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17.04.1998 - 

IT im Maschinenbau/Teleservice via Internet im Kommen

Java-Applets in der Steuerung erlauben Kontrolle aus der Ferne

Via Internet können Maschinen- und Anlagenbauer ihre Systeme kostengünstiger als bisher weltweit überwachen. Doch stehen diesem bequemen Teleservice häufig noch Performance- und Schnittstellen-Probleme im Wege. In Intranets hingegen laufen bereits einige derartige Anwendungen. Auch sind etliche Maschinensysteme schon mit Internet-Schnittstellen versehen, so zum Beispiel das Maschinensteuersystem M1 der österreichischen Bachmann Electronic.Das System schlägt die Brücke zwischen herkömmlicher speicherprogrammierbarer Steuerung (SPS) und PC-Technik und verfügt serienmäßig über Internet-Anschluß.

Aber auch im Maschinenbau-Unternehmen selbst ist die Internet-Option von Vorteil.Der einfache Zugriff auf alle Maschinen im Prüffeld über das meist schon vorhandene Ethernet kann von allen Abteilungen beispielsweise zur Programmerstellung und -verwaltung oder für die Prozeßtechnik und Qualitätskontrolle genutzt werden.Für den Zugriff reicht ein normaler Internet-Browser.

Jörg Krüger, Gruppenleiter Diagnosetechnik im Bereich Steuerungstechnik des Fraunhofer Instituts Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik (IPK) in Berlin, legt den Schwerpunkt seiner Tätigkeit ebenfalls auf betriebsinterne Intranets."Hier haben wir die notwendige Bandbreite und Sicherheit für komfortables verteiltes Arbeiten", meint der Experte.Im offenen Internet dagegen - so die bisherigen Erfahrungen der Fraunhofer-Forscher - sei die Datenübertragung im Vergleich zu den mit analogen Telefonleitungen oder ISDN-Verbindungen erreichbaren Leistungen aufgrund der hohen Netzbelastung noch unzureichend.

Trotzdem sieht Krüger hier vor allem wegen der extrem geringen Internet-Kosten die Zukunft.Schließlich haben die Berliner IPK-Wissenschaftler bereits umfangreiche Untersuchungen zum Einsatz von Internet-basierten Diagnosetechniken zur Bedienung und Visualisierung an Fertigungssystemen betrieben und ausgewertet.Drei Beispiel-Applikationen, in denen

- die modellgestützte Ferndiagnose elektromechanischer Antriebsstrecken von Maschinen,

- die Ferninbetriebnahme von elektrischen Antrieben sowie

- die bilddatengestützte Montage und Demontage bei der Fehlersuche an Werkzeugmaschinen vorgestellt werden, zeigen die prinzipielle Machbarkeit.Ein öffentlich zugänglicher "Diagnose-Server", an den verschiedene reale Maschinen gekoppelt sind, dient als Demonstrationsplattform.

Während Leitsysteme oder speicherprogrammierbare Steuerungen relativ einfach an das Internet anzubinden sind, gibt es im Mikrocontroller-dominierten Aktor- und Sensorbereich noch Schnittstellen-Probleme.Diese "Embedded Systems", mit denen an Maschinen und Anlagen die Steuerung, Regelung, Meßwerterfassung und -analyse vorgenommen werden, sind meist nicht standardisiert, haben einen vergleichsweise kleinen Speicher und verfügen über rudimentäre Betriebssysteme.

Die IPK-Forscher setzen deshalb auf Java-Applets, die im Speicher eines Automatisierungsgerätes implementiert werden.Die Programmiersprache Java ermöglicht die Erstellung plattformunabhängiger Internet-Anwendungen.Ein PC-basiertes Visualisierungsterminal kann damit auch aus der Ferne auf die Konfigurationsparameter eines Automatisierungsgerätes zugreifen.

"Durch diese Verteilung der Software ist sichergestellt, daß ein Inbetriebnahme-Ingenieur zum Beispiel Komponenten der Maschine oder Anlage ansprechen kann, ohne vorher überprüfen zu müssen, ob ein spezifisches, für den Datenzugriff notwendiges Programm auf seinem Rechner läuft", erläutert Krüger.Außerdem könne er so von jedem anderen an das Internet angeschlossenen Rechner auf die Daten zugreifen, was ein hohes Maß an Standortunabhängigkeit bedeute.

Die Fraunhofer-Experten hoffen auf bereits angekündigte Java-Prozessoren, die sich direkt in Sensor- oder Aktorkomponenten integrieren lassen.Krüger: "Dann können diese Systeme wie ein eigener Web-Server auftreten; über ihre Adresse ließe sich mit jedem Browser beispielsweise die Temperatur ablesen."

Das US-Unternehmen Spyglass Inc. aus Naperville im Bundesstaat Illinois stattet derzeit alle möglichen Geräte mit Web-Funktionalität aus.Sein "Microserver" braucht auf einer Intel-Architektur nur 60 KB Speicher und paßt so auch in die bereits vorhandene Elektronik von Waschmaschinen, Fernsehgeräten oder Kopierern."Ein so ausgestattetes Kopiergerät kann beispielsweise selbständig eine Nachricht an den Servicetechniker des Herstellers schicken, wenn der Toner-Vorrat zur Neige geht", nennt Spyglass-Chef Douglas Colbeth ein mögliches Anwendungsfeld für den Miniatur-Server.Auf der anderen Seite lassen sich aber auch mit jedem normalen Browser Statusinformationen abfragen oder Ferndiagnosen stellen.

Der Chemnitzer Drahtziehmaschinen-Hersteller Herborn & Breitenbach GmbH rüstet seine Anlagen schon seit dem vergangenen Jahr auf Wunsch mit einem Teleservice-System aus.Das "Interaktive Engineering System Maschinenbau" (IESM), das das Chemnitzer Softwarehaus Sigma auf der Basis von Standardhard- und -software entwickelt hat, ist mittlerweile bei mehr als fünfzehn Kunden - unter anderem in Taiwan, Rumänien und der Türkei - installiert."Oft genug stellen sich scheinbar unlösbare Probleme beim Kunden als triviale Fehler heraus, die mit wenigen Handgriffen zu beseitigen sind", resümiert der technische Leiter Stephan Kieselstein.

Diese Teleservice-Lösung besteht aus einem PC-Videokonferenzsystem, verschiedenen Datenbanken und einem Programm, mit dem aus der Ferne direkt auf die Maschinensteuerung zugegriffen werden kann.Ein handelsüblicher Camcorder liefert Nahaufnahmen von Problemzonen an der Maschine, die dann nach Chemnitz übertragen und dort von den Experten beurteilt werden.Schritt für Schritt können sie die Parameter in der Steuerungssoftware verändern und die Reaktion unmittelbar beobachten.Dabei sind sie per Mikrofon und Lautsprecher oder auch per Videobild mit dem Bediener vor Ort verbunden.Die Mehrkosten für diese Ausrüstung liegen bei 15000 bis 20000 Mark, bei einer durchschnittlichen Drahtziehmaschine beispielsweise entspricht dieser Betrag weniger als zehn Prozent des Maschinenwertes.

"Über das Internet läßt sich heute so gut wie jeder Punkt der Erde erreichen", meint Sigma-Geschäftsführer Hans Freitag.Heute werden allerdings aus Performance-Gründen meist noch ISDN oder Satelliten-Verbindungen für die Datenübertragung genutzt.

ANGEKLICKT

Web-Server in Maschinen- und Anlagensteuerungen und die Übertragung der Prozeßdaten über Inter- oder Intranet ermöglichen eine Visualisierung der Vorgänge mit Hilfe eines normalen WWW-Browsers fern vom eigentlichen Standort. Dadurch sind auch Ferndiagnose und -wartung möglich.Allerdings sind vor der Realisierung von funktionsfähigen und kostengünstigen Telewartungssystemen über das Internet noch eine Reihe von Problemen zu lösen.Die meisten Entwickler setzen bei ihren Projekten derzeit auf die Programmiersprache Java.

Teleservice-Initiative von BMBF und VDMA

Gemeinsam mit dem Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA) hat das Bundesforschungsministerium (BMBF) vom Karlsruher Fraunhofer-Institut Systemtechnik und Innovationsforschung (ISI) die Teleservice-Angebote der deutschen Industrie im internationalen Vergleich untersuchen lassen.Im vergangenen Sommer fand ein Kongreß "Mit Teleservice in die Zukunft" statt. "Teleservice hat für den Produktionsstandort Deutschland strategische Bedeutung", betonte Forschungsminister Jürgen Rüttgers.Vor allem kleine und mittlere Maschinenanbieter könnten sich damit neue Marktregionen erschließen, da Servicepersonal vor Ort dann häufig entbehrlich sei.Rüttgers sprach von Einsparmöglichkeiten von 20 bis 30 Prozent der nach dem Verkauf einer Maschine entstehenden Kosten - etwa bei Garantieleistungen.

Auch VDMA-Präsident Berthold Leibinger sieht Chancen: "Da die Differenzierung über das Produkt alleine immer schwerer wird, läßt sich über produktbegleitende Dienstleistungen der Nutzen für die Kunden erhöhen und damit eine längerfristige Kundenbindung erzielen."

Leitfaden

Bereits heute hat der technische Kundendienst mit 240 Milliarden Mark einen Anteil von 16 Prozent am Gesamtumsatz des deutschen Maschinenbaus - Tendenz weiter steigend.Deutsche Firmen - so die VDMA-Untersuchung - seien beim Teleservice weltweit führend."Das vorhandene Know-how konzentriert sich allerdings bisher noch auf einige wenige Unternehmen", bemängelt Forschungsminister Jürgen Rüttgers.Ein im Rahmen der Teleservice-Initiative seines Ministeriums erstellter Leitfaden unterstützt vor allem kleine und mittlere Unternehmen durch praktische Informationen und Erfahrungsberichte beim Einstieg in diese neue Fernwartungs- und -diagnosetechnik.

Wolfgang Müller ist freier Fachjournalist in Düsseldorf.