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Horizontale und vertikale Integration in einer Smart Factory

horizontal vertical integration

 

Industrie 4.0: Vernetzung, Kommunikation und Effizienz

Dank Industrie 4.0 können Hersteller flexibler produzieren, schneller reagieren und ihre Effizienz steigern – bei minimalem Ressourcenverbrauch. Das Internet wurde einst erfunden, um die Kapazitäten von Großrechnern besser nutzen zu können. Auch heute mit dem Internet der Dinge (IoT) sind die Vernetzung und die damit mögliche Integration immer noch wichtige Faktoren für mehr Effizienz. Zum Beispiel bei der Korrelation von Produktionsdaten aus verschiedenen Quellen innerhalb eines Fertigungsbetriebs. Zwei der wichtigsten Faktoren für die Produktion in einer Smart Factory sind die horizontale und die vertikale Integration.

 

Mit horizontaler Integration ist die Vernetzung einzelner Maschinen, Anlagen oder Produktionseinheiten gemeint. Vertikale Integrationsnetzwerke gehen über die traditionellen Hierarchieebenen in der Fertigung hinaus und reichen vom Sensor bis ins Management des Unternehmens.

 

Mit der horizontalen Integration wird im Wesentlichen sichergestellt, dass Maschinen, IoT-Geräte und technische Prozesse nahtlos zusammenarbeiten. Die vertikale Integration hingegen ermöglicht die Nutzung von Produktionsdaten für Geschäfts-, Personal- und andere Entscheidungen, indem sie die Kommunikation zwischen dem horizontal integrierten Produktionsnetzwerk und anderen Systemen wie Enterprise Resource Planning (ERP) erleichtert.

 

 

Herausforderungen von Herstellern bei der horizontalen und vertikalen Integration

In der vernetzten Smart Factory sorgt die horizontale Integration dafür, dass Maschinen, IoT-Geräte und technische Prozesse nahtlos zusammenarbeiten. Mit der vertikalen Integration wird sichergestellt, dass Produktionsdaten auf höheren Organisationsebenen für Marketing-, Personal- und andere Entscheidungen genutzt werden.

 

Obwohl durch diese beiden Integrationsformen die Industrie 4.0-Produktion optimiert und intelligentere Geschäftsentscheidungen getroffen werden können, ist der Übergang oft mit Herausforderungen verbunden:

  • Mangelnde Konnektivität: Die horizontale Integration setzt voraus, dass ein Betrieb über Geräte und Software verfügt, mit denen Produktionsdaten gesammelt und diese Daten mit anderen Systemen ausgetauscht werden können. Für die Integration müssen Sie entweder neue IoT-fähige Anlagen kaufen oder vorhandene umrüsten, um die Kompatibilität sicherzustellen. Zu den Strategien für IoT-fähige Altsysteme gehören die Nachrüstung mit Sensoren und die Anbindung von speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) an das Internet mithilfe von Konvertern. 
  • Wissenssilos: Sogenannte Wissenssilos entstehen, wenn die verschiedenen Informationssysteme einer Fabrik untereinander keine Daten austauschen können und Informationen in einem Maschinen-, Prozess- oder Organisationsbereich isoliert werden. Wenn Ihre Architektur bereits kompatibel und relativ neu ist, können Sie Wissenssilos oft beseitigen, indem Sie bestehende Systeme integrieren und so konfigurieren, dass die Daten problemlos ausgetauscht werden. In anderen Fällen müssen Sie sich unter Umständen mit inkompatiblen Architekturen auseinandersetzen, bevor Produktionsdaten mit dem übrigen Unternehmen ausgetauscht werden können.
  • Anlagenmanagement: Nachdem Sie Maschinen, Datensysteme und Geräte in die Smart Factory integriert haben, müssen Sie diese Anlagen verwalten, damit ihre Sicherheit und Produktivität gewährleistet sind. Die Implementierung einer kontinuierlichen Netzwerküberwachung und die Auswahl von Industriesoftware mit umfassenden Sicherheitsfunktionen können beim Anlagenmanagement hilfreich sein.
  • Supply Chain Management: Damit sich die horizontale und vertikale Integration auf die Ressourceneffizienz auswirken, muss das Supply Chain Management in das Netzwerk einbezogen werden. Ob bei der Vernetzung mit externen Lieferanten oder bei der Integration der internen Lieferkette: Hersteller brauchen datengesteuerte Technologien, um eine reibungslose Zusammenarbeit und eine fundierte Entscheidungsfindung gewährleisten zu können.
  • Größenvorteile: Verschiedene Fertigungsbereiche müssen individuell horizontal und vertikal integriert werden. Umfragen haben gezeigt, dass kleine und mittlere Unternehmen durchschnittlich 250.000 US-Dollar für die Implementierung von Smart-Factory-Technologie ausgeben – große Unternehmen wahrscheinlich noch mehr. Aufgrund der fehlenden Größenvorteile müssen die Hersteller umfassend in Technologien wie neue Software für die Planung, Steuerung, Visualisierung und Auswertung der Betriebsleistung investieren. Diese Investitionen zahlen sich jedoch in der Regel aus, da die Integration eine kostengünstigere Produktion, ein konsolidiertes Management sowie niedrigere Fixkosten zur Folge hat.

 

 

Horizontale Integration mit zenon

In einer typischen Fertigungsumgebung müssen im Rahmen der horizontalen Integration viele Arten von Geräten vernetzt werden. Als hardwareunabhängiges System vereinfacht die Softwareplattform zenon von COPA-DATA die Anbindung unterschiedlicher Maschinen an ein bestehendes System und bietet zudem eine Vielzahl wichtiger Funktionen:

 

  • Mehr als 300 native Kommunikationsprotokolle
  • Mehrprojektverwaltung
  • Client-/Server- bzw. Server-/Client-Topologie
  • straton Binding
  • Application Programming Interface (API)

 

Der weltweit tätige Verpackungshersteller Sidel nutzte zenon beispielsweise, um verschiedene SPS-Systeme unabhängig von Hardware und Betriebssystem in eine zentrale Plattform zu integrieren und so die Verwaltungseffizienz deutlich zu erhöhen.

 

Vertikale Integration mit zenon

Die vertikale Integration schafft eine Verbindung zwischen der Produktion und anderen Bereichen einer Fertigungsorganisation. Im Wesentlichen erfolgt dabei eine Vernetzung über die traditionellen Hierarchieebenen der Fertigung hinaus – vom Sensor bis zur Entscheidungsebene des Unternehmens.

 

Mit anwenderfreundlichen grafischen Oberflächen und flexiblen Berichtstools ist zenon von COPA-DATA ideal für die vertikale Integration und liefert unterstützende Elemente wie:

  • Mehr als 300 native Kommunikationsprotokolle
  • ERP-Schnittstelle (SAP ERP, Microsoft Dynamics usw.)
  • SQL-Server-Schnittstelle
  • Web-Server oder HTML5 Web Engine
  • zenon Service Grid
  • Everywhere Server (Smartphone-App)
  • Cloud-Integration

Die SKAN AG, ein Hersteller von pharmazeutischer Ausrüstung, wählte zenon als einheitliche Schnittstelle für die Anbindung von Sensoren an die MES- und ERP-Ebene und profitiert seitdem von verbesserten Geschäftsentscheidungen.

 

COPA-DATA – Ihr Partner für die horizontale und vertikale Integration

Die horizontale und vertikale Integration in einer Smart Factory stellt für viele Unternehmen eine Herausforderung dar. zenon hilft Ihnen, Schwierigkeiten bei der Integration zu überwinden und von den Entwicklungen der Industrie 4.0 und Produktion 4.0 zu profitieren. Die hardwareunabhängige Softwareplattform fügt sich nicht zuletzt dank einer anwenderfreundlichen grafischen Oberfläche und umfassenden Sicherheitsfunktionen problemlos in Ihre bestehenden Produktionsanlagen ein.

 

COPA-DATA unterstützt Sie bei Ihren Projekten und bietet Lösungen, die auf Ihre individuellen Anforderungen zugeschnitten sind. Wenn Sie mehr erfahren möchten, nehmen Sie noch heute Kontakt zu uns auf.


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