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Machine-to-Machine Kommunikation

Anlagen flexibel automatisieren - mit M2M für Industrie 4.0 gewappnet sein

Was bedeutet Machine-to-Machine Kommunikation (M2M) eigentlich?

Dass Maschinen mit anderen Maschinen sprechen, ist vielleicht eine befremdliche Vorstellung. Jedoch finden bereits Millionen dieser „Gespräche“ statt; ohne das man es bewusst wahrnimmt. Egal ob die Straßenbahn wieder Verspätung hat und der Blick ungeduldig in Richtung Anzeigetafel schweift oder der Einkauf mit der EC-Karte bezahlt wird. Der Alltag wird entscheidend durch Maschinenkommunikation erleichtert. Wenn man das Ganze in einen gewerblichen bzw. industriellen Kontext setzt, spricht man von Machine-to-Machine Kommunikation (M2M).

Bedeutung des Menschen in der Machine-to-Machine Kommunikation

Gemeint ist mit M2M der automatisierte Informationsaustausch zwischen technischen Systemen untereinander oder mit einer zentralen Stelle. Und zwar mit dem Ziel, die Vernetzung der Systeme zu erreichen und damit Maschinen, Fahrzeuge oder Container, selbstständig agieren zu lassen. Man sollte jedoch keine Bedenken vor der Machine-to-Machine Kommunikation haben. Denn das bedeutet nicht, dass Dinge, Objekte oder Geräte machen was sie wollen. Der Mensch ist immer, direkt oder indirekt, an der Kommunikation beteiligt. Er fungiert als kontrollierendes bzw. lenkendes Element in dem Geflecht aus Maschinen. Gleichzeitig ist er Nutznießer des Systems und profitiert von Daten, die er an End- oder Knotenpunkten des Netzes abfragen kann. Dieser Aspekt macht M2M-Anwendungen interessant für die elektronische Kommunikation im industriellen Umfeld.

M2M-Anwendungen benötigen immer ein passendes Fundament

Ein System aus intelligenten Maschinen entsteht leider nicht von selbst. Basis sind Softwarekomponenten, die auch als Framework bezeichnet werden. Darauf aufbauend sind Kommunikationsmodule in die Maschinen eingebettet, die vom Framework gesteuert werden. Sie schließen sich zu Systemen zusammen, die in ihrer Gesamtheit ein intelligentes Netz aus Maschinen bilden.

Anhand dieser Hierarchie kann man leicht erkennen, dass es zwingend notwendig ist, ein passendes Framework (Basis) für M2M-Anwendungen zu finden. Genauer gesagt, eine Softwareschnittstelle, die den Informationsaustausch der einzelnen smarten Systemkomponenten standardisiert. Eine Lösung ist das OSGi-Framework. Die Software wurde von der OSGi-Alliance entwickelt und basiert auf der Programmiersprache Java. Verantwortliche Mitglieder der Allianz sind Großunternehmen, z. B. IBM, Deutsche Telekom, NTT oder Oracle. Aber auch kleine Unternehmen beteiligen sich an der Entwicklung des Frameworks und prägen den Open-Source-Charakter der Software. Herstellerunabhängig arbeitet das Framework am Datenaustausch zwischen verschiedenen Geräteklassen. Selbst wenn man Geräte von verschiedenen Herstellern verwendet, sprechen alle Teilnehmer des vernetzten Systems die gleiche Sprache. Die einheitlich Softwareschicht gestaltet die Kommunikation weniger kompliziert.

SIM-Karten, u. v. m.: Beispiele für Machine-to-Machine Kommunikation

Wie erwähnt begegnet man Maschinenkommunikation häufiger als vermutet. Das gilt für Situationen aus dem Alltag aber auch für industrielle/gewerbliche Projekte, in denen M2M erfolgreich genutzt wird. Ein Beispiel ist das sogenannte Smart Metering. Servicetechniker von Stadtwerken und Energieversorgern benutzen M2M-Technologie im Arbeitsalltag. Zählerstände lesen sie über eine Funkverbindung aus, sodass Haushalte der Kunden nicht zwingend betreten werden müssen. Kommunikationsmodule im Zähler und im Endgerät des Mitarbeiters machen den Datenaustausch möglich. Weiterhin nutzen Logistiker die Vorteile von M2M, um dynamisch Fahrwege von Containern in Häfen, Docks oder Lagerhallen zu planen (Track & Trace). Kernelement dieser Beispiele sind Kommunikationsmodule, die mit SIM-Karten ausgestattet sind und den Austausch von Daten über das Mobilfunknetz ermöglichen. Grundlegend unterstützen Mobilfunkanbieter die Übertragung auf zwei Arten:

  1. Über Punkt-zu-Punkt-Verbindungen oder
  2.  die Übertragung im IP-Netz.

Punkt-zu-Punkt-Verbindungen sind feste Verbindung zwischen zwei Endgeräten. Ähnlich einem Anruf, werden Informationen ausgetauscht. In der Praxis stützen Nutzer ihre Kommunikation jedoch eher auf Übertragungen im IP-Netz. Netzwerkprotokolle dienen als Vermittlungsschicht zwischen den Kommunikationsmodulen. Dabei erfolgt ein Austausch von Daten über Kabel (DSL, Ethernet) oder Funkverbindung (WLAN, GPRS, UMTS, LTE). In vielen Fällen nutzen Unternehmen Dienste wie GPRS. GPRS steht für General Paket Radio Service und ist neben anderen paketorientierten Datendiensten wie EDGE, UMTS, LTE ein weit verbreiteter Standard, der in jedem Smartphone zu finden ist. Zusätzlich entstehen bei der Übertragung von Informationen in Paketen wenig Kosten, da keine stetige Verbindung zwischen den Kommunikationsmodulen besteht.

Warum sollte ich auch als mittelständisches Unternehmen M2M-Anwendungen nutzen?

Prozesse effizienter gestalten, weniger Produktion von Ausschussware und die vorausschauende Wartung von Anlagen, bringen zählbare Vorteile für Unternehmen. Bestellsysteme kommunizieren in Echtzeit mit Maschinen und steuern somit die Produktionsprozesse. Verkaufsautomaten ordern bei knappem Bestand, selbstständig Nachschub oder Maschinen erkennen den starken Gebrauch von Verschleißteilen und fordern Ersatz. M2M ist in vielen Unternehmensbereichen einsetzbar, um Prozesse dynamischer und planbarer zu machen. Gleichzeitig wird das Fundament für eine automatisierte Fertigung im Sinne von Industrie 4.0 gelegt.


Bildquelle: Pixabay

 

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