Zur Rolle offener Plattformen für die Automatisierung bei der OT-IT-Integration

Fragen: Armin Barnitzke und Michael Corban, Konradin Mediengruppe

Inhaltsverzeichnis

1. Plattformen im Überblick
2. Vorteile offener Plattformen
3. Zur Frage der Echtzeit bei der OT-IT-Integration
4. Technische Umsetzung der OT-IT-Integration
5. Offenheit auch zwischen den Plattformen?
6. Hinweis zu Teil 2

KEM Konstruktion|Automation: Was verstehen Sie unter einer „offenen Plattform“?

Thomas Maag (Bosch Rexroth): Unter einer Automatisierungsplattform verstehen wir die Bereitstellung sämtlicher Komponenten inklusive Software und Services auf einer durchgängigen Basis zur Umsetzung vollständiger Automatisierungslösungen. Die Plattform ist darauf ausgerichtet, verschiedene Hard- und Software-Elemente miteinander zu verknüpfen und durch entsprechende standardisierte Schnittstellen eine nahtlose Integration von Automatisierungsfunktionen zu ermöglichen. Die Charakteristika einer solchen Plattform sind Offenheit, Modularität, Skalierbarkeit und die Fähigkeit, die spezifischen Anforderungen verschiedenster Anwendungsbereiche bedarfsgerecht zu erfüllen.

Christian Gabriel (Keba): Ziel jeder Plattform ist es, ein Match-Maker zu sein – eine Basis, um aus eins und eins drei zu machen. Eine Plattform kann auch eine Reihe von Standards oder Regeln definieren, um die Interoperabilität zwischen verschiedenen Systemen oder Komponenten zu ermöglichen. Auf diese Weise kann eine Plattform verschiedene Funktionen bieten wie etwa die Bereitstellung von gemeinsamen Schnittstellen oder Formaten für die Kommunikation, die Vereinfachung der Entwicklung oder des Betriebs von Anwendungen sowie die Erhöhung der Reichweite und damit des Nutzens von Funktionen und Features.

Werner Paulin (Lenze): Unter einer „Plattform“ verstehen wir eine Art „Bodenplatte“, auf der Maschinenbauer ihre eigenen digitalen Dienste aufbauen können – hardware-unabhängig und basierend auf IT-Standards. Sie erfüllt die Sicherheitsanforderungen und Kritikalität von Industrieanlagen und deren Betriebsumgebungen. Die Plattformsoftware, die sich auf Geräten wie Steuerungen, Routern, Zugangspunkten, Gateways und Edge-Computing-Systemen befindet, betrachten wir als Teil einer verteilten IIoT-Plattform. Unsere Open Automation Plattform Nupano ist ein solches Fundament, das Maschinenbauern maximale Freiheit bei der Gestaltung ihrer digitalen Services bietet.

Benjamin Homuth (Phoenix Contact): Eine Plattform ist die Grundlage für offene Systeme und Lösungen. Auf ihrer Basis können Automatisierungsanwendungen aufgebaut werden. Auf der Plattform muss es möglich sein, auf verschiedenen Wegen Komponenten oder Expertise einzubringen, um zu einer Lösung zu gelangen. Die Offenheit und Qualität einer Plattform zeigt sich bei der Verbindung der unterschiedlichen Elemente untereinander, denn es soll am Ende alles miteinander funktionieren – und das mit so wenig Aufwand wie nötig. Daher muss die Plattform möglichst kompatibel zu dem sein, was auf ihr umgesetzt werden soll. Aus diesem Grund haben es proprietäre Ansätze schwerer als Plattformen, die auf Offenheit, Standards und bereits weit verbreiteten Technologien aufsetzen.

Martin Flöer (Weidmüller): Eine Plattform ist im Allgemeinen eine technologische Grundlage. Sie schafft eine Umgebung, auf der verschiedene Anwendungen, Dienste oder Lösungen aufbauen können. Es handelt sich um eine abstrakte Ebene, die dazu dient, Entwicklern oder Nutzern eine konsistente und verlässliche Grundlage zu bieten, um bestimmte Funktionen oder Dienstleistungen zu realisieren. Kernaspekte einer Plattform sind Abstraktion von Details, so dass der Anwender auf höherer Ebene arbeiten kann, ohne sich um die komplexen unterliegenden Prozesse kümmern zu müssen, Integration von Lösungen von verschiedenen Beitragenden inklusive der Förderung der Zusammenarbeit – ein wesentliches Element zum Aufbau von sogenannten Ökosystemen, sowie Use Case Realisierung, Flexibilität und Skalierbarkeit. Für uns besteht ein „Ökosystem“ neben der technischen Kompatibilität und Interoperabilität einzelner Geräte und Anwendungen auch aus dem Zusammenwirken unterschiedlicher Player – Partner, Marktbegleiter, Kunden und Lieferanten.

Plattformen im Überblick

ctrlX Automation (Bosch Rexroth)

Kurzcharakteristik
Die Lösung überwindet die klassischen Grenzen zwischen Maschinensteuerung, IT-Welt und Internet der Dinge. Mit dem echtzeitfähigen Betriebssystem Linux, durchgängig offenen Standards, App-Programmiertechnologie, webbasiertem ‧Engineering und einer umfassenden IoT-Verbindung reduziert ctrlX Automation den Komponenten- und Engineering-Aufwand um 30 bis 50 %. Die Lösung stellt alle Komponenten für komplette Automatisierungslösungen bereit – von Steuerungen über Antriebe und Motoren sowie I/Os bis hin zu Motion-, PLC- und IoT-Funktionalitäten. Mit dem offenen, modularen und skalierbaren System und dem breiten Portfolio an Apps können sowohl einfache Anwendungen als auch komplexe Lösungen umgesetzt werden.

USP nach Angaben des Herstellers
Offenheit und Einfachheit – denn ein Vorteil von ctrlX Automation ist die freie Wahl der Programmiersprache, so dass Anwendende unabhängig von der erlernten Programmiersprache oder (proprietären) Systemen agieren können. Es sind keine speziellen Kenntnisse in der Maschinenautomatisierung mehr nötig. Anwendende können außerdem ihre eigene Software implementieren und über Apps jederzeit Funktionen hinzufügen. Dazu bietet die ctrlX World eine gemeinsame Welt für Anwendende und Partnerunternehmen, die ihre Stärken und Lösungen über Co-Creation einbringen. Dies resultiert in einer vielfältigen Auswahl an Apps im ständig wachsenden ctrlX Store. Und: Das ‧echtzeitfähige, Linux-basierte Betriebssystem ctrlX OS – bisher exklusiv der Steuerung ctrlX Core vorbehalten – steht inzwischen als eigenständige Lösung für industrielle Umgebungen zur Verfügung und ist für den Real-Time-Einsatz von der Feldebene bis in die Cloud einsetzbar.

Kemro X (Keba Industrial Automation)

Kurzcharakteristik
Ziel ist eine einfache Integration von unterschiedlichsten Technologien in Kombination mit den ‧optimierten Technologien aus unserem Haus. Die Lösung bietet dafür die erforderliche flexible Basis, um mit einer Mischung aus Hard- und Software sowie Technologiekomponenten – auch von Drittanbietern – die gewünschte Automatisierungslösung zu realisieren. Dahinter steht die Erkenntnis, dass 3rd-party-Produkte oft ausreichend sind, man dazu aber offen sein muss, diese zu integrieren. Um dies zu erreichen, setzt die Lösung wo möglich ausschließlich auf Standards aus der IT und ermöglicht dann, die Anwendung optimal an die ‧Anforderungen in der Industrie anzupassen. Schwerpunkte liegen auf Echtzeit, Regelungstechnik sowie Stabilität.

USP nach Angaben des Herstellers
Kerngedanke ist, dass der Kunde die Komponenten nutzen sollte, die für seine Anwendung am besten passen und nicht die, welche uns am besten passen würden oder von denen wir am meisten überzeugt sind. Genau hier liegt die Differenzierung – die enge Zusammenarbeit in der Lösungsfindung für den Kunden. Ziel ist immer, gemeinsam eine optimale Lösung zu finden, weswegen wir auch unsere Kunden bei der Integration von 3rd-party-Komponenten unterstützen, falls eines unsere Produkte nicht optimal passt. Der ‧zweite ‧wesentliche ‧Unterschied liegt in der langjährigen Erfahrung als Lösungsanbieter für Robotik, Regelungstechnik, Visualisierung sowie Safety in unterschiedlichen Branchen. Dieses Wissen wird in der Plattform zusammengeführt.

Nupano (Lenze)

Kurzcharakteristik
Ziel der Plattform ist, die Integration jeder auf dem Markt erhältlichen IT-Software zu ermöglichen. Dazu ist Nupano eng mit dem Maschinenpark des Kunden verbunden und ermöglicht es auch Anwendern ohne IT-Kenntnisse, IT-basierte Anwendungen zu implementieren und zu nutzen. Dazu bietet die Lösung Raum für Co-Creation – Anwendungen können gemeinsam getestet sowie Release-Workflows und Lifecycle-Strategien entwickelt werden. Maschinen können so über eine beliebige Anzahl von Versionen hinweg effizient, verfügbar und aktuell gehalten werden. Die Open Automation Platform nutzt offene IT-Standards und standardisierte Programmiersprachen und ermöglicht damit ein cloudbasiertes Maschinen- und App-Management. Über den „digitalen Vertreter“ im Cloud-System gelangen die Softwaremodule über einen Industrie-PC zur Anwendung in der Fläche.

USP nach Angaben des Herstellers
Maschinenbauer werden sich zukünftig durch eigene digitale Services differenzieren, die sie mit öffentlichen Services kombinieren. Dabei profitieren sie auch von der Nupano-Community, in der Partner Ready-to-use-Technologien oder IT-Dienstleistungen anbieten. Nupano unterstützt sie dabei, indem es die Verwaltung dieser Services vereinfacht. Alle Maschinen werden zentral in der Cloud verwaltet und die Plattform sorgt dafür, dass Apps mit den benötigten Konfigurationsdaten für jede Maschine ausgestattet sind. Technisch gesehen besteht Nupano dazu aus drei Komponenten: Erstens der Nupano Cloud Lösung als ‚Software as a Service‘ (SaaS), die vollautomatisch in einem AWS Amazon Elastic Compute Cloud (EC2) Container-Cluster bereitgestellt wird. Zweitens der Nupano Runtime, einer Linux-Anwendung, die auf nahezu beliebiger Hardware laufen kann und drittens Nupano Connect, einem Windows-Dienst, der auf dem Engineering-PC des Nutzers läuft und eine Brücke zwischen der Cloud-Lösung und der Runtime bildet.

PLCnext Technology (Phoenix Contact)

Kurzcharakteristik
Die Lösung bietet Anwendern ein offenes Ecosystem für die Automatisierung. Grundlage ist das PLCnext Runtime-System als offene Plattform. Mit ihr und einem Linux-Betriebssystem lässt sich als Hardware-Plattform PLCnext Control in unterschiedlichen Varianten verwenden. Software-Komponenten können in verschiedenen Programmiersprachen entweder direkt auf dem Betriebssystem installiert, als App verpackt und/oder als Container auf das Gerät gebracht oder in das PLCnext Runtime-System integriert werden. Dieses ermöglicht es über den Execution and Synchronisation Manager (ESM), Code zur Echtzeitausführung zu programmieren. Zudem stellt es dem Programmierer viele Infrastrukturkomponenten (etwa den Global Data Space – GDS) zur Vernetzung der Komponenten untereinander sowie für die Echtzeitkommunikation über unterschiedliche Protokolle zur Verfügung.

USP nach Angaben des Herstellers
Die Community und die technologische Offenheit des Ecosystems machen den Unterschied. Das zeigt sich bei der Kombination von Echtzeit- und Nicht-Echtzeit-Programmierung in unterschiedlichen Programmiersprachen, der Einbindung von Software auf verschiedenen Ebenen bis hin zum Betriebssystem – also der direkten Linux-Programmierung – und der Integrationsmöglichkeit von Software-Komponenten aus dem PLCnext Store. Für die Community wird der Netzwerkeffekt und das Crowd Knowledge sowie der partnerschaftliche Austausch mit Anwendern und Partnern in den Vordergrund gestellt. Darüber hinaus erweist sich die Berücksichtigung der Cybersecurity als Differenzierungsmerkmal. Dies gilt für ein offenes System im Speziellen, denn Phoenix Contact hat die Security von Anfang an mitgedacht und einen vom TÜV zertifizierten Security-Standard implementiert, mit dem PLCnext Technology bereits für die zukünftige Gesetzeslage nach dem Cyber Resiliance Act vorbereitet ist.

u-OS (Weidmüller)

Kurzcharakteristik
Über die Plattform u-OS können Nutzer die Integration von OT und IT auf einer Plattform realisieren. u-OS ist ein Linux-basierendes Betriebssystem für die Edge und Steuerungsebene, welches sowohl auf den Weidmüller-Geräten der u-control Familie als auch in Zukunft auf Fremdsystemen installiert werden kann. Ein weiterer wichtiger Standard, auf dem u-OS basiert, ist die Container-Technologie. Daneben bietet Weidmüller zudem die Cloudplattform easyConnect, mit der man Geräteflotten betreiben und Daten managen kann.
u-OS erfüllt die Anforderungen von Anwendungen im Bereich Industrial IoT in Richtung Security und im Bereich der Automatisierung bzgl. der Echtzeitfähigkeit gleichermaßen.

USP nach Angaben des Herstellers
Die USPs im Zusammenhang mit Plattformen leben nicht nur von der Plattform selbst, sondern auch stark von den Beitragenden. Die Positionierung für u-OS besteht darin, kein eigenständiges Ökosystem zu schaffen, sondern vielmehr bestehende Ökosysteme zu verknüpfen. Auf diese Weise bewahrt der Anwender seine Unabhängigkeit. Gleichzeitig kann er die Vorteile aller Beitragenden und die der Plattform selbst nutzen. Diese steht insbesondere für Technologieoffenheit und Sprachunabhängigkeit. Zu einer guten Automatisierungsplattform gehört aber auch eine industriefähige Hardware. Die muss mit den rauen Umgebungen zurechtkommen und die Anforderungen in Richtung Langzeitverfügbarkeit erfüllen. Mit u-remote und den Steuerungen der u-control Familie steht eben genau eine solche zur Verfügung. Dazu sind die u-control M Steuerungen linksseitig mit Standardschnittstellen ausgestattet, die es zukünftig erlauben, eine Vielzahl von Technologiemodulen zu integrieren und die Plattform auch mit Hardware zu erweitern.

Vorteile offener Plattformen

KEM Konstruktion|Automation: Wo sehen Sie die Vorteile von offenen Plattformen?

Thomas Maag (Bosch Rexroth): Die Vorteile offener Plattformen erstrecken sich über verschiedene Bereiche. Die nahtlose OT/IT-Integration ermöglicht eine effiziente Zusammenarbeit zwischen operativen und informationstechnologischen Systemen. Offene Plattformen fördern die Realisierung von App-Konzepten, da sie eine flexible Umgebung bieten, in der Anwendungen schnell entwickelt und implementiert werden können. Die Hardware-Unabhängigkeit ermöglicht einen flexiblen Einsatz und eine vielseitige Anpassung an unterschiedliche Anforderungen. Zudem eröffnen sich bessere Möglichkeiten zur Zusammenarbeit und Co-Creation. Offene Plattformen wie ctrlX Automation schaffen eine gemeinsame Welt, in der Partnerunternehmen ihre Stärken und Lösungen einbringen können, was zu einer breiten Palette an Apps im ständig wachsenden Ökosystem führt.

Christian Gabriel (Keba): Offene Plattformen in der Automatisierung bieten viele Vorteile für verschiedene Anwendungsbereiche. Sie ermöglichen eine höhere Flexibilität, Interoperabilität und Skalierbarkeit der Systeme, die auf unterschiedlichen Standards und Technologien basieren. Dadurch können die Anwender-Unternehmen den Fokus wieder auf ihre Kernkompetenzen legen – und es ensteht Innovation durch die verbesserte Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Akteuren wie Herstellern, Anwendern, Forschern und Dienstleistern. Offene Plattformen können somit zu einer höheren Effizienz, Qualität und Nachhaltigkeit in der Automatisierung beitragen.

Werner Paulin (Lenze): Um am rasanten Fortschritt der Informationstechnologie zu partizipieren, bedarf es offener Systeme. Sie erlauben es dem Maschinenbauer, sich an Quellen zu bedienen, die für seine Anwendung einen Mehrwert liefern. Konsequent weitergedacht bedeutet Offenheit, hardwareunabhängig zu sein. Maschinenbauer können damit resilienter auf Schwierigkeiten in der Lieferkette und flexibler auf die gegebene IT-Infrastruktur ihrer eigenen Kunden – der Maschinenbetreiber – reagieren.

Benjamin Homuth (Phoenix Contact): Proprietäre Systeme sind immer nur so veränder- und erweiterbar, wie es der Hersteller zulässt. Offene Systeme lassen sich besser an die Anwendung anpassen, erweitern und mit neuen Technologien auf dem neuesten Stand halten. Daher sind offene Systeme zukunftssicherer und besser bei individuellen Gegebenheiten einsetzbar. Diese Eigenschaft ist besonders im Feld der OT-IT-Konvergenz nützlich, da es sich um viele neue Anwendungsszenarien handelt, bei denen „IT-Software“ verwendet werden soll, die schnelleren Entwicklungszyklen unterliegt. Hier kommt die Nutzbarkeit der Container-Technologie auf einer offenen Plattform ins Spiel. Die Besonderheit dabei ist, dass eine Offenheit für alle Container-Formate – sogenannte OCI-Container (Open Container Initiative) – benötigt wird, um unnötige Aufwände bei der Anpassung und eine gewisse Hardware-Unabhängigkeit zum Beispiel beim Einsatz neuer und schnelllebiger Komponenten aus dem Bereich der Open-Source-Software zu vermeiden.

Martin Flöer (Weidmüller): Offene Plattformen schaffen Flexibilität und Zukunftsfähigkeit, da man im Gegensatz zum geschlossenen System nicht auf einen Kontributor angewiesen ist. Die Grundlage hierfür sind die App-Konzepte. Außerdem sind Nutzer – je nach Plattform und Technologien – hardware-unabhängig. Die OT-IT-Integration erfordert, wie es der Name schon andeutet, die Fähigkeit, sich an verschiedene OT-Systeme anzubinden und in unterschiedliche IT-Systeme zu integrieren, hier spielen offene Systeme ihren klaren Vorteil aus. Sie sind außerdem notwendig, um die OT-IT-Integration zu realisieren. Genau in diesem Spannungsfeld haben wir u-OS positioniert.

Zur Frage der Echtzeit bei der OT-IT-Integration

KEM Konstruktion|Automation: Wie lassen sich die teilweise hohen Anforderungen der Automatisierungstechnik (OT) mit der IT-Welt verbinden – OT-Echtzeit und IT-Echtzeit sind ja nicht deckungsgleich? Kann eine OT-IT-Plattform wirklich beide Welten verbinden?

Thomas Maag (Bosch Rexroth): Die Herausforderung, die teilweise hohen Anforderungen der Automatisierungstechnik (OT) mit der IT-Welt zu verbinden, sind wir mit dem Softwarestack ctrlX OS angegangen. Out of the box ist eine direkte Verbindung aufgrund unterschiedlicher Echtzeitanforderungen nicht möglich. Jedoch können die Echtzeiterweiterung des Betriebssystems, zusätzliche Software-Komponenten wie PLC und ein Ethercat Master sowie der entsprechende Hardware-Unterbau die beiden Welten vereinen. In diesem Kontext kapselt ctrlX Automation mit dem Betriebssystem ctrlX OS die OT-Bestandteile in Software-Apps und vereint somit OT und IT so, dass die gesamten Vorteile der IT (IT-Security, Softwareupdates…) für die Automatisierung nutzbar werden.

Christian Gabriel (Keba): Aus unserer Sicht geht das – wobei das immer im Detail betrachtet werden muss. Architekturen müssen nicht zwanghaft zusammengeführt werden, man sollte den Fokus auf die Stellen lenken, an denen großer Nutzen für den Anwender entsteht. Beispiele dazu sind Synchronisationsthemen in der Regelungstechnik, die Online-Konfiguration, Datenhaltung oder Servicefähigkeit. Es macht jedoch immer Sinn, jeden UseCase im Detail durchzugehen.

Werner Paulin (Lenze): Der Grund für die Trennung von IT und OT war in der Tat die Echtzeitanforderung, die IT-Betriebssysteme in den 1990er Jahren nicht erfüllen konnten. Die jetzt „OT“ genannte Maschinenautomatisierung begann, eigene Betriebssysteme zu erfinden und zahlte einen hohen Preis dafür: die Abkopplung von jeglichem Fortschritt der Informationstechnologie. Fast unbemerkt von der Automatisierungswelt sind heutige IT-Systeme bereits sehr wohl in der Lage, gleichzeitig OT-Echtzeit und IT-Services auf einer Hardware ohne Hypervisor abzuarbeiten. Es wird nicht mehr lange dauern, dann erfüllen sie auch höchste Anforderungen an die Echtzeit.

Benjamin Homuth (Phoenix Contact): Eine Plattform muss beiden Seiten mit den unterschiedlichen Anforderungen gerecht werden können. PLCnext Technology kombiniert die Robustheit und Echtzeitfähigkeit respektive den Determinismus eines Automatisierungssystems mit der Flexibilität, den Konfigurationsmöglichkeiten und der Update-Fähigkeit eines auf die Verarbeitung und Analyse größerer Datenmengen ausgelegten IT-Systems. Um die beiden Welten zu verbinden, muss eine Plattform aber nicht nur in der Lage sein, die Software-Komponenten miteinander zu koppeln. Auch bei der Übertragung der Daten im Netzwerk über verschiedene Protokolle gibt es heute noch Vermittlungsbedarf. Hier verfügt PLCnext Technology über eine große Anzahl von vorinstallierten und nachladbaren Protokoll-Stacks, so dass eine PLCnext Control für vielfältige Kommunikationsaufgaben gerüstet ist.

Martin Flöer (Weidmüller): Ja, auf jeden Fall. Aber es hängt auch von den Anforderungen der Automatisierungstechnik ab und der Systemarchitektur, die in der Applikation verwendet wird. Je geringer die Anforderungen in Richtung Echtzeit sind, desto einfacher sind kombinierte Lösungen möglich. Aber auch anspruchsvolle Lösungen lassen sich mit dezentraleren Ansätzen integriert realisieren. Die zeitlich kritische Anwendung wird in diesem Fall dezentral ausgeführt und der Rest läuft auf der Edge.

Technische Umsetzung der OT-IT-Integration

KEM Konstruktion|Automation: Lässt sich diese Verbindung technisch über „offene Steuerungen“ realisieren oder eher über eine Zusatz-Schicht („offene Middleware“), die zwischen OT und IT sowie zwischen verschiedenen Systemen vermittelt?

Thomas Maag (Bosch Rexroth): ctrlX Core mit ctrlX OS als Betriebssystem verfolgt den Ansatz einer „offenen Steuerung“. Mit der Linux-Erweiterung für Echtzeit und dem ctrlX Data Layer wird eine nahtlose Integration und Kommunikation zwischen OT und IT ermöglicht. Für Anwendende bedeutet dies „Plug-and-run“ – der Austausch von Daten ist mit der Installation einer App direkt möglich.

Offene Plattformen beschleunigen Entwicklung von Automatisierungslösungen

Christian Gabriel (Keba): Das hängt wie gesagt immer von den Anforderungen ab. Pauschal lässt sich hier keine Antwort geben. Was man sicher sagen kann ist, dass die Architekturgestaltung immer flexibel sein muss – technisch lassen sich fast alle Varianten gestalten. Will man einen Edge-Computer eine Zwischenschicht nennen, wäre das eine Möglichkeit. Ebenso denkbar ist eine klassische Middleware, jedoch gibt es bei den realen Anwendungen dann immer wieder Hürden, die Schritt für Schritt durch Forschung verbessert werden müssen.

Werner Paulin (Lenze): Der Schlüssel ist, dass die Automatisierung keine Zusatzschicht erfindet. Denn proprietäre Schichten würden den Fortschritt lähmen. Wenn beide Welten ineinander verschmolzen sind, gibt es technologisch keine Unterscheidung mehr. Es gibt nur mehr das IT-basierte System mit Echtzeitfähigkeiten für OT-Aufgaben. Für die Verbindung sollen offene IT-Standards verwendet werden. Ein vielversprechender Ansatz basiert deshalb auf einem Echtzeit-Linux (RT-Linux), kombiniert mit einer Container-Technologie. Diese ermöglicht es, Container auch in Echtzeit abzuarbeiten. Dieser Ansatz ist absolut offen, basiert nativ auf IT-Standards und ermöglicht es, IT und OT parallel und nahtlos zu integrieren.

Benjamin Homuth (Phoenix Contact): Zum einen gibt es den Software-Ansatz mit einer Art Vermittlungsschicht oder Middleware. Das PLCnext Runtime-System verfügt dazu über den Global Data Space, der ein Mapping der Datentypen aus unterschiedlichen Programmiersprachen vornimmt, um die Daten zwischen verschiedenen Software-Komponenten in unterschiedlichen Programmiersprachen – egal, ob sie aus der IT oder der OT kommen – verbinden zu können. Ein weiterer Ansatz koppelt alles über ein zusätzliches Gerät in einer Edge-Ebene. Der Edge-Ansatz ist aufgrund der PLCnext Technology optional, da der Anwender die Software-Komponenten bereits direkt in die OT-Ebene integrieren kann. PLCnext Control als weiteres Edge-Gerät erweist sich dann von Vorteil, wenn es sich um Bestandsapplikationen handelt, die am besten nicht verändert werden sollen.

Martin Flöer (Weidmüller): Die Middleware ist aus unserer Sicht eher Teil der offenen Steuerung. Der Anwender hat also die Wahl, ob die Steuerung ausschließlich für OT genutzt wird und die IT abgesetzt auf einem Edge Device läuft, oder ob alles über ein Edge-Device erfolgt.

Offenheit auch zwischen den Plattformen?

KEM Konstruktion|Automation: Welche Rolle spielt bei dem Plattform-Gedanken die Offenheit nicht nur gegenüber OT- bzw. IT-Systemen Dritter, sondern auch gegenüber vergleichbaren Plattformansätzen von Marktbegleitern? Entsteht auf Dauer eine gemeinsame offene interoperable Plattform über Standardisierung oder über Kooperationen oder durch Marktdominanz („the winner takes it all“)?

Thomas Maag (Bosch Rexroth): Ein Ökosystem entsteht durch die gebündelten Stärken unterschiedlicher Akteure – auch marktbegleitende Unternehmen. Dazu gilt es, die verschiedenen Perspektiven, Erfahrungen, Ideen und Technologien der verschiedenen Anbietenden sinnvoll zu kombinieren, um eine ganz neue allumfassende Automatisierungswelt zu schaffen. Dabei geht es nicht nur um Innovationen, sondern auch darum, neue Lösungsansätze zu entwerfen und Verantwortung für eine bessere, nachhaltigere Industrie zu übernehmen. Das Betriebssystem ctrlX OS ist der Enabler für diese Ziele. Es ist ein zentrales Element des Ökosystems, das durch ctrlX Automation initiiert wurde und anderen Lösungen am Markt in einigen Punkten voraus ist: ctrlX OS ist das modernste, offenste und sicherste Betriebssystem in der Automatisierungstechnik. Mit ihm erhält die gesamte Branche einen Zugang zu unserem Ökosystem rund um ctrlX Automation und allen digitalen Services. So entstehen völlig neue Möglichkeiten für alle Beteiligten. Ziel von Bosch Rexroth und den Partnerunternehmen ist es, einen neuen Standard für den Markt zu schaffen, um gemeinsam maximale Freiheit in der Automatisierung zu erreichen.

Christian Gabriel (Keba): Auch hier sollte man ganz offen sein, aus Sicht der Plattformanbieter sowie als jemand, der zu einer anderen Plattform beiträgt. Es gibt viel mehr Beitragende in der Kette der Automatisierung als in einem Mobiltelefon. Die Differenzierung kommt einmal durch Technologie-Apps, oft aber auch durch ein Zusammenspiel von Hard- und Software.

Werner Paulin (Lenze): Geht es um Marktdominanz, dann wird häufig auf die App-Store-Welt von Google und Apple referenziert. Es gilt das Motto „the Winner takes it all“, denn die „Hardware-Topologie“ und die damit verbundenen Daten-Ströme sind praktisch identisch: Wir alle besitzen ein bis zwei Smartphones, deren Apps mit Cloud-Diensten verbunden sind. Heißt: Wir alle sind bereit, Komfort mit unseren Daten zu bezahlen. Schaut man jedoch genau hin, dann gibt es im B2B-IT-Bereich diese Dominanz schon nicht mehr. Es gibt etwa Docker Hub oder AWS Marketplace – und niemand würde hier von Dominanz sprechen. Im Maschinenbau sind sowohl die Hardware-Topologie als auch die Datenströme je nach Branche und Maschinentyp und Hersteller unterschiedlich. Der Markt ist heterogener. Daher wird es nicht die eine Plattform geben. Der Weg der Offenheit muss konsequent weitergedacht werden. Angelehnt an „Star Trek“ sehen wir die „United Federation of Platforms“ als ideal für den Kunden an, um Technologien quer über verschiedene Plattformen zu kombinieren. Nupano wird bald in der Lage sein, weitere Marktplätze zu integrieren.

Benjamin Homuth (Phoenix Contact): Offenheit auch in der Zusammenarbeit ist für uns der Schlüssel. Als Beispiel sei die Offenheit gegenüber früheren Wettbewerbern wie Codesys genannt, mit denen wir jetzt ein partnerschaftliches Verhältnis pflegen, um unseren Kunden neben PLCnext Engineer und dem PLCnext Runtime-System ebenfalls Codesys als Entwicklungs- und Laufzeitumgebung anbieten zu können. Phoenix Contact arbeitet stetig daran, das eigene Ecosystem zu erweitern und zusätzliche Partner für unsere Idee von Automatisierung zu gewinnen – denn die Community, die sich am besten ergänzt und zusammen funktioniert, wird am Ende entscheidend sein.

Martin Flöer (Weidmüller): Wir gehen nicht davon aus, dass sich analog zu den Smartphones nur ein oder zwei Plattformen durchsetzen werden; dafür ist die Industrie viel zu heterogen und mannigfaltig. Wir sehen hier interoperable Ansätze und auch die Verwendung von Defacto-Standards. Ein gutes Beispiel sind Container gemäß OCI. Diese haben eine breite Akzeptanz und es ist ein Leichtes, einen einmal erstellten Container auf unterschiedlichen Container-Zielsystemen einzusetzen.

Hinweis zu Teil 2

Dies war Teil 1 unserer Trendumfrage zu offenen Automatisierungs-Plattformen für die OT-IT-Integration. In Teil 2 gehen wir auf die Frage ein, wie solche Ansätze die Arbeitsweise in der Produktentwicklung beeinflussen und welche Standards bei der Realisierung eine Rolle spielen.

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