Maschinendatenerfassung in der Produktion

Maschinendatenerfassung (MDE) bezeichnet das automatisierte Auslesen, Speichern und Auswerten von Daten aus vernetzten Maschinen. Sie ist für viele Betriebe der erste Schritt der Digitalisierung — und zwar nicht, weil sie besonders schwierig wäre, sondern weil alles Weitere darauf steht: Ohne gemessene Werte gibt es nichts zu vergleichen, nichts zu regeln und nichts vorherzusagen.

Der Nutzen entsteht durch Transparenz: Wenn laufend sichtbar ist, was eine Anlage tut, lässt sich die Produktion besser steuern, und Schwachstellen zeigen sich, statt vermutet zu werden.

„Maschinendaten“ fasst alles zusammen, was sich zur Laufzeit aus einer Maschine abrufen lässt. Für die Praxis lohnt eine Unterscheidung, weil beide Arten verschieden gespeichert und verschieden genutzt werden.

Voraussetzung für alles ist eine durchgängige Vernetzung; in der Industrie hat sich dafür die IP-basierte Vernetzung durchgesetzt — über Ethernet, WLAN oder Mobilfunk. Moderne Steuerungen bringen den Netzanschluss mit und müssen nur aktiviert und konfiguriert werden.

Dieselbe Aussage, zwei Wege: neun Abfragen im festen Takt gegenüber zwei Meldungen, die genau bei einer Änderung entstehen.

Wer im festen Takt abfragt, erzeugt Last — auf der Steuerung, im Netz und in der Datenbank — auch dann, wenn sich nichts geändert hat. Wer sich melden lässt, bekommt Einträge nur bei einer Änderung. Für Zustände und Zähler ist das fast immer der bessere Weg; für langsam wandernde Messwerte kann ein fester Takt sinnvoller sein, weil er lückenlose Reihen liefert.

Wird nur für ein Zielsystem erfasst, übernimmt dieses meist auch die Speicherung. Sobald mehrere Systeme dieselben Werte brauchen, ist die zentrale Datenbank der sinnvollere Ort.

Der Aufbau kostet: Vernetzung, gegebenenfalls Erweiterung der Steuerungen, Software und vor allem Arbeitszeit für Planung und Umsetzung. Was dem gegenübersteht, ist selten ein einzelner großer Posten, sondern eine Reihe kleiner:

• manuelle Erfassung entfällt
• Reaktionszeiten sinken, weil die Information sofort vorliegt
• Planung von Personal und Material wird genauer, weil Zeiten und Verbräuche gemessen statt geschätzt sind
• Störungen werden sofort verteilt, statt erst bei der Runde aufzufallen
• Wartungszyklen lassen sich einhalten und perspektivisch vorhersagen
• Auskünfte an Kunden werden belastbarer, etwa zu Lieferzeiten

Eine vernetzte Maschine ist angreifbarer als eine nicht vernetzte. Das ist kein Argument gegen die Vernetzung, sondern eines für zwei Vorkehrungen, die von Anfang an mitgeplant gehören:

Netztrennung. Klar unterscheiden, welche Netzbereiche es gibt, wie sie verbunden sind und welche Kommunikation zwischen ihnen erlaubt ist — umgesetzt mit einer Firewall. Für Produktionsnetze gibt es Lösungen, die zusätzlich einzelne Inseln gegeneinander abschotten; geöffnet wird nur, was die Erfassung braucht, und nur für bestimmte Clients.

Zertifikate. OPC UA hat Sicherheit als Standardanforderung umgesetzt: verschlüsselte Übertragung und ein Zertifikatsaustausch zwischen Client und Server. Ältere Protokolle stammen aus einer Zeit, in der das keine Rolle spielte — dort trägt die Absicherung das Netz, nicht das Protokoll.

connubes liest die Werte an der Quelle ab — über OPC UA, MQTT, direkt aus Steuerungsfamilien oder über ein Script, wo es kein Standard-Plug-in gibt — und legt sie dort ab, wo sie gebraucht werden: in der Datenbank, im MES, im ERP oder in der Cloud. Konfiguriert wird per Drag & Drop; welche Systeme heute angebunden werden können, steht auf der Plug-in-Übersicht.