diese

Systeme neuen Sicherheitsrisiken ausgesetzt. Bei-

spielsweise sorgen drahtlose Geräte für bequemere

Vernetzung, sie können jedoch auch zur Ziel-

scheibe von Cyberangriffen werden. Cyberkrimi-

nelle nutzen die zwischen IT und OT entstandene

Sicherheitslücke aus. Dies ist deshalb möglich, weil

der Schutz von OT und IT oft jeweils unterschiedli-

chen Prioritäten und Methoden unterliegt. Viele In-

dustrieunternehmen betrachten Cybersicherheit für

IT und OT immer noch als jeweils eigenständige Be-

reiche. Doch auch bei der Cybersicherheit empfiehlt

es sich, die beiden Bereiche miteinander zu verbin-

den. Das ist kein einfaches Ziel, es erlaubt jedoch

mehr Kontrolle – gerade wenn es darum geht kom-

plexe Industriesysteme überall auf der Welt zu

überwachen, Sicherheitslücken zu schließen und die

Angriffsfläche dieser Unternehmen zu reduzieren.

Unterschiedliche Herangehensweisen

IT-Abteilungen kümmern sich traditionell um wich-

tige, geschäftskritische Anwendungen und die

damit verbundenen Risiken für die IT-/Cybersicher-

heit. Demgegenüber waren Prozesskontrolle und

Cybersicherheit für OT-Systeme die Domäne von

Technik und Betrieb. Das Resultat waren nachvoll-

ziehbare Unterschiede bei den eingesetzten Tech-

nologien. Die digitale Transformation hinterlässt

aber auch hier ihre deutlichen Spuren. Unterneh-

mungen, die genau diese digitale Transformation

vorantreiben haben die Natur der industriellen IT

grundlegend verändert. Anlagenverwaltung (Asset

Management), Lieferketten und Produktionsbe-

triebe haben Cloud-basierter Analytik und auf

künstlicher Intelligenz basierenden Anwendungen

zum Durchbruch verholfen – weil sie Verbesserun-

gen mit sich bringen. Phänomene wie das der

Schatten-IT verlangen nach neuen Netzwerklösun-

gen mit einem Zugriff auf Edge-Geräte, und sie

brauchen eine tiefe Verbindung zwischen den Sys-

temen der IT und der OT.

Verbindungen nach außen

Entwicklungen wie das IIoT und cyberphysikalische

Systeme haben dem Industriesektor bereits ihren

Stempel aufgedrückt. Diese Entwicklungen bieten

eine bessere Sichtbarkeit für Netzwerke, Prozesse

und Sicherheit. Die Einführung von IoT-Geräten

öffnet mehr Ebenen für Konnektivität – Netzwerke

denen sich aus, die Produktivität steigt. Das führt

dazu, dass plötzlich Verbindungen zu einem exter-

nen Vertragspartner als Teil der Infrastruktur-Ser-

vices betrachtet und erlaubt werden. Dies stellt je-

doch auch eine potenzielle Schwachstelle dar.

Wenn man wirklich von den Vorteilen der Konnek-

tivität und den kritischen Infrastrukturen profitie-

ren will, geht das nicht ohne umfassende Sicher-

heit, die Netzwerke und Geräte einschließt. Jede

Verbindung ist ein potenzieller Eintrittspunkt. Für

Unternehmen ist es dabei entscheidend, dass es

verschiedene Schutzebenen gibt. Diese reichen

von der Netzwerksicherheit selbst bis hin zur Echt-

zeit-Anomalieerkennung.

Kooperation der Abteilungen

Die erfolgreiche Umsetzung einer Cybersicherheits-

konvergenz zwischen IT und OT erfordert eine

enge Kooperation zwischen vormals isolierten Ab-

teilungen. Gelingt es, die Cybersicherheit für IT und

OT zu konsolidieren, kann das auch den Sicher-

heitslevel für das gesamte Unternehmen verbes-

sern und die Risiken senken.

Hauptziele umsetzen

Jedes Unternehmen muss sich auf die zu erwar-

tenden Veränderungen einstellen. Sie betreffen

Menschen, Prozesse und Technologiepraktiken.

Um einen konvergenten IT-/OT-Sicherheitsansatz

effektiv umzusetzen müssen sämtliche Sicher-

heitsbemühungen eines Unternehmens zentral

beaufsichtigt werden. Gleichzeitig werden Perso-

nen benötigt, die die Befugnis haben, die Haupt-

ziele umzusetzen. Eine Möglichkeit sind formelle

Änderungen innerhalb der Organisation, eine an-

dere sind virtuelle Teams, bestehend aus Mitar-

beitenden aus IT und OT sowie aus SOCs (Security

Operations Centers). Darüber hinaus werden IT

und OT gegebenenfalls unterschiedliche Tools er-

fordern. Was die Schlüsselbereiche angeht, müs-

sen Organisationen vollständig kompatibel und in-

tegriert sein. Zu diesen Bereichen zählen die An-

lageninventur, der Schutz von Endpunkten und

Netzwerken, Monitoring und Reporting sowie ein

sicherer Fernzugriff. Um den Übergang zu erleich-

tern können Workshops hilfreich sein, bei denen

die unterschiedlichen Perspektiven beleuchtet

werden: Auch um Brücken zu bauen und gegen-

seitiges Vertrauen herzustellen. ■

Der Autor Andrea Carcano ist

Mitgründer und CPO (Chief Product Officer)

bei Nozomi Networks.

www.nozominetworks.com

NETZWERKE

091_ITP_Mai_2019.pdf 29.04.2019 13:41 Seite 91

https://www.wut.de


Mit der Einführung und Etablie-

rung der IT-Sicherheit nach

DIN ISO/IEC27001 ist die Zerti-

fizierung bei vielen Unternehmen bereits

abgeschlossen, doch der stete Bearbei-

tungsfluss in Informationssicherheits-Ma-

nagementsystemen (ISMS) bleibt beste-

hen. Nur durch permanente Prüfungen,

Instandhaltungen und Verbesserungen

des ISMS und der damit verbundenen

Planung neuer Optimierungen kann die

IT-Sicherheit hinreichend gewährleistet

werden. Damit ergeben sich neue Vo-

raussetzungen für den Betrieb von Fern-

wirk- und Kommunikationsnetzen. Die

eingesetzten Geräte müssen bestimmte

Sicherheitskriterien erfüllen, wie etwa die

Trennung der Netzwerke durch VLAN

oder VPN, eigenes VLAN für das Manage-

ment der Geräte oder HTTPS/SSH–Zugriff

mit eigenen Zertifikaten. Die Produkte

des Systemhauses Digicomm erfüllen in

Bezug auf Daten-, Übertragungs- und

Ausfallsicherheit die Grundforderungen

auf Basis der DIN ISO/IEC27001 und

gehen noch darüber hinaus.

Möglichst redundante Infrastruktur

Als ein Beispiel für die Umsetzung der

Sicherheitsmaßnahmen bei der Übertra-

gungstechnik dient eine in Projekten

häufig gestellte Anforderung. Dabei be-

steht ein Fernwirknetz aus eigenen Kup-

fer- und LWL-Leitungen, es sollen auch

Stationen über öffentliche Netze ange-

bunden werden (DSL oder LTE). Das ei-

gene Netz soll dabei eine möglichst ein-

fache redundante Infrastruktur besitzen,

damit bei Ausfall der Komponenten die

Bereitschaft schnell und ohne spezielles

Wissen Geräte tauschen kann. Auch die

Außenstationen, die über keine eigene

Anbindung per Kabel verfügen, sollen

mit integriert werden. Außerdem soll die

Übertragung über eine VPN-Verbindung

gesichert werden.

Sicherheits -maßnahmen umsetzen

Das eigene Netz wird mit

einem LWL-Backbone für

die wichtigsten Stationen

über entsprechende

Switche realisiert. Die

Stationen mit Kupferlei-

tungen werden über das

Ethernetmodem SHDTU-

09is (2x G.SHDSL) oder

das SHDTU-10is (4 x

G.SHDSL) redundant an

die Backbone-Switche

angebunden. Bei Statio-

nen mit LWL- und Kup-

fer-Anbindung kommen

die SHDTU-08is-SFP in-

frage. Bei reinen LWL-An-

bindungen werden ge-

managte Switche vom

Typ ISD-406-M oder ISD-

406-RC eingesetzt, die

Die IT-Sicherheit dauerhaft sicherzustellen ist die Aufgabe sogenannter Informations -

sicherheits-Managementsysteme (ISMS). Doch auch diese Lösungen sind einer ständigen

Prüfung unterworfen. So müssen beispielsweise die Geräte, die für die Kommunikations-

netzwerke genutzt werden, bestimmte Sicherheitskriterien aufweisen.

IT-SICHERHEIT


Sicherheit steckt im DeviceSecurity-Anforderungen

Bild

: Dig

icom

m G

mbH

092_ITP_Mai_2019.pdf 29.04.2019 13:46 Seite 92

Netz, sondern nur auf spezielle Stationen

zugegriffen werden. Im Falle eines zentra-

len Routers für VPN-Anbindungen erfor-

dert das ein hohes Maß an Konfigurations-

arbeiten. Die VSS-01-Lösung ermöglicht

daher die Arbeit mit Gruppen. Durch Ein-

richten einer Gruppe und Auswahl durch

Klick auf die Stationen können die Teilneh-

mer einer Gruppe ausgewählt werden.

Jeder Teilnehmer kann Mitglied in beliebig

vielen Gruppen sein. Im Hintergrund wer-

den aus den Gruppenzuordnungen Fire-

wallregeln erstellt, die in die Router der

Außenstationen übertragen werden. Bei

einer Neu- oder Umkonfiguration werden

die geänderten Daten automatisch in die

Router der Außenstationen übertragen.

Anbindung der Stationen

Die Stationen, die über eigene Kupferste-

cken angeschlossen werden, sind mit

Ethernetmodem der Serie SHDTU ausge-

rüstet. Diese unterstützen 2-, 4- oder 8-

Draht-Betrieb im Punkt-zu-Punkt-, Linien-

oder Ring-Betrieb über Entfernungen bis

25km mit Geschwindigkeiten von bis zu

60MBps. Zusätzlich zu den integrierten

Sicherheitsoptionen kann über die Kup-

ferstrecke mittels VPN verschlüsselt

übertragen werden. Für den Anschluss

der Stationen, die über eigene LWL-Ver-

bindungen angebunden sind, werden –

bei zusätzlichen Kupferstrecken –

SHDTU-08-is-SFP, ansonsten managebare

Layer 2 Switche ISD-406-M eingesetzt,

die ebenfalls alle Sicherheitsforderungen

unterstützen. Die Switche im Backbone-

Bereich sind Routing-fähige ISD-406-RC

(Layer 3) und können bei Bedarf eine zu-

sätzliche Verschlüsselung bieten. Mit der

Option VPN-per-Port können auch unab-

hängige VPN-Verbindungen über das

Netzwerk aufgebaut werden. Bei vorhan-

denen DSL-Anschlüssen kommen DSR-

Router in Kombination mit den industriel-

len AM-400 J zum Einsatz. Die Anbindung

der Stationen über das Mobilfunknetz

wird über DSR-LTE-Router realisiert, die

bei fehlender LTE-Abdeckung auch GPRS,

UMTS oder HSDPA unterstützen. Für die

bestmögliche Netzverfügbarkeit wird mit

zwei SIM-Karten gearbeitet, die ‘Natio-

nal-Roaming’ unterstützen. Diese buchen

sich unabhängig vom Provider in das

Netz mit der besten Abdeckung ein und

wechseln bei Netzausfall oder -störun-

gen automatisch in das Netz eines ande-

ren Anbieters, der am Standort verfügbar

ist. Bei wichtigen Außenstationen ohne

eigene Anbindung kann als Ersatzweg

neben den öffentlichen Netzen auch

eine Funkverbindung über private Fre-

quenzen realisiert werden. ■

Der Autor Theo Bongartz ist

Gesellschafter/technischer Geschäftsführer

der Digicomm GmbH.

www.digicomm.de

| FERNWIRKEN UND FERNWARTENIT-SICHERHEIT


ebenfalls alle Sicherheitsforderungen und

Routing (Layer 3) unterstützen. Die Außen-

stationen werden wiederum mit DSR-211-

Routern und einem zentralen VSS-01 Ser-

ver an das Netz angebunden.

Sichere Verbindung per VPN

Die VPN-Technik ermöglicht eine sichere

Authentifizierung sowie eine starke Ver-

schlüsselung, sodass nur Befugte auf ver-

trauliche Firmendaten zugreifen können —

vor allem bei der Übertragung über öf-

fentliche Netze. Bei der VSS-Lösung von

DigiComm müssen alle Teilnehmer – auch

die im eigenen Netzwerk (z.B. das Leitsys-

tem) – eine VPN Verbindung zum VSS-01-

Server aufbauen. Somit können nur zerti-

fizierte Anwender VPN-verschlüsselt mit-

einander kommunizieren.

Zugriffsrechte im Blick

Eine zentrale Rolle im Betrieb eines Fern-

wirknetzes spielt die Zuordnung von Zu-

griffsrechten, das heißt wer mit wem

kommunizieren darf. In der Regel fragt das

Leitsystem die Außenstellen ab, muss also

mit allen kommunizieren. Häufig besteht

aber auch die Notwendigkeit, dass Statio-

nen untereinander Daten austauschen

müssen oder eine Fernwartung von exter-

nen Mitarbeitern durchgeführt werden

muss. Speziell bei der Fernwartung durch

Fremdfirmen soll nicht auf das gesamte

Der VSS-01-VPN-Server ermöglicht die Arbeit mit Gruppen. Dadurch kann der Zugriff auf bestimmte Stationen beschränkt werden.

Bild

: Dig

icom

m G

mbH

093_ITP_Mai_2019.pdf 29.04.2019 13:46 Seite 93

Bild: Harting Technologiegruppe


Die zahlreichen Hidden Champions

des deutschen Maschinenbaus

wähnen sich angesichts der

guten Lage in einer trügerischen Sicher-

heit, so eine Studie von Roland Berger.

Abnehmer wie die Automobilindustrie

brauchen weniger Kapazitäten, der tech-

nologische Wandel mit Digitalisierung

und Additive Manufacturing fordert er-

hebliche Anpassungen und schließlich

übernehmen neue Wettbewerber vor

allem aus China weitere Marktanteile.

Durch zusätzliche Angebote in Service

und Aftersales könnten sich Maschinen-

bauer besser vom Wettbewerb differen-

zieren und damit Umsatz und Marge stei-

gern. Dafür braucht es eine gute Datenba-

sis und entsprechende Ressourcen. Diese

Servicepotenziale liegen aber oft noch

brach, folgert die Studie. Hier setzt das

Konzept des digitalen Zwillings an.

Technikerbesuche fallen weg

Der Service für weltweit installierte Ma-

schinen und Anlagen ist für Maschinenher-

steller in der Gewährleistungsphase ein

höchst relevanter Kostenfaktor. Jeder Vor-

Ort-Einsatz eines Technikers, der per On-

linezugriff eingespart werden kann, senkt

die Kosten. Die anschließende Betriebs-

phase wird von vielen Anbietern bereits für

zusätzliche Online-Serviceangebote ge-

nutzt. Durch die Weiterentwicklung der

verfügbaren Technologien können Maschi-

nenbauer hier zahlreiche neue Möglichkei-

ten erschließen. Heute kann mit deutlich

geringerem Aufwand ein virtuelles Modell

von Maschinen und Anlagen erzeugt wer-

Fernwartungslösungen haben sich im Servicegeschäft längst durchgesetzt. Der digitale

Zwilling ist der nächste folgerichtige Schritt: Die virtuelle Abbildung weltweit installierter

Anlagen erleichtert die Wartung und ermöglicht Anwendungen wie Condition Monitoring.

SERVICE UND INSTANDHALTUNG


Besserer Service, geringere Kosten

Der digitale Zwilling

156319_Harting Technologiegruppe_RPEW_INF_ITP 30.04.2019 11:07 Seite 94

3-60473-PDPA-A10206-00_AZ_Scalance-X-200_A4-DE.indd 13-60473-PDPA-A10206-00_AZ_Scalance-X-200_A4-DE.indd 1 18.02.19 10:4118.02.19 10:41

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FERNWIRKEN UND FERNWARTEN | SERVICE UND INSTANDHALTUNG

Durch das digitale Abbild werden beispielsweise Serviceeinsätze vereinfacht.

den. Solche digitalen Zwillinge werden

künftig den gesamten Lebenszyklus beglei-

ten – von der Entwicklung bis zum After-

sales. Neue Assistenzsysteme und entspre-

chende Visualisierungen vereinfachen den

Zugriff auf Maschinen weltweit sowie die

Kommunikation mit den Experten.

Neue Perspektiven

Digitale Zwillinge als virtuelle digitale Ab-

bilder sind über die Entwicklungsphase hi-

naus auch für die Zustandsüberwachung

und Service-Planung in Betrieb befindli-

cher Maschinen und Anlagen extrem hilf-

reich. Betriebs-, Zustands- und Prozessda-

ten werden durch Sensoren erfasst oder

durch Maschinensteuerungen bereitge-

stellt. Produktentwickler, Produktionspla-

ner oder Instandhalter nutzen die Informa-

tionen der realen Gegenstücke zur Pla-

nung, Überwachung und Steuerung. Das

ermöglicht vor allem Maschinenherstellern

neue Geschäftsperspektiven: Experten

müssen beispielsweise nicht teuer einge-

flogen werden, sondern können online

den Techniker vor Ort unterstützen. Das

reduziert die Kosten bei Wartungseinsät-

zen und bindet Fachkräfte nicht durch Rei-

sezeiten. Auch viele Geschäftsmodelle

werden erst durch digitale Zwillinge mög-

lich. Warum nicht Produktionsleistung an-

statt Maschinen verkaufen? Gleichzeitig

können die Daten des permanenten Con-

dition Monitoring zur Dokumentation der

Gewährleistung und zur Produktverbesse-

rung herangezogen werden.

Gemeinsame Entwicklung

Harting hat mit Partnern zusammen eine

Lösung für digitale Zwillinge entwickelt.

Dabei werden sehr unterschiedliche Lö-

sungskompetenzen zusammengeführt:

Die Anbindung von Maschinen mit den

verschiedenen Schnittstellen auf der ‘letz-

ten Meile’, die Definition von Datenstruk-

turen, grundlegende Analysefunktionen,

die Visualisierung ausgewählter Maschi-

nenparameter und der sichere Zugang von

außen auf die Maschine. In der Praxis liegt

die größte Herausforderung in den höchst

heterogenen Maschinenparks. Sie sind

über viele Jahre gewachsen, verfügen

häufig nur über proprietäre Schnittstellen

und Automatisierungsprotokolle. Für diese

Anforderungen nutzt das Unternehmen

PerFact den offenen und modular konzi-

pierten Mica Mini-Computer von Harting.

Je nach Maschine und Anwendung wer-

den dabei geeignete Schnittstellen, aus-

gewählte Sensoren und die passende

Software zu einem Lösungspaket zusam-

mengefasst. So können sowohl neue An-

lagen als auch Altsysteme erfasst werden.

Vier-Augen-Prinzip

Die Mica ermöglicht den Zugang zur Ma-

schine und erfasst die Maschinendaten.

Die Meeting Point Architecture (MPA)

von PerFact organisiert mit einem Ser-

vice-Management den Wartungseinsatz.

Dabei dient der Meetingpoint-Server als

Knotenpunkt und Datenbank. Über eine

gesicherte Internetverbin-

dung verknüpft er Maschi-

nen-Steuerrechner, Kunden

und Arbeitsplätze der Fern-

w a r t u n g s - M i t a r b e i t e r .

Dabei gilt das Vier-Augen-

Prinzip. So können der

Techniker beim Kunden vor

Ort sowie ein per Internet

zugeschalteter Spezialist

sicher auf die gleichen

Daten zugreifen. In der Da-

tenbank sind sowohl ak-

tuelle als auch historische

Anlagendaten verfügbar.

Diese werden zusätzlich in

einem Dashboartd visuali-

siert. Zusätzlich werden in

einem Dashboard ausgewählte Anlagen-

daten in Echtzeit visualisiert. Zu den

Komponenten der Lösung gehört außer-

dem ein integrierter Service-Workflow

mit eigenem Ticketsystem. So kann ein

Wartungsmanagement mit Wartungsan-

weisungen und einer Wartungsplanung

für eine zustandsorientierte und proak-

tive Wartung eingerichtet werden. Zu

den Optionen gehören beispielsweise ein

mobiler Instandhaltungsworkflow und

der Zugriff über mobile Service-Apps. Zu

den wichtigsten Vorteilen zählen be-

schleunigte Planungs- und Inbetriebnah-

mezyklen, die Verfügbarkeit von aktuel-

len Anlagedaten aus weltweit verteilten

Standorten sowie verbesserte Remote-

Service-Lösungen. Dabei kann der Re-

mote Service als erste Stufe für weiter-

gehende Serviceangebote genutzt wer-

den. Durch den Ausbau der Analytics-Fä-

higkeiten lassen sich auch Ansätze wie

Condition Monitoring und in einem wei-

teren Schritt Predictive Maintenance um-

setzen. So können die Maschinen- und

Anlagenverfügbarkeit erhöht, die War-

tungs- sowie Servicekosten reduziert und

durch den verbesserten Service die Kun-

denbindung verbessert werden. ■

Der Autor Thomas Holthöfer ist Regional

Digital Marketing Manager bei der

Harting Deutschland GmbH & Co. KG.

www.harting.com

096_ITP_Mai_2019.pdf 29.04.2019 13:45 Seite 96


BBei industriellen Prozessen fällt viel

Energie an – etwa in Form von

Abwärme. Eigentlich schade, dass

diese oft einfach nur an die Umgebung

abgegeben wird. Sinnvoller wäre es, sie

zusätzlich zur Stromerzeugung zu nut-

zen. Das dachten auch die Experten von

Viking Heat Engines, einem norwegi-

schen Unternehmen, das sich auf tech-

nologische Innovationen spezialisiert hat

und diese dann zur Marktreife bringt.

Hier entstand auch die Idee, das Thema

Abwärmeverstromung noch einmal neu

zu beleuchten. Die bisher in diesem Seg-

ment verwendeten Anlagen arbeiteten

vornehmlich auf Turbinen- oder Scrollba-

sis, was in der Praxis oft wenig praktika-

bel ist. So ist hier der optimale Arbeits-

bereich sehr schmal und erlaubt eine zu-

friedenstellende Effizienz nur unter ganz

speziellen Umgebungsbedingungen. Die

Experten von Viking Heat Engines ver-

folgten darum einen anderen Ansatz: Sie

entwickelten zusammen mit der Firma

AVL Schrick die Craftengine, einen Kol-

benexpander, der die Eigenschaften

eines Kältemittels nutzt, um über dessen

Phasenwechsel bei unterschiedlichem

Druck einen Kolben anzutreiben. AVL

Schrick entwickelt bereits seit den 60er

Mit der Lösung Craftengine von Viking Heat Engines können

sich selbst entlegene Winkel auf der Erde quasi autark mit

Energie versorgen. Da ein Ausfall dieser Abwärmeverstromung

sehr teuer oder sogar gefährlich werden könnte, behält die norwegische Firma ihre

Anlagen mit dem Fernwartungssystem eWon von Wachendorff über Funk genau im Blick.

ABWÄRMEVERSTROMUNG


Energy Harvesting am anderen Ende der Welt

Service und Analyse aus der Ferne

Das große Powerpack ist die nächste Entwicklungsstufe der Craftengine und kann 40kW liefern. Diese Anlage wird bald ausgeliefert. Mit an Bord ist der kleine Fernwartungsrouter von Wachendorff.

Bilder: Wachendorff Prozesstechnik GmbH & Co. KG

Halle 7Stand 151

Jahren Verbrennungsmotoren und wid-

met sich seit zehn Jahren auch alternati-

ven Konzepten wie Hybridantrieben und

auch Blockheizkraftwerken. Kein Wunder,

dass die norwegischen Tüftler genau die-

ses Unternehmen um Rat fragten, als es

um die Neuentwicklung zur Restwärme-

nutzung ging. Gemeinsam brachte man

in Remscheid, wo AVL Schrick seinen

Stammsitz hat, die Craftengine zur

Marktreife, deren Prototypen derzeit

weltweit im Einsatz sind. Eine kompakte

| FERNWIRKEN UND FERNWARTEN


ABWÄRMEVERSTROMUNG

10kW Einzylinderversion sorgt dafür, dass

Abwärme ab 80 Grad Celsius aufwärts

verstromt werden kann. Ihr Vorteil ge-

genüber den sonst üblichen Turbinenlö-

sungen ist ihre Flexibilität. So kann die

Abwärme flüssiger oder auch gasförmi-

Das Herz der Anlage ist der Kolbenexpansionsmotor, der nach dem ORC-Prinzip thermische Energie in elektrische Energie umwandelt.


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Messdaten ermitteln,

Stati und Alarme von Ma-

schinen aus dem Feld an

Server oder Smartphones

übertragen, dies sind

Anwendungen, welche

oft gewünscht werden,

aber auf Grund hoher

Anschaffungskosten oftmals nicht realisiert werden können. Das

hat einen Grund. Oftmals werden im Feld für diesen Einsatz

überdimensionierte und kostenintensive Steuerungen plus

Mobilfunkrouter eingesetzt, weil nur Steuerungen einfach zu

programmieren sind, die notwendigen Schnittstellen besitzen

und Übertragungsprotokolle beherrschen. Dies geht auch einfa-

cher und preiswerter. Das MC100 GPIO Mobilfunk-Gateway von

MC Technologies GmbH beinhaltet alle notwendigen Funktionen

in einem kompakten IoT Gateway. Kernelemente des Gateways

sind ein frei programmierbares Linux System und ein integriertes

LTE Mobilfunkmodem. Für die Anbindung von Sensoren und

Aktoren ist es mit analogen Eingängen und digitalen Ein- und

Ausgängen ausgestattet. Über Node-RED, ein sehr beliebtes,

einfaches grafisches Entwicklungswerkzeug, können Messwerte,

Schalt- und Zählerzustände sowie Berechnungen über das LTE

Mobilfunknetz an Server in Unternehmen, Visualisierungssoftware

oder in Cloud Services übertragen werden.

IoT Protokolle wie z.B. MQTT, OPC-UA, MODBUS werden unter-

stützt. Darüber hinaus können bei speziellen Events einfache

Nachrichten per E-Mail, SMS oder Telegramm, einem WhatsApp

ähnlichen Messenger, direkt auf ein Smartphone gesendet

werden. Auch das Steuern angeschlossener Geräte ist über die

Messenger einfach realisierbar.

MC Technologies GmbH

LTE IoT Gateway anstatt SPS

KontaktMC Technologies GmbHKabelkamp 230179 HannoverTel.: +49 511 676999-0 • Fax: +49 511 [email protected] • www.mc-technologies.net

Bild

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FERNWIRKEN UND FERNWARTEN | ABWÄRMEVERSTROMUNG


Dr. Tim Hamacher hat das Craftengine mit entwickelt und ist heute Prokurist der neu gegründeten Viking Heat Engines.

ger Medien gleichermaßen genutzt wer-

den. Der Betrieb kann auch in Teillast er-

folgen, ohne dass der Wirkungsgrad lei-

det. Drehzahlen zwischen 500 und 1500

Umdrehungen werden toleriert, wobei

ein Umrichtersystem die benötigte Netz-

frequenz herstellt. Die Kolbenmaschine

ist zudem sehr robust und lässt sich ver-

gleichsweise kostengünstig herstellen.

Strom ohne Diesel produziert

Obwohl bei den aktuell niedrigen Ener-

giepreisen in Deutschland die Amortisa-

tionszeiten eher hemmend wirken, ist

die neue Technologie gerade für abgele-

gene Standorte eine hervorragende Lö-

sung. In wenig erschlossenen Regionen

gibt es natürlich kein Stromnetz. Hier

nutzt man üblicherweise Dieselgenerato-

ren, um Energie zu erzeugen, aber auch

dieser Kraftstoff muss angeliefert wer-

den. Die Craftengine dagegen ist autark

– nutzt beispielsweise die Abwärme

eines Holzofens, um den Strom, den man

braucht, gleich mit zu erzeugen. Bei der

Reisernte in Kolumbien etwa werden die

Pflanzenabfälle verbrannt und der Reis

mit der so entstehenden Wärme ge-

trocknet. Für die Regelung dieses Prozes-

ses braucht man aber auch elektrische

Energie, die man bisher über Dieselgene-

ratoren erzeugte. Leider war der Trans-

port des Diesels zu den abgelegenen

Reisfeldern teuer und riskant. Durch den

Einsatz der neuen Craftengines nutzt

man nun die Wärme nicht nur für die

Reistrocknung, sondern zusätzlich auch

zur Stromerzeugung und wird auf diese

Weise völlig unabhängig. Ähnlich ist die

Situation bei der Reststoffverbrennung

von Früchten auf Plantagen irgendwo in

Afrika oder auch bei mobilen Müllver-

brennungsanlagen, wie sie beispiels-

weise nach Naturkatastrophen in Zelt-

städten aufgestellt werden. Hier kann

der gewonnene Strom dann gleich für

die Trinkwasseraufbereitung verwendet

werden. Logisch, dass ge-

rade hier auch der Service

und die Analysefähigkeit

der Maschinen automati-

siert werden müssen. Zum

einen ist die Verfügbarkeit

besonders wichtig – zum

anderen könnte ein Techni-

ker nur unter erheblichem

finanziellen und zeitlichen

Aufwand an den Einsatzort

gelangen. Darum setzt Vi-

king Heat Engines konse-

quent auf Fernwartung und

eine anlageninterne Daten-

verbindung- und -Kommu-

nikation durch einen Industrial Ethernet

Switch. „Das ist für uns die Bedingung –

sonst liefern wir gar nicht aus“ erklärt Dr.

Tim Hamacher, Prokurist der neu gegrün-

deten Viking Heat Engines Germany in

Remscheid, die sich nach der erfolgrei-

chen Entwicklung der beiden Unterneh-

men gegründet hat.

Partner aus Deutschland

Als Partner holte er dafür die Firma Wa-

chendorff Prozesstechnik ins Boot. Er hatte

sich mehrere Fernwartungsrouter angese-

hen – Wachendorff war aber bei den Tests

der einzige Anbieter, dessen Produkt eWon

auf Anhieb problemlos unter den ge-

wünschten Bedingungen funktionierte. „Die

Fernwartungslösungen von Wachendorff

stellen eine ausgehende Verbindung über

SSL her, die in allen getesteten Fällen auf

Anhieb funktionierte – und das, ohne Än-

derungen in der IT des Kunden vorzuneh-

men. Andere Fabrikate nutzen andere Me-

thoden und können dann auch mal mit der

Firewall bei der IT des Kunden kollidieren“,

vermutet er. Ebenfalls ausschlaggebend

waren für ihn die weltweite Verfügbarkeit

der Komponenten und die stabile Verbin-

dung. „Wir können es nicht riskieren, den

Zugriff auf eine Anlage und deren Ether-

netfähige Kommunikationskomponenten,

die irgendwo im Regenwald stehen, zu ver-

lieren“ erklärt er. „Gerade in der Anfangs-

phase sind natürlich alle Anlagenwerte für

uns von Interesse“, ergänzt der Experte.

Softwareupdates können aus der Ferne

aufgespielt werden, um die Maschinen

auch im laufenden Betrieb noch weiter zu

optimieren – auch Serviceintervalle werden

überwacht, um die Wartung vorausschau-

end effizient zu gestalten und Komponen-

ten auszutauschen, bevor ein Schaden an

der Anlage entsteht. Für all diese Anwen-

dungen wählte man den modular aufge-

bauten Routertyp eWon Flexy, der in Ver-

bindung mit dem unmanaged Switch

ETHSW500 die Erweiterung der verfügba-

ren Ports, die Verbindung zum internen

Bilder:Wachendorff Prozesstechnik GmbH & Co. KG

LAN und auch WAN via Mobilfunk ermög-

licht und so die Flexibilität der Craftengine

auch im Bereich der Fernwartung fortsetzt.

Der eWon-Router baut auf Anforderung

eine sichere VPN-Verbindung zum Talk2M-

Serviceportal auf und passiert so Firewall

und Proxyserver. Am anderen Ende stellt

der authentifizierte Benutzer eine sichere

VPN-Verbindung zum Talk2M-Portal her.

Das Portal ist also die Vermittlungsstelle

zwischen den zwei Endpunkten.

Abgesichert heißt ausfallsicher

Die entscheidenden Mehrwerte des On-

line-Serviceportals Talk2M sind die Inte-

gration von IT-Sicherheitsstandards und

Verschlüsselungstechniken in Form von

VPN- und HTTPS-Technologie (SSL, TLS),

sowie umfangreichen Möglichkeiten für

ein zentrales Benutzer- und Gerätemana-

gement. Hierbei sind keine Änderungen

der Sicherheitseinstellungen des IT-Netz-

werks erforderlich, denn die Kommunika-

tion erfolgt bei ausgehenden Verbindun-

gen über normalerweise sowieso freige-

gebene Standard-Ports. Mit Hilfe des

eWon Flexy und des Web-HMI-Dienstes

M2Web von Talk2M ist Dr. Tim Hamacher

mit seinem Team nun in der Lage, auf die

Visualisierung der Steuerung und die

Daten der angeschlossenen internen

Netzwerkteilnehmer mit jedem beliebi-

gem Endgerät mit Web-Browser zuzugrei-

fen. So können sich die Servicetechniker

schnell einen Überblick verschaffen und

mit Rat und Tat helfen – selbst, wenn sie

gerade am anderen Ende der Welt unter-

wegs sind. Mit Hilfe der Software eCat-

cher kann sich der Servicetechniker direkt

mit der Steuerung verbinden und das Pro-

gramm anpassen. Die Umrichter werden

über eine CAN-Schnittstelle angespro-

chen. Zur Kontrolle und Sicherheit ist jeder

Umrichter zusätzlich über einen Industrial

Ethernet Switch von Wachendorff an das

Anlagen-interne lokale Netzwerk (LAN)

angebunden. Die Industrial Ethernet Swit-

ches von Wachendorff sind besonders ro-

bust und wurden speziell für industrielle

Umgebungen entwickelt. Unterschiedliche

Varianten und Ausführungen von Ethernet

Media Convertern mit zwei Ports bis zu

Switches mit neun Anschlussmöglichkei-

ten – wahlweise als

Kombination aus

RJ45- und Fiber-

Ports – stehen im

Bereich der unma-

naged Switches zur

Verfügung. Die DIN-

Hutschienen-Swit-

ches mit IP30 und

Fast Ethernet bieten

in diesem Fall die

Basis für eine Kom-

munikation über In-

dustrial-Ethernet.

Auch im Schalt-

schrank der Anlage,

an der in der Werk-

statt gerade die

letzten Handgriffe vorgenommen wer-

den, sind ein Router und ein Switch von

Wachendorff zu finden. „Wir sind sehr

glücklich über die leistungsfähigen Pro-

dukte und den sehr guten und kompe-

tenten Support“, schildert Tim Hamacher,

der gerade noch ein paar Tests vornimmt,

bevor auch diese Craftengine ihre Reise

um den halben Globus antreten wird. Für

die Zukunft steht sowohl eine Aufzeich-

nung der Anlagendaten und ein umfas-

sendes Alarm-Management auf dem Plan,

um damit weitere Anlagenoptimierungen

und auch die vorausschauende Wartung

zur Routine werden zu lassen. Funktio-

nen, die sich mit der Kombination aus

Router und dem Portal leicht einrichten

lassen. In der Werkstatt stehen neben

den kompakten 10kW Maschinen auch

neu entwickelte Powerpacks, die bis zu

40kW liefern können. Und das ist noch

nicht das Ende der Fahnenstange: So will

man mit weiteren industriellen Partnern

große Mehrzylindermotoren bauen, um

irgendwann auch Leistungen im dreistel-

ligen Kilowatt zu erzielen. ■

Der Autor Helmut Halmburger ist

Produktmanager Industrielle Kommunikation

bei der Wachendorff

Prozesstechnik GmbH & Co. KG.

www.wachendorff-prozesstechnik.de

| FERNWIRKEN UND FERNWARTEN


Dieses Bild zeigt den Prüfstand, in dem der Kolbenexpander auf Herz und Nieren getestet und optimiert wird.

ABWÄRMEVERSTROMUNG

Die Steuerung für das Craftengine: Mit dabei sind Fernwartungsrouter und Switche. Ohne Fernwartung wird erst gar nichts ausgeliefert.


Viele Anwendungen, die Mobilfunkverbindun-gen nutzen, befinden sich an abgelegenenOrten. Die Anfahrt, um den Mobilfunkrouterzu tauschen, ist oft teurer als die Anschaffungder neuen Komponenten.

KKonkrete Aussagen zu finden, ab

wann 3G nicht mehr zur Verfügung

steht, ist derzeit nicht ganz einfach.

Ein Abschnitt in den AGBs der Deutschen

Telekom besagt: „Die dort aufgeführte

Netztechnologie 3G (UMTS (Universal Mo-

bile Telecommunications System) und

HSPA (High Speed Packet Access) im Mo-

bilfunknetz der Telekom ist – vorbehaltlich

einer Verlängerung – nur bis zum 31.12.2020

verfügbar.“ Einige UMTS-Frequenzen der

Telekom laufen 2020 definitiv aus und wer-

den neu vergeben. Vodafone hat angekün-

digt UMTS europaweit zwischen 2020 und

2021 abzuschalten. Die Telefonica (O2) hat

sich diesbezüglich noch nicht geäußert.

2100MHz wird derzeit bei der Telekom in-

tensiv für eine LTE-Nutzung getestet, da

dieser Standard neben dem 5G-Netz wei-

terhin verfügbar sein wird.

Die Frage nach dem Wann

Auch wenn es bei den Anbietern noch

keine finale Aussage gibt, wann die 3G-

Technologie endgültig abgestellt wird,

sollte ein Umstieg in Betracht gezogen

werden. Denn die Kommunikationsanbie-

ter sind damit beschäftigt, die Netze für

LTE und 5G weiter auszubauen und wer-

den für die Pflege der Infrastruktur von 2G

oder 3G wohl kaum noch Aufwand betrei-

ben. Zukunftssicher ist man mit diesen

Netzen also nicht. Außerdem befinden sich

Anlagenteile, die per Fernwartung über-

wacht werden, meist an sehr abgelegenen

Orten. Wenn die Anlage wie geplant läuft,

kommt dort vielleicht einmal pro Jahr ein

Mitarbeiter vorbei, um nach dem Rechten

zu sehen. Dabei ist die Anreise oft zeitauf-

wändig. Müssen in einer solchen Anlage

Komponenten getauscht werden, können

die Kosten für Anreise und Austausch der

Komponenten die eigentlichen Anschaf-

fungskosten deutlich übersteigen. Ist die

Notwendigkeit also absehbar, sollte der

Tausch frühzeitig geplant werden, um ihn

im Zuge einer ohnehin geplanten Instand-

haltung vorzunehmen und damit Kosten

zu sparen. Das gilt auch im Zusammenhang

mit der Abkündigung von 3G.

Fallback auf 2G

Die Abschaltung betrifft derzeit 3G-

Netze, die deutschlandweit nie flächen-

deckend zur Verfügung standen. Somit

sehen auch die meisten Modems und

Router mit UMTS einen automatischen

Fallback auf 2G vor. Daher nehmen man-

che Anwender die bevorstehende Ab-

kündigung entspannt. Jos Zenner, Ge-

schäftsführer der Welotec GmbH warnt

jedoch: „Sich auf den automatischen Fall-

back zu verlassen ist eine trügerische Si-

cherheit. In zahlreichen Kommunikations-

netzen laufen bereits viele Systeme auf

2G. Kommen durch den Fallback weitere

dazu, kann es leicht zur Überlastung ein-

zelner Zellen kommen und die gesamte

Kommunikation darunter leiden oder gar

komplett ausfallen.“ Da auslaufende Fre-

quenzen für andere Standards vergeben

werden, steht zudem künftig für 2G ein

kleineres Frequenzspektrum zur Verfü-

gung. In anderen Ländern könnte diese

Fallback-Strategie generell problema-

tisch werden. In der Schweiz hat bei-

Mobilfunktechnik hat sich in den letzten Jahren rasant

entwickelt. Mehr Bandbreite und höhere Datenraten

lautete dabei die Devise. Beim industriellen Fernwir-

ken sind jedoch nach wie vor Modems und Router im

Einsatz, die auf den 2G- oder 3G-Standard setzen. In

absehbarer Zeit werden diese Kommunikationsnetze

jedoch abgeschaltet.


Wenn das ganze Netz offline geht

Funktechnik umrüsten

FERNWIRKEN UND FERNWARTEN | FUNKÜBERTRAGUNG

Bild

: Wel

otec

Gm

bH

spielsweise der zweitgrößte Netzbetreiber ange-

kündigt, 2G bereits Ende 2018 einzustellen.

LTE als Lösung

Geht es jedoch darum, in Zukunftssichere Lösungen

zu investieren, scheuen viele Unternehmen die Kos-

ten und fragen sich, ob moderne Kommunikations-

standards für ihre Anwendungen nicht überdimen-

sioniert sind. Eine Lösung lautet LTE. Nach derzeiti-

gem Planungsstand wird LTE teilweise in den 5G-

Standard eingehen und ist damit zukunftssicher.

Technisch gesehen handelt es sich dabei nicht um

einen einzigen Standard, sondern um mehrere. Mit

LTE Cat. 1 beziehungsweise LTE Cat. M1 steht Anwen-

dern aus dieser Sammlung ein Standard zur Verfü-

gung, der nicht nur von den Datenraten, sondern

auch bei Anschaffungs- und Datenübertragungskos-

ten im Bereich von UMTS liegt. Für den Umstieg gilt

es jedoch zu bedenken, dass viele Geräte, die 2G-

oder 3G zur Kommunikation nutzen, bereits seit

etwa 2004 im Einsatz sind. Sie entsprechen somit

nicht mehr dem aktuellen Stand der Technik und sind

nicht für die LTE-Nutzung ausgelegt. Der Umstieg

bringt also auch eine generelle technische Verände-

rung von analoger Wählverbindung auf IP-Netze mit

sich. Der Tausch des Modems oder Routers erfordert

dann in vielen Fällen auch eine Anpassung der ge-

samten nachgeschalteten Anwendung.

Tausch innerhalb zwei Jahren

Die Kommunikationsexperten von Welotec schät-

zen, dass aktuell hunderttausende 2G- bzw. 3G-

Geräte deutschlandweit im industriellen Einsatz

sind, die in den nächsten zwei Jahren ausge-

tauscht werden müssen. Das Unternehmen bietet

Anwendern mit dem TK535L1 eine Alternative zu

UMTS/GPRS-Modems und Routern. „Anfang 2019

werden wir Router mit LTE Cat. 1 serienmäßig im

Sortiment haben”, sagt Zenner.

Zusätzliche Basisstationen notwendig

Das Unternehmen schätzt, dass noch einige Jahre

vergehen, bis 5G in Deutschland flächendeckend ver-

fügbar ist. Die neuen Frequenzen sollen im Frühjahr

2019 versteigert werden. Bis 2022 soll das Netz groß-

flächig ausgebaut werden. Die Technologie nutzt u.a.

hohe Frequenzen, deren Funkwellen sich schlechter

ausbreiten, dafür aber eine bessere Datenübertra-

gungsrate bieten. Daher müssen zusätzliche Basissta-

tionen aufgebaut werden, die per Glasfaser ange-

bunden werden müssen, damit die Datenleitungen,

also das Backbone des Mobilfunknetzes, nicht die

Kommunikationsgeschwindigkeit der Luftschnitt-

stelle einbremsen. Netzbetreiber versprechen u.a.

Bandbreiten von mindestens 100MBit für jedes End-

gerät und Latenzzeiten von 1ms. Network Slicing si-

chert einem Teilnehmer des Mobilfunknetzes jeder-

zeit die benötigten Charakteristika der Verbindung

wie verfügbare Bandbreite, Latenzzeiten zu und er-

möglicht so neue Anwendungen etwa annähernd in

Echtzeit über das Mobilfunknetz. Aber auch zahlrei-

che industrielle Einsatzbereiche werden von den Vor-

teilen der 5G-Technologie profitieren. ■

Die Autoren sind Dennis Kock,

Geschäftsfeldentwicklung

Smart Infrastructure bei Welotec und

Dipl.-Ing. (FH) Nora Crocoll,

Redaktionsbüro Stutensee.

www.welotec.com

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