Industrielles Ethernet verändert Fertigung und Logistik

Christian Angerer: "Konnektivität bei IoT erfordert sehr widerstandsfähige Switches, die für den Einsatz in einer industriellen Umgebung geeignet sind." Christian Angerer: "Konnektivität bei IoT erfordert sehr widerstandsfähige Switches, die für den Einsatz in einer industriellen Umgebung geeignet sind." Foto: ALE

Der Einsatz moderner Kommunikationstechnologien in der Fertigung und Logistik – von der Robotik bis zum IoT – kann dazu führen, dass die Infrastruktur zum Hindernis auf dem Weg zu höchster Effizienz und Interoperabilität wird. Deshalb treiben die Fertigungsindustrie und die Logistikbranche gemeinsam die Einführung eines einheitlichen Ethernet-basierten Standards für die industrielle Kommunikation voran. Sind aber die Netzwerkingenieure auf die einzigartigen Herausforderungen vorbereitet, die mit dem sicheren Betrieb eines industriellen Ethernets einhergehen? Christian Angerer, Account Manager Manufacturing & Data Solutions bei ALE Austria GmbH, beleuchtet die wesentlichen Probleme eines effektiven Einsatzes von industriellem Ethernet – von der Interoperabilität bis zur Sicherheit.

Das Ethernet bietet als einzige Technologie eine einheitliche Kommunikationsmethode, die alle operativen Bereiche von der Fertigung über das Back-Office bis zur Verwaltung miteinander verknüpft. Die Flexibilität des Ethernets, das zahlreiche Datenformate unterstützt, verhindert Kommunikationsausfälle zwischen der steigenden Zahl unterschiedlichster Endgeräte, von Überwachungssensoren bis zu automatischen Produktionsmaschinen.

In dem Maße, in dem das IoT und die Robotik in der Fertigung zunehmend alltäglich werden, müssen alle Endgeräte miteinander verbunden werden. Diese Konnektivität erfordert sehr widerstandsfähige Switches, die für den Einsatz in einer industriellen Umgebung geeignet sind.

Neue Switches liefern die Antwort: Schnelligkeit
Der Fertigungsprozess ist nur so schnell wie seine langsamste Komponente, und so sollte es höchste Priorität haben, maximale Interoperabilität und Effizienz der Endgeräte sicherzustellen. Denn nur mit schneller und zuverlässiger Konnektivität können alle Aspekte des Lagers oder des Produktionsbetriebs miteinander verknüpft und der weit verbreitete Einsatz von Robotern und Automatisierung in der Fertigungsindustrie unterstützt werden.

In der modernen Fabrik- oder Lagerhalle sollten LAN-Switches mit einer Ethernet-Konnektivität von 10 Gigabit eingesetzt werden. Sie stellen schnellen Datentransfer zwischen einer großen Zahl von Endgeräten bereit und helfen, Engpässe zu vermeiden. Moderne Switches arbeiten mit Power over Ethernet (PoE), sodass kleine industrielle Geräte wie Sensoren, WLAN Access Points und Kameras auch in isolierten Bereichen eingesetzt werden können.

Für industrielle Umgebungen geeignet
Wir müssen auch an die „Gesundheit“ der Netzwerk-Infrastruktur denken. Damit der Betrieb störungsfrei laufen kann, muss die Hardware den auftretenden Belastungen gewachsen sein. Switches und Access Points, die in der Fabrik oder im Lager installiert werden, sollten besonders widerstandsfähig sein und auch unter schwierigen Bedingungen einwandfrei funktionieren. Mit Feuchtigkeit, Staub, extremen Temperaturen und Vibrationen wird kommerzielle Hardware, die für den Einsatz in Büros entwickelt wurde, nicht gut fertig. Die neue Generation besonders widerstandsfähiger Switches für den industriellen Einsatz kann Temperaturen von bis zu 75° C und elektromagnetischen Interferenzen standhalten.

Intelligent Fabric sorgt für Agilität und Skalierbarkeit
Die Agilität des Netzwerks ist ebenfalls entscheidend, denn sie ermöglicht es, den automatisierten Betrieb nach Bedarf zu skalieren.

Neue Entwicklungen im Intelligent-Fabric-Networking verkürzen die Installationszeit für jedes neue Endgerät im Netzwerk – egal, ob es sich um automatische Maschinen oder Wearables der Mitarbeiter handelt. Mit dem schnellen Onboarding von neuen Endgeräten werden Zeit und Aufwand für die Einrichtung der Geräte am Arbeitsplatz erheblich reduziert. Gleichzeitig reduziert das Gruppieren von Endgeräten mit gleichen Policies das Risiko von Ausfällen durch mangelnde Interoperabilität.

Berücksichtigt man außerdem die Selbstheilungsfunktion bei Betriebsunterbrechungen, werden die Vorteile eines Netzwerks mit Ethernet-Fabric erst recht deutlich – denn ein Produktionsausfall infolge von Netzwerkstörungen kann mit erheblichen Kosten verbunden sein.

Gestaffeltes Sicherheitskonzept
Angesichts der Gefahren durch das Eindringen in Datenbanken, Informationsdiebstahl und andere bösartige Angriffe sind solide Sicherheitsfunktionen von entscheidender Bedeutung für das industrielle Netzwerk. Als Ergänzung zu den herkömmlichen Sicherheitsmaßnahmen wie Firewall und Authentifizierung ist es nun auch möglich, mit „Defence in Depth“ ein über alle Netzwerkebenen gestaffeltes Sicherheitskonzept zu realisieren. So bietet beispielsweise CodeGuardian eine technologische Absicherung gegen Netzwerkangriffe, indem es die Sicherheit auf Hardware-Ebene gewährleistet. Switches und Routers an der Peripherie des Netzwerks stellen eine weitere Schutzschicht bereit, indem sie mit Deep Packet Inspection helfen, Policies durchzusetzen und Anomalien im Netzverkehr aufzuspüren.

Idealerweise sollten Netzwerkingenieure nicht nur nach Angriffen Ausschau halten, sondern auch in der Lage sein, potenzielle Engpässe im Netzwerk zu identifizieren und zu beheben, bevor sie zu Beeinträchtigungen führen. Ein dediziertes Netzwerk-Management-System stellt eine ganze Palette an Management-Tools und detaillierten Analysen bereit, mit denen Unternehmen durch schlanken IT-Betrieb die Kosten senken, die Effizienz erhöhen und alle Aspekte der Netzwerksicherheit im Auge behalten können.

Sicherheit? Teil des Netzwerk-Services
Am Arbeitsplatz kann das schnelle Reagieren auf einen Zwischenfall oder einen Unfall Leben retten. Automatische Alarme und Notfall-Benachrichtigungen, mit denen Vorarbeiter oder Vorgesetzte bei Feuer oder Verletzung eines Mitarbeiters alarmiert werden, können in das Netzwerk integriert werden.

Ein generelles Alarmsystem, das die richtigen Menschen zur richtigen Zeit benachrichtig, kann mit anderen Sicherheitssystemen wie Überwachungskameras und biometrischen Erkennungssystemen zusammengefasst werden, um Rundumschutz zu bieten. Dabei sollte es auch detaillierte Sicherheitsberichte und ein Logbuch von Zwischenfällen bieten, mit denen Gesundheits- und Sicherheitsexperten potenzielle Risiken identifizieren und durch entsprechende Präventivmaßnahmen verringern können.

Nach oben

Videos