Die Welt der Industrie wird durch das Internet nachhaltig umgestaltet. Durch das Internet der Dinge (IoT) entsteht derzeit erstmals ein Netzwerk für die Kommunikation zwischen Maschinen. Die Vorteile dieser Technologie werden von der Industrie bereits intensiv genutzt.
Eines der Ergebnisse des Siegeszuges des Internets der Dinge ist die „intelligente Fabrik“. Das industrielle Internet der Dinge (IIoT) ermöglicht, dass Maschinen Daten zu ihrem eigenen Betrieb und Status erfassen und diese dann an das gesamte Netzwerk weitergeben. Durch diese Daten entsteht ein Echtzeitbild, das alle Aspekte einer intelligenten Fabrik abbildet.
Die intelligente Fabrik
Durch die Erfassung und die Weitergabe von Daten sorgt das IIoT dafür, dass eine intelligente Fabrik als einzelne und selbstständige Entität operieren kann. Mit Schwankungen bei der Leistung oder unerwarteten Änderungen der Nachfrage kann zentral umgegangen werden, wodurch die Fabrik äußerst flexibel und reaktionsfähig wird. Dazu kommt, dass die Erfassung von Daten von jeder Maschine frühzeitige Warnungen zu Wartungsproblemen oder Engpässen erlaubt, wodurch potenzielle Probleme schnell identifiziert und bei minimalen Betriebsunterbrechungen behoben werden können.
Für die Betriebsabläufe einer intelligenten Fabrik ist ihre Struktur oder Topologie von entscheidender Bedeutung. Diese Struktur kann als eine Reihe von Ebenen beschrieben werden, deren oberste die „Enterprise“-Schicht ist. In dieser Ebene befinden sich alle Systeme, die die Geschäftsabläufe bereitstellen und steuern, von Vertrieb und Marketing bis zu Logistik und Wartung. Hier finden alle Steuerungsvorgänge für das Unternehmen statt.
Unter der „Enterprise“-Ebene befindet sich die Steuerungsebene. Diese enthält die Systeme, die die Anforderungen von der Enterprise-Ebene erhält und sie in Arbeitspläne umsetzt und so dafür sorgt, dass sich alle Rohmaterialien an den richtigen Orten befinden und alle handelnden Personen bereit sind.
Die unterste Ebene ist die der Geräte – der Fabrikbereich, in dem alle Maschinen operieren. In Fabriken vor dem IIoT wurden alle diese Maschinen lokal gesteuert. Ausgebildete Bediener sorgten dafür, dass die Prozesse reibungslos abliefen, und hatten dabei wenig Interaktionen mit anderen Teilen des Gesamtablaufs.
Das Neue Rohmaterial
Das IIoT verbindet alle diese Maschinen auf der Geräteebene und sorgt dafür, dass sie ihre Daten miteinander und mit den darüber liegenden Ebenen des Unternehmens austauschen. Auf diese Weise werden Informationen, neben Rohmaterialien wie Stahl und Kunststoff, zu kritischen Ressourcen für den Betrieb einer intelligenten Fabrik.
Auch die Maschinen auf der Geräteebene entwickeln sich weiter. Die zunehmende Nutzung von Robotertechnologien in Fabriken ist ein weiterer Grund für die stets weitergehende Digitalisierung in der Fertigungsindustrie. Dies führte zu einer weiteren Innovation im Bereich der intelligenten Fabrik, dem „Edge Computing“.
Für datenintensive Anwendungen wie die Robotik bietet das Edge Computing die Möglichkeiten, Daten näher an den Orten zu speichern und zu verarbeiten, an denen sie erfasst werden. Da IoT-fähige Geräte immer verbreiteter werden, müssen sich ihre Nutzer der Herausforderung stellen, mit den von diesen erzeugten riesigen Datenmengen sinnvoll umzugehen. Durch die Verkürzung der Distanz zwischen den Quellen der Daten und dem Ort ihrer Verarbeitung können Benutzer die durch die Übertragung von Daten über große Entfernungen hinweg entstehenden Verzögerungen (die „Latenz“) verringern. Dies ist besonders für Anwendungen wichtig, die in Echtzeit agieren müssen, und erlaubt den Nutzern die Senkung der Kosten für zentralisierte oder cloudbasierte Server.
Konnektivität unter schwierigen Bedingungen
Die zunehmende Verbreitung von Edge Computing-Geräten zeigt, dass ausgeklügelte Elektronik mittlerweile in Fabriken angekommen ist. Industrielle Umgebungen sind von schwierigen Bedingungen geprägt, von denen gefährliche Atmosphären, aggressive Chemikalien und schädliche Abfallprodukte nur einige sind. Selbst Branchen, in denen es auf sterile Umgebungen ankommt, etwa die Lebensmittel- oder die Pharmaindustrie, nutzen Maschinen, die im Betrieb Hitze und Vibrationen erzeugen. Es ist sehr wichtig, dass die Konstrukteure solcher Maschinen bei der Auswahl der Komponenten diese Bedingungen berücksichtigen.
Die Molex Squba-Steckverbinderserie wurde speziell für abgedichtete Anschlüsse unter äußerst widrigen industriellen Bedingungen entwickelt. Mit einem Nennstrom von bis zu 14,0 A, einem kompakten Design und einer Dichtung gemäß IP68 ist die Squba-Serie ideal für Elektroanwendungen in Fabriken geeignet, auch für die neuesten Industrieroboter.
Eine weitere Anforderung in der intelligenten Fabrik ist die äußerst schnelle Datenkommunikation. Da ist es sehr günstig, dass die Zunahme der IoT-Anwendungen mit der Einführung der drahtlosen 5G-Technologie zusammenfällt, was völlig neue und äußerst flexible Konzepte für die Netzwerke in intelligenten Fabriken ermöglicht. Molex fertigt eine Reihe hochleistungsfähiger und präziser RF-Steckverbinder sowie PCB-montierte Antennenlösungen, die die Entwicklung einer breiten Palette elektronischer Gerätschaften mit integrierter 5G-Konnektivität ermöglichen.
Das IIoT ermöglicht völlig neue Arbeitsverfahren in der Fertigungsindustrie. Es wird erwartet, dass der Markt für die intelligente Fabrik und die dafür gedachten Geräte in den nächsten Jahren weiterhin mit einer jährlichen Rate von mehr als 9 % wachsen wird.1 Diese faszinierende Technologie ermöglicht damit alten und neuen Anwendern die Nutzung völlig neuer Möglichkeiten und Chancen. Mit elektronischen Komponenten von Arrow und Molex sind sie bestens für diese neue industrielle Revolution ausgestattet.
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