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Industrie 4.0 in der Praxis: TRUMPF bringt das IoT in die Fertigung

Industrie 4.0 in der Praxis: TRUMPF bringt das IoT in die Fertigung

TRUMPF nutzt das IoT für mehr Effizienz, Echtzeiteinblicke in Daten und verbesserte Kontrolle.

Für TRUMPF als globalen Marktführer im Laserschneiden steht Präzision an erster Stelle. Es gelang dem Unternehmen, mit vorhandenen Daten, dem Internet of Things und robuster AWS-Technologie ein bahnbrechendes Echtzeit-Fertigungssystem aufzubauen. Das Just-in-Time-Management ist jetzt fester Bestandteil des täglichen Geschäftsbetriebs und ermöglicht dadurch eine dynamische Industrie-4.0-Strategie.

Ein Bild eines Ingenieurs in einer modernen Fertigungsumgebung, der fortschrittliche Maschinen mit IoT-Integration verwendet. Dieses Bild stellt die Transformation der Fertigung durch intelligente Technologien dar und zeigt die Rolle von GFT bei der Ermöglichung von Industrie 4.0 und der Zukunft intelligenter Fertigungssysteme. — Ein Ingenieur mit Schutzbrille bedient in einer Produktionsanlage hochentwickelte Maschinen und verdeutlicht so die Integration der IoT-Technologie.

Maximierte Effizienz

Dank strategischer serverloser Fertigungsplattform auf AWS-Basis

Remote-Management

Alle Edge-Devices werden aus der Ferne gesteuert

Schnelle Entwicklung

Vollständige Neuentwicklung in nur 18 Monaten

Kunde

TRUMPF

Die TRUMPF Gruppe ist ein weltweit führender Anbieter für die Entwicklung und den Vertrieb von Laserschneidtechnologien und seit 2017 Partner von GFT. In einer Branche, die sich über Präzision definiert, setzt das Unternehmen auf die Industrie 4.0 als zentrales Element seiner Geschäftsstrategie.

Die Herausforderung

Implementierung eines Echtzeit-Fertigungssystems

TRUMPF nutzt Daten als relevanten Faktor für die Produktion und als zentrales Element für die Optimierung von Geschäftsprozessen. Die richtigen Daten sind zudem eine essenzielle Voraussetzung für die Integration des Just-in-Time-Managements in den täglichen Geschäftsbetrieb. In unserer vernetzten Welt ist es jedoch erforderlich, Daten aus zahlreichen internen und externen Quellen in Echtzeit abzurufen, zu verknüpfen und miteinander abzustimmen. Praktisch bedeutet das eine Integration von Just-in-Time-Management und Internet of Things (IoT) in ein Echtzeit-Fertigungssystem, das sich jederzeit flexibel anpassen lässt.

Um seine Echtzeitvision zu realisieren, benötigte TRUMPF spezifische, passende Technologien. Für bestimmte Produkte ist ein Industrie-PC (IPC) erforderlich, der als flexibles Edge-Device fungiert. Dieses Gerät ist beim Kunden installiert und bildet die Schnittstelle zwischen sämtlicher relevanten Hard- und Software. Allerdings müssen die Betriebssysteme und Anwendungen dieser IPCs regelmäßig aktualisiert werden. TRUMPF suchte nach einer Lösung zur Fernüberwachung und zum Remote-Management der beim Kunden vor Ort installierten IPCs. Dazu wandte sich das Unternehmen an GFT.

Das Projekt

Eine strategische Lösung auf der Grundlage kontinuierlicher Entwicklung und Tests

GFT nahm die technische Landschaft genau unter die Lupe und schlug ein maßgeschneidertes System vor, das komplett neu entwickelt werden sollte. Das Konzept sah vor, dass TRUMPF einen IPC an seinen Kunden schickt und anschließend in der Lage ist, diesen über ein Linux-basiertes Betriebssystem remote zu verwalten und zu aktualisieren. GFT schlug außerdem einige weitere relevante Technologien vor, darunter Docker und mehrere AWS-Tools zum Management der Lösung.

Als etablierter Strategiepartner von TRUMPF war GFT in der Lage, in seinem Nearshore-Entwicklungszentrum unter Nutzung agiler Methoden eine angepasste Version des Betriebssystems Ubuntu Server mit kontinuierlicher Bereitstellung zu entwickeln und zu implementieren. Die maßgeschneiderte Lösung basiert auf AWS. Damit verfügt TRUMPF jetzt über ein Echtzeit-Ökosystem zur:

automatisierten Einrichtung aller Cloud-IoT-Edge-Devices
Anpassung einzelner IoT-Edge-Devices an individuelle Anforderungen
Überwachung, Wartung und Aktualisierung der IoT-Edge-Devices aus der Ferne
kontinuierlichen Bereitstellung für alle angeschlossenen APIs

Mit der neuen Plattform hat TRUMPF eine zentrale Device-Konfigurations- und Management-Lösung, die mit AWS OpsWorks läuft. Damit kann TRUMPF nicht nur sämtliche Software remote steuern, sondern auch Monitoring-Dashboards von AWS CloudWatch, Telegraf und Grafana nutzen.

Der Vorteil

Erheblich verbesserte Effizienz und Kontrolle

Mit diesem erfolgreich umgesetzten Projekt hat TRUMPF ein neues Kapitel der Automation und Kontrolle aufgeschlagen. Dank der ganzheitlichen Echtzeitüberwachung der betrieblichen Abläufe kann sich TRUMPF vollständig auf die Entwicklung der eigenen Softwareprodukte konzentrieren, ohne Betriebssysteme betreiben und aktualisieren zu müssen. Ferner bietet die neue Plattform einige dauerhafte geschäftliche Vorteile:

Geschäftsprozesse lassen sich mittels akkurater Echtzeitdaten erstellen und ausgestalten.
Die serverlose Cloud-Lösung ist rasch und ohne Unterbrechung des Geschäftsbetriebs skalierbar.
Dank nutzungsbasiertem Abrechnungsmodell entsprechen die Kosten stets der tatsächlichen Nutzung.
Neue Funktionen werden in kürzester Zeit lokal und in der Cloud installiert.
Produktentwickler können mit AWS Service Catalog und EC2 virtuelle Instanzen anlegen und so Software entwickeln, ohne auf die entsprechende physische Hardware angewiesen zu sein.

Die innerhalb von 18 Monaten komplett neu entwickelte Lösung wurde in Betrieb genommen und stellt einen wichtigen Schritt hin zur Entwicklung eines Standards für das betriebliche Gerätemanagement bei TRUMPF dar.

Technische Details

Amazon EC2
VM Import/Export – zum Import virtueller Maschinen in AMI-Images
Amazon EC2 Spot – Ephemeral GitLab Runner für CI-Jobs
AWS Service Catalog – versionierte IaC-Vorlagen (CloudFormation), mit denen Programmierer virtuelle Instanzen ausführen können
AWS CloudFormation – IaC-Service zum Erstellen der TntBox-AWS-Infrastruktur
Amazon S3 – zum Speichern von TnTBox-Backups und -Protokollen
AWS OpsWorks for Puppet Enterprise – AWS-basierte Puppet-Enterprise-Instanz
AWS CodePipeline – CI/CD für das Deployment von Puppet-Code in Puppet Enterprise und andere CI-Aufgaben
Amazon CloudWatch – zum Speichern von TnTBox-Metriken und die anschließende Visualisierung in Grafana
AWS Fargate – Elastic Container Service zum Deployment der TntTBox Management Console und zur Ausführung bestimmter asynchroner Aufgaben
Amazon API Gateway und AWS Lambda – Backend für die TntTBox Management Console
Amazon Cognito – als Single-Sign-On-Lösung für die TntTBox-Anwendungen, bereitgestellt mit Trumpf IDP
Amazon RDS – Datenbankdienst für PostgreSQL zum Ablegen der TntTBox-Stammdaten (Verzeichnis von Rechnern, Kunden usw.)
Amazon Route 53 – Bereitstellung von DNS-Routing für die TntTBox-Anwendungen

GitLab – Git Repository und CI-System
Azure Devops – Git Repository und CI-System (GitLab-Alternative für bestimmte Produkte)
Jfrog Artifactory – Repository für Binarys/Docker-Registry/APT-Mirror