Eine vierte industrielle Revolution treibt eine neue Innovationswelle an und neu entstehende digitale Technologien dürften die Fertigungsprozesse weltweit dramatisch verändern. Um auf dem neuesten Stand zu bleiben, hat Knorr-Bremse mit Raspberry Pi und SUSE Linux Enterprise Server für ARM eine IoT-Plattform aufgebaut, die Daten von Fertigungsmaschinen in Echtzeit sammelt. Dadurch kann das Unternehmen schneller auf Fehler reagieren, ungeplante Ausfallzeiten reduzieren, die Instandhaltung im Werk optimieren und die Produktionseffizienz steigern.
Überblick
Knorr-Bremse ist weltweiter Marktführer für Bremssysteme und führender Anbieter von weiteren Subsystemen für Schienenund Nutzfahrzeuge. Die Produkte von Knorr-Bremse leisten einen entscheidenden Beitrag zu mehr Sicherheit und Energieeffizienz auf Schienenstrecken und Straßen weltweit. Über 29.000 Mitarbeiter an über 100 Standorten in mehr als 30 Ländern nutzen ihre Kompetenz und Motivation, um Kunden weltweit mit Produkten und Dienstleistungen zu überzeugen. Knorr-Bremse bietet Brems-, Eingangs-, Steuer- und Hilfsstromversorgungssysteme, Heizungs-, Lüftungs- und Steuerungssysteme für Schienenfahrzeuge sowie Brems-, Lenkungs-, Antriebs- und Getriebesteuerungslösung und Fahrerasssistenzsysteme für Nutzfahrzeuge.
Die Herausforderung
Wir erleben zurzeit die vierte industrielle Revolution. Neue Technologien wie Automatisierung, künstliche Intelligenz, Big-Data-Analysen, das Internet der Dinge (IoT) und Robotik verändern die Art und Weise, wie Hersteller arbeiten – und Knorr-Bremse stellt dabei keine Ausnahme dar.
Florian Amann, Team Leader Technology der Knorr-Bremse Truck Division, sagt dazu: „Wir sind stets darum bemüht, neue Technologien zu nutzen, um die Produktionseffizienz zu maximieren, Ausfallzeiten zu reduzieren und die Produktivität zu steigern. Dazu müssen wir aber zunächst unsere Werke „intelligenter“ machen.“
Knorr-Bremse hat erkannt, dass das Unternehmen zur Einführung von Industrie-4.0-Initiativen in der Lage sein musste, Werksdaten in Echtzeit zu sammeln. Moderne Fertigungsmaschinen, die in den letzten 10 bis 15 Jahren hergestellt wurden, erfassen Unmengen von Informationen, wie Zustand der Maschine (Laufen, Leerlauf, ungeplante Stillstandszeiten, geplante Stillstandzeiten, Aus), Fehlercodes, Stückzahl, Temperatur, Feuchtigkeit, Druck. Bei älteren Maschinen ist dies jedoch nicht der Fall.
F l o r i a n A m a n n k o m m e n t i e r t :
„Produktlebenszyklen in unserer Branche dauern 20 bis 30 Jahre. Das gleiche gilt auch für den Lebenszyklus unserer Produktionsanlagen. Viele unserer Maschinen sind über 15 Jahre alt und verfügen daher nicht über erweiterte Datenerfassungsfunktionen, sodass viele Dinge manuell erledigt werden. Bediener, Techniker und Ingenieure überprüfen regelmäßig die Maschinen und notieren ihre Beobachtungen. Die Berichterstellung erfolgt mit Stift und Papier oder Tabellen.“
Zur Optimierung der Fertigungsabläufe benötigt Knorr-Bremse auch Echtzeiteinblicke in die Leistung dieser älteren Maschinen.
„Wir wollten ein kleines, kostengünstiges Datenerfassungssystem, das wir einfach an die Maschinen anschließen können, um die erforderlichen Informationen zu sammeln“, erläutert Florian Amann. „Nachdem wir uns die verfügbaren kommerziellen Lösungen angesehen und herausgefunden hatten, dass keine unseren Anforderungen entsprach, entschieden wir uns, unser eigenes System zu entwickeln.“
„Eine von der Community unterstützte Linux-Distribution bietet nicht die erforderliche Infrastruktur und den nötigen Support, wodurch unser Netzwerk gefährdet wird. Wir wollten eine unternehmensfähige Lösung, und SUSE war die naheliegende Wahl.“
SUSE Lösung
Knorr-Bremse entschied sich für den Einsatz von Raspberry Pi-Geräten, um Daten von Fertigungsmaschinen zu erfassen. Die kleinen, kostengünstigen SingleBoard-Computer eignen sich ideal für den Aufbau von vernetzten IoT-Lösungen. Dann wählte das Unternehmen SUSE Linux Enterprise Server for ARM als Betriebssystem für sein innovatives Raspberry Pi-Projekt aus.
Helmut Triller, IT Director Backend and Cloud Services bei Knorr-Bremse, erklärt dazu: „Wir haben sehr strenge ITSicherheitskontrollmaßnahmen, sodass eine von der Community unterstützte Linux-Distribution als Betriebssystem keine Option für uns war. Eine solche Lösung würde nicht die erforderliche Infrastruktur und Unterstützung bieten und damit unser Netzwerk in Gefahr bringen. Wir wollten eine unternehmensfähige Lösung, und SUSE war die naheliegende Wahl.“
Claudia Bruckmeier, Team Lead Infrastructure Services bei Knorr-Bremse, fügt hinzu: „SUSE ist unsere bevorzugte Linux-Distribution. Wir führen unsere geschäftskritischen SAP-Anwendungen auf SUSE Linux Enterprise Server for SAP Applications aus. Daher wissen wir aus Erfahrung, dass es sich um eine sichere, stabile und zuverlässige Plattform handelt. Außerdem verbindet uns eine langjährige Beziehung mit dem SUSE Team, das uns jederzeit mit Rat und Tat zur Seite steht.“
SUSE Linux Enterprise Server for ARM ist speziell für ARM-Prozessor-basierte Systeme optimiert, sorgt für hohe Leistung und liefert ein integriertes Image für den Raspberry Pi. Damit bereitet es die Grundlage für das IoT-Projekt von KnorrBremse. Das Unternehmen konnte schnell eine eigene grafische Benutzeroberfläche für die Raspberry Pi-Geräte erstellen.
Mit der SUSE Lösung profitiert KnorrBremse zudem von regelmäßigen Software-Updates und Sicherheitspatches, die sicherstellen, dass sensible Werksdaten geschützt bleiben.
Die Ergebnisse
Heute führt Knorr-Bremse gerade seine erste Flotte von Raspberry Pi-Geräten in einem Werk ein. Weitere Rollouts sind in naher Zukunft geplant.
Florian Amann erklärt: „Wir werden die Lösung nach und nach in den einzelnen Werken einführen. Unser Ziel ist es, die IoT-Lösung in all unseren Anlagen weltweit zu implementieren.“
Mit seinen neuen Echtzeit-Datenüberwachungsfunktionen erwartet Knorr-Bremse eine Steigerung der Produktionseffizienz.
Florian Amann kommt zu dem Schluss:
„Wir werden in der Lage sein, umgehend Maßnahmen zu ergreifen, um Probleme wie Überläufe und Engpässe zu lösen und Schäden sowie ungeplante Ausfallzeiten zu vermeiden. Anstatt Berichte in Papierform durchzugehen, werden alle Daten in einem einzigen Repository zur Analyse zur Verfügung stehen, wodurch wir die Produktionsprozesse optimieren und die Effizienz noch weiter steigern können.“