25 Jahre TIA Ohne Daten geht nichts

Von Silvano Böni

Digitalisierung und Automatisierung sind die Hebel für die Industrie, um die anstehenden Herausforderungen zu bewältigen. Es gilt, die unendlichen Datenmengen, die in Unternehmen erzeugt werden, sinnvoll zu nutzen – von der Entwicklung bis zur Produktion.

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(Bild: Daniel Ingold)

Was passiert, wenn der Fortschritt nicht schreitet, sondern einen Sprung macht? Ein Blick auf die Epochen der Industrialisierung zeigt: Die Teilnahme an einer «industriellen Revolution» setzt voraus, dass die vorangegangene technische Entwicklungsstufe im Unternehmen vollständig umgesetzt ist. Betriebe, die den Schritt von der Mechanisierung zur Elektrifizierung zu spät oder gar nicht vollzogen, waren «raus» aus dem Wettbewerb. Und war ein Produktionszweig nicht durchgängig elektrifiziert, konnte er nicht automatisiert werden – Automatisierung setzt elektrische Antriebe voraus.

Industrielle Revolution braucht die Durchgängigkeit der etablierten Technik

Aktuell befinden wir uns mitten in der vierten industriellen Revolution, im Übergang zur datengestützten Steuerung und Optimierung der Geschäftsprozesse. Jedem auf Nachhaltigkeit angelegten Unternehmen stellt sich die Frage, wie es die Digitalisierung seiner Prozesse vorbereitet und vollzieht. Der Schlüssel dafür liegt in der Datenverfügbarkeit: Je einfacher der Zugriff auf die Daten der operativen Ebene ist und je valider diese Daten sind, desto effektiver können sie zur Geschäftsoptimierung genutzt werden.

Daten – das Sprungbrett zum digitalen Unternehmen

Datendurchgängigkeit ist das Grundprinzip der Totally Integrated Automation (TIA). Siemens verfolgt diesen integrierten, für den Anwender sehr vorteilhaften Ansatz seit Mitte der 90er-Jahre. Die Durchgängigkeit der Kommunikation und Datenhaltung unter TIA bewirkt heute den nahtlosen und transparenten Zugriff auf alle geschäftsrelevanten Daten der operativen Ebene – ohne Protokollbrüche und offen für Applikationen aller Art. Dies wird erreicht mit konsistenter Datenhaltung, weltweiten Standards wie OPC UA und durchgängig einheitlichen Schnittstellen.

Durchgängigkeit der Totally Integrated Automation befeuert OT/IT-Integration

Die per TIA im Feld gewonnenen Daten werden seit Jahrzehnten für «klassische» Anwendungen genutzt, zum Beispiel zur Zustandsüberwachung oder Track&Trace. Nun stehen diese Daten unmittelbar für die digitale Prozessoptimierung einer auftragsgesteuerten Produktion bereit.

In Unternehmen mit integrierten Automatisierungslösungen erweist sich darum TIAs Daten-Durchgängigkeit als das Bindeglied zwischen der OT (Operational Technology) und IT (Information Technology) – die früher disjunkten Unternehmensbereiche der Operative und der IT konvergieren. Steuerungen, SCADA-Systeme und Edge Computing erfassen, verarbeiten und visualisieren Daten beider Ebenen passend zur jeweiligen Anforderung.

Das vereinfacht viele Geschäftsabläufe: automatisiertes Auftragsmanagement, per Künstlicher Intelligenz (KI) gesteuertes Qualitäts-, Ressourcen- und Energiemanagement sowie neue, datengetriebene Geschäftsmodelle – all das rückt in greifbare Nähe.

Edge Computing: Massendaten werden zu Smart Data für die IT

Die nahtlose Durchgängigkeit von TIA und die daraus resultierenden Daten machen die OT für die IT-Ebene transparent, bis hin zur Nachvollziehbarkeit jedes einzelnen Produkts: Der Produktionsstatus, verwendete Komponenten und Ingredienzen, kritische Soll- und Ist-Parameter des Fertigungsprozesses – all das steht zur Qualitätssteuerung, zur Dokumentation und als Datenbasis zum Beispiel für chargenbezogene Rückrufaktionen zur Verfügung. Hochfrequente Massendaten, die in Rohform von der IT nicht zu bewältigen sind, werden dazu schon im Feld per Edge Computing zu «Smart Data» verdichtet, aufbereitet und konsolidiert. Und: Mit der Hochsprachenprogrammierung für Edge-Geräte halten auch KI-basierte Algorithmen Einzug in die Feldebene. Beispiele hierfür sind die KI-gestützte vorausschauende Wartung (Predictive Maintenance) oder das Akkumulieren der Energieverbrauchswerte auf Edge-Geräten für einen CO2-Footprint zu jedem Produkt. So bleibt dem Anwender auch bei komplexen Aufgabenstellungen die Wahl, ob seine Daten am Standort bleiben oder in der Cloud weiterverarbeitet werden.

TIA ebnet den Weg zum digitalen Unternehmen

Digitalisierung, Virtualisierung, der Einsatz KI-basierter Algorithmen – dies sind absehbare, logisch aufeinander aufbauende Schritte auf dem Weg zur digitalen Fabrik mit autonomer Produktion – dem Hochplateau, auf das die vierte industrielle Revolution zusteuert. TIA erweist sich dabei als breite und tragfähige Basis für das digitale Unternehmen, in dem die reale und die virtuelle Welt verschmelzen. Dabei werden KI-basierte Verfahren zunehmend auch in die Steuer- und Regelkreise der Produktion eingebunden, was die Vernetzung vorantreibt und zu einer «smarten» Automatisierung führt.

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Denken und Handeln in Ökosystemen

Die Dynamik dieses Übergangs zu Industrie 4.0 ist enorm. IoT (Internet of Things), Robotik, KI, IT, Clouds, Big Data, Eco-Systeme: Die Prinzipien, Techniken und Strategien der Digitalisierung werden von vielen Unternehmen bemerkenswert rasch ein- und umgesetzt. Das Spiegeln der Prozesse in der Virtualität und die zunehmende Präsenz intelligenter Algorithmen im Feld prägen dabei die Anforderungen an die Industrieautomatisierung.

Mit dem abgestimmten Zusammenspiel aller Komponenten, Kompetenzen und digitalisierten Workflows in Simulation und Engineering ebnet TIA den Weg in die digitale Transformation. Denn: TIA-basierte Automatisierungslösungen beruhen in aller Regel auf einem skalierbaren Portfolio vordefinierter «Bundles» aus Hard- und Software-Komponenten sowie Service-Angeboten. Diese «Bundles» dienen als Ausgangspunkt des konkreten Projekts, was für den Anwender dessen Komplexität deutlich reduziert. Per «Co-Creation», dem gemeinschaftlichen Forschen und Entwickeln mit Kunden, Start-ups und Universitäten, wird dieses Prinzip nun für zukünftige Technologien erweitert. Dabei fliessen die Ergebnisse branchentypischer Digitalisierungsprojekte in standardisierter und qualitätsgesicherter Form in das bestehende TIA-Portfolio ein.

Die frühzeitige Integration kommender Innovationen, die Co-Creation mit technologisch führenden Akteuren in den einzelnen Branchen – all das lässt TIA weiter wachsen und schafft ein Automatisierungssystem mit maximaler Zukunftssicherheit. Die kontinuierliche Erweiterung in IT-basierte, offene Ökosysteme erschliesst neue Potenziale, beschleunigt Innovationszyklen, erhöht Flexibilität und Adaptabilität und hilft so, neue Geschäftsmodelle zu etablieren.

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