„Industrie 5.0“ – KI-Transformation als nächste Entwicklungsphase der Produktion?
Mit dem Begriff Industrie 5.0 bezeichnen die Europäische Kommission, Analysten und Wissenschaftler ein neues Leitbild für die Produktion, das auf Industrie 4.0 aufbaut.
Während bei Industrie 4.0 vor allem IT-/OT-Vernetzung und das Internet der Dinge (IoT) im Mittelpunkt stehen, soll die nächste Phase menschenzentrierte Innovation mit künstlicher Intelligenz kombinieren. Das Ziel sind anpassungsfähige und nachhaltige Produktionsumgebungen.
Ob dies tatsächlich eine fünfte industrielle Revolution darstellt oder eher als natürliche Weiterentwicklung von Industrie 4.0 zu betrachten ist, spielt letztlich eine untergeordnete Rolle: Ein Wandel ist bereits zu erkennen. Hersteller entwickeln sich von einer vernetzungsgetriebenen Transformation hin zu einer intelligenzgetriebenen Transformation. Dadurch entstehen neue Anforderungen daran, wie industrielle Daten strukturiert, kontextualisiert und bereitgestellt werden.
KI-Investitionen scheitern an veralteten Architekturen
Unternehmen führen KI-Anwendungen und Pilotprojekte in einem bislang beispiellosen Tempo ein – auch in der Produktion, wo neue Technologien traditionell höhere Hürden überwinden müssen. Teils mit klar definierten ROI-Zielen, teils aufgrund von Wettbewerbsdruck und der Sorge, den Anschluss zu verlieren.
Viele dieser Initiativen stoßen jedoch auf dasselbe Hindernis: Während sich die Fähigkeiten von KI schnell weiterentwickeln, konnten die zugrunde liegenden industriellen Architekturen, die für ihren Betrieb erforderlich sind, mit diesem Tempo nicht Schritt halten.
Unvollständige Daten in verschiedenen Formaten erschweren den Einsatz von KI für Predictive Maintenance, Fehlererkennung oder Automatisierung. Gleichzeitig sind Integrationslösungen für einzelne Anlagen teuer und bringen zusätzliche Komplexität in ein historisch gewachsenes, vielschichtiges Umfeld mit vielen verschiedenen Datenquellen.
Produzierende Unternehmen verfügen oft über riesige Mengen an OT-Daten. Häufig ist nur ein kleiner Teil davon tatsächlich nutzbar. Der Mehrwert von KI entsteht erst dann, wenn Rohsignale in kontextualisierte, vertrauenswürdige Daten umgewandelt werden, die rechtzeitig und am richtigen Ort zur Verfügung stehen.
Strukturierter Umgang mit Daten als Grundlage für die Wettbewerbsfähigkeit
Produzierende Unternehmen müssen in der Lage sein, Daten aus allen relevanten Quellen zu erfassen, in die benötigten Formate zu konvertieren und zentral in übergeordneten Systemen zusammenzuführen.
Und das mit so wenig Aufwand wie möglich, sodass Investitionskapital nicht bereits durch Modernisierungen gebunden wird.
Genau hier liegt die Stärke von Kepware: Keine wartungsaufwändigen Einzellösungen, sondern eine einheitliche Schnittstelle für hochwertige OT-Daten.
Kepware als Enabler für industrielle KI
Mit mehr als 300 unterstützten Industrieprotokollen bietet der Kepware Server von Velotic Konnektivität zu tausenden von Industriegeräten und -systemen – von Siemens- und Allen-Bradley-Steuerungen über Sensoren und Modbus-fähige Geräte bis hin zu Automatisierungssoftware wie Beckhoff TwinCAT.
Erfasste Daten können mithilfe logischer und mathematischer Operationen vorverarbeitet und über etablierte Standards wie OPC UA, MQTT oder REST APIs an Client-Systeme weitergegeben werden. Das sind heutzutage nicht nur die klassischen SCADA, MES und ERP-Systeme, sondern auch zunehmend Datenplattformen auf Enterprise-Ebene.
Kepware adressiert drei der größten Herausforderungen für industrielle KI-Projekte:
- Fehlende Standardisierung:
Proprietäre Protokolle und inkonsistente Datenmodelle erschweren die Interoperabilität - Skalierbarkeitsprobleme:
Punkt-zu-Punkt-Integrationen schaffen fragmentierte Architekturen, die nicht skalieren können - Wachsende Kontextualisierungslücke:
Rohdaten ohne Kontext sind für KI-Anwendungen nur eingeschränkt nutzbar.
Durch die Standardisierung der IT/OT-Konnektivitätsschicht sinkt der Integrationsaufwand für heutige und zukünftige Systeme. Anlagen werden nicht nur vernetzt, sondern auch in bestehende Datenmodelle integriert.
Weiterentwicklung von IT/OT-Architekturen mit Blick auf KI-Fähigkeit
Historisch wurde die IT/OT-Integration von isolierten Silo-Architekturen dominiert, die auf Punkt-zu-Punkt-Integrationen über die verschiedenen Ebenen der Automatisierungspyramide hinweg basierten. Die Kontextualisierung der Daten erfolgte dabei erst in den jeweiligen Endanwendungen.
Modernere Strategien verfolgen oft ein grundlegend anderes Prinzip, indem sie die Kontextualisierung entlang der gesamten Datenverarbeitungskette verteilen. Ein verbreiteter Ansatz ist der Aufbau eines Unified Namespace (UNS), der Daten in einer einheitlichen, hierarchischen Struktur zusammenführt, einen breiteren Zugriff ermöglicht und die Abhängigkeit von individuell entwickelten Integrationen reduziert.
Andere Unternehmen verfolgen Cloud-First-Strategien und übertragen Daten in ein zentrales Repository, in dem Kontextinformationen einfacher hinzugefügt und verwaltet werden können.
Mit zunehmender Nachfrage nach sofort verwertbaren Daten zeichnet sich zudem ein Schritt hin zu Architekturen ab, in denen Datenkontext direkt an der Quelle hinzugefügt wird.
Unterstützung von Unified Namespace-Architekturen
Indem saubere, normalisierte und ereignisgesteuerte Daten in einen zentralen Hub eingespeist werden, beseitigt eine Konnektivitätslösung wie Kepware die Komplexität von Punkt-zu-Punkt-Integrationen.
Das vereinfacht nicht nur den Datenzugriff, sondern schafft zugleich die semantische Konsistenz und Skalierbarkeit, die für unternehmensweite Analysen benötigt wird.
Neben OPC UA unterstützt Kepware auch MQTT, häufig das Protokoll der Wahl für UNS-Umsetzungen.
Mehr Skalierbarkeit und Effizienz mit Container-Lösungen
Auch die Konnektivität selbst entwickelt sich weiter, um moderne und ausgereiftere Bereitstellungsmodelle zu unterstützen. Containerisierte, Linux-kompatible Lösungen bieten Unternehmen mehr Flexibilität bei der Frage, wie und wo industrielle Konnektivität eingesetzt wird.
Dadurch lassen sich der operative Aufwand reduzieren, die Portabilität verbessern und die Sicherheit erhöhen. Containerisierte Lösungen lassen sich zudem in moderne Orchestrierungswerkzeuge integrieren und ermöglichen damit konsistente, reproduzierbare Bereitstellungen, die sich über mehrere Standorte und Infrastrukturen hinweg skalieren lassen.
Leichtgewichtige und gleichzeitig leistungsfähige Architekturen stärken die Fähigkeit von Unternehmen, ereignisgesteuerte Datenflüsse direkt am Edge zu betreiben, wo Reaktionsgeschwindigkeit und Sicherheit besonders entscheidend sind.
Kepware Edge ist die Container-Lösung von Kepware, die Konnektivität und Datenverarbeitungsfunktionen direkt am Standort der Maschine bietet. Sie vereint die bewährte Kepware-Architektur mit den Vorteilen der Containerisierung: schnelles und skalierbares Deployment, Portabilität und vereinfachtes Management.
Alle Kepware Edge– und Kepware Server-Instanzen können über den Kepware+ Manager zentral verwaltet werden.
Fazit
Für produzierende Unternehmen, die Künstliche Intelligenz erfolgreich in Produktionsabläufe integrieren wollen, ist die Modernisierung der Konnektivitätsebene ein notwendiger und gleichzeitig wegweisender erste Schritt. Sie schafft die Voraussetzung dafür, dass nachgelagerte Investitionen in Analytics und KI ihr Potenzial tatsächlich entfalten können.
Bevor ein Unternehmen jedoch seine Betriebsabläufe optimieren oder neue Formen datenbasierter Intelligenz erschließen kann, muss es zunächst seinen aktuellen Zustand verstehen. Welche Systeme arbeiten isoliert? Welche Systeme sind bereits miteinander verbunden? Und vor allem: Ermöglicht die bestehende Architektur eine Nutzung der Daten auf all jene Arten, die moderne Produktionsumgebungen heute ermöglichen?
Eine moderne Konnektivitäts-Architektur verbindet nicht nur Systeme und Anlagen. Sie schafft die Grundlage dafür, dass OT-Daten zuverlässig verfügbar, kontextualisierbar und unternehmensweit nutzbar werden. Damit bildet sie das Fundament für Unified-Namespace-Architekturen, Edge-basierte Anwendungen, digitale Zwillinge und KI – und letztlich für eine Produktion, die flexibler, intelligenter und zukunftsfähiger aufgestellt ist.
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Die Kepware-Bibliothek beinhaltet über 150 Gerätetreiber. Hier finden Sie eine Übersicht der am häufigsten eingesetzten Treiber.
Kepware Edge ist die container-basierte Konnektivitätslösung für Linux-Systeme. Integrieren Sie Kepware-Instanzen in moderne Industriearchitekturen und vereinfachen Sie Deployment, Updates und Konfigurationen. Kepware Edge gewährleistet Portabilität über Hardware und Betriebssysteme hinweg und stellt Daten aus der Feldebene für moderne Anwendungen bereit.
Kepware+ Manager bietet eine Web-Oberfläche zur Verwaltung und Remote-Konfiguration sämtlicher Kepware Server- und Kepware Edge-Instanzen. Das cloudbasierte Management-Tool sorgt für erhöhte Sicherheit und erleichtert Deployment und Instandhaltung über mehrere Standorte hinweg.