IoT-Revolution für etablierte Unternehmen: So bringen Sie Ihre Legacy-Systeme in die Zukunft

Viele etablierte mittelständige Unternehmen haben hinsichtlich der Digitalisierung ihrer Systeme Aufholbedarf. Dabei stellt sich oft, gerade im industriellen Bereich, die Herausforderung, bestehende Anlagen und Systeme zu vernetzen, welche ursprünglich nicht dafür ausgelegt waren. Dieser Beitrag soll anschaulich machen, welche Chancen die Integration von IIoT in solche Legacy-Systeme bietet, und wie sie sich umsetzen lässt.

In der heutigen digitalisierten Welt bietet das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) eine Fülle von Möglichkeiten für Unternehmen, effizienter, wettbewerbsfähiger und innovativer zu agieren. Aber was passiert, wenn Ihre bestehenden Anlagen, Hardware- oder Softwaresysteme zu einer Zeit entwickelt wurden, als das Internet der Dinge noch in weiter Ferne lag? Müssen Sie Ihre gesamte Infrastruktur von Grund auf neugestalten, um den Anschluss an die Zukunft nicht zu verpassen?

Die Antwort lautet: Nein. Die Integration des IoT in bestehende Infrastrukturen ist möglich und kann den Weg für die digitale Transformation ebnen. Allerdings ist dies keine einfache Aufgabe und es gibt zahlreiche Hürden zu bewältigen. In diesem Beitrag werden wir diese Möglichkeiten und Herausforderungen im Zusammenhang mit der Integration des Industrial Internet of Things (IIoT) in bestehende Systeme näher beleuchten. Wir werden aufzeigen, wie Sie das volle Potenzial dieser Integration ausschöpfen und gleichzeitig sicherstellen, dass Sie mögliche Komplikationen in der Zukunft vermeiden.

Die IoT-Welt mag komplex erscheinen, aber mit dem richtigen Ansatz und einem klaren Verständnis der Herausforderungen und Chancen können Unternehmen ihre Legacy-Systeme erfolgreich in die digitale Zukunft führen. Erfahren Sie in diesem Blogbeitrag, wie dies gelingen kann.

Die Problemstellung bei Legacy-Systemen

Unter Legacy-Systemen versteht man Software- und Hardware-Systeme, die technisch veraltet bzw. nicht mehr state-of-the-art sind, aber immer noch im Tagesgeschäft einer Firma eingesetzt werden. „Legacy“ bedeutet, dass die jeweiligen Systeme zumeist nicht mehr aktiv vom ursprünglichen Hersteller weiterentwickelt werden. Warum diese Altsysteme heute noch oft im Einsatz sind, möchten wir an einem theoretischen Beispiel skizzieren:

Ein industrieller Hersteller von Bohrmaschinen produziert in einer Fabrikanlage, deren zentrale Maschinen schon seit vielen Jahren im Einsatz sind. Da seine Fertigung spezialisierte Anforderungen hat, wurde die verwendete Hardware und Software individuell für das Unternehmen angefertigt. Die produktionssysteme haben die damaligen Standards erfüllt, sind jedoch inzwischen veraltet, weshalb der Hersteller jedes Jahr mehr Geld dafür ausgibt, um seine Hardware und Software zu warten. Neuere Anwendungen, aus anderen Bereichen des Betriebs, können nicht mit den Legacy-Systemen zum Datenaustausch kommunizieren und auch moderne Sicherheitsanforderungen werden nur unzureichend, oder mit unverhältnismäßig größerem Aufwand, erfüllt. 

Der Hersteller ist sich dieser Problemstellung bewusst, hat sich aber bisher dagegen entschieden, die grundlegenden Hardware- und Software-Systeme der Produktionsanlage zu aktualisieren. Dies hat damit zu tun, dass eine grundlegende Veränderung der Legacy-Systeme mit einer Reihe von besonderen Herausforderungen verbunden ist. Die wichtigsten davon haben wir im folgenden Kapitel überblicksartig zusammengefasst.

Wo liegen die größten Herausforderungen bei der Umstellung?

Gerade weil länger bestehende Systeme in der Regel nicht für den Digitalisierungsprozess ausgelegt waren, können sich je nach individuellen Gegebenheiten und Anforderungen zahlreiche Problemstellungen ergeben, die es zu überwinden gilt. 

Dazu zählen:

• Kompatibilität:

Die Kompatibilitätslücke älterer Systeme zu überbrücken ist kein leichtes Unterfangen, denn in vielen Fällen kommen hier proprietäre Protokolle und Schnittstellen zum Einsatz, die nicht mit modernen IoT-Standards zusammenpassen. Um eine nahtlose Kommunikation dennoch zu ermöglichen, werden in vielen Fällen zusätzliche Komponenten von Hardware oder Software benötigt.

• Sicherheit:

Sicherheit ist ein zentraler Aspekt der IoT-Integration, insbesondere in bestehenden Infrastrukturen, die häufig nicht mit Blick auf die digitale Vernetzung entwickelt wurden. Dies kann zu erheblichen Sicherheitslücken führen.Um dem vorzubeugen und gefährliche Cyberangriffe zu vermeiden, bedarf es daher einer konsequenten Sicherheitsstrategie für gefährdete Systeme und regelmäßiger Aktualisierungen der Software.

• Datenintegration:

Wie werden Daten aktuell erfasst, gespeichert und verarbeitet? Sind die bestehenden Systeme nicht für eine Digitalisierung, geschweige denn eine IoT-Integration ausgelegt, können hier erhebliche Hürden entstehen. Dazu zählt etwa das Vorhandensein unterschiedlicher Dateiformate und die mangelnde Steuerbarkeit der Legacy-Systeme.

• Leistungsfähigkeit:

Ebenso wie die Datenintegration ist auch die Skalierbarkeit der Leistung ein Thema, da ältere Hardware gegebenenfalls durch die erhöhte Datenlast und daraus resultierende, veränderte Verarbeitungsanforderungen überlastet werden könnten.

Diese Hürden, und die Sorge vor grundlegenden Strukturänderungen, sind einige der wichtigsten Gründe, wieso viele etablierte Unternehmen, wie der Bohrmaschinenhersteller im skizzierten Beispiel, ihre Legacy-Systeme weiterhin in der ursprünglichen Form betreiben. Trotz dieser Herausforderungen sollten sich Firmen nicht entmutigen lassen: Mit sorgfältiger Planung und einer maßgeschneiderten Erstanalyse erfahrener Experten können alle Hindernisse einer digitalen Transformation der Altsysteme überwunden werden. Gerade die Integration von IoT in bestehende Infrastrukturen bietet erhebliche Vorteile, wie z. B. mehr Transparenz durch umfangreiche Prozessdaten und eine einfachere Wartung & Anpassung durch die flexible IoT-Architektur.

In den folgenden Abschnitten wird der Prozess der Transformation von Legacy-Systemen näher erläutert und aufgezeigt, wie er erfolgreich umgesetzt werden kann.

Transformation von Legacy-Systems - von der Erstanalyse bis zur Inbetriebnahme

In diesem Kapitel erklären wir die einzelnen Schritte detailliert, die für die professionelle Integration des Industrial Internet of Things in bestehende Altsysteme notwendig sind und bieten so einen Leitfaden für die erfolgreiche Umsetzung der Transformation in Ihrem Unternehmen. 

Erstanalyse und Potenzial

Bevor Sie in die IoT-Welt eintauchen, ist eine gründliche Analyse Ihrer bestehenden Infrastruktur unerlässlich. Diese Analyse sollte umfassend sein und, u.a., folgende Fragen beantworten:

• Wie wurden bisher Informationen gesammelt? 

Verstehen Sie, wie Daten in Ihren Legacy-Systemen bisher erfasst und für ihre internen Strukturen genutzt werden. Analysieren Sie das Potenzial, wenn die momentanen Datensilos durch eine übergeordnete, zentrale Struktur verknüpft und ersetzt werden.

• Können Bestandsdaten übernommen werden? 

Identifizieren Sie wertvolle Daten, die für das IoT-Projekt wiederverwendet werden können. Stellen Sie sicher, dass die Datenpakete in dem Format verfügbar sind, welches nach der Migration benötigt wird. 

• Sind die bisher verwendeten Prozesse effizient? 

Analysieren Sie alle wiederkehrenden Arbeitsprozesse in Zusammenhang mit Ihren Altsystemen. Sammeln Sie Informationen, welche Probleme das optimale Funktionieren dieser Prozesse einschränken und welche Einzelschritte die meiste Zeit beanspruchen.

• Welche Elemente lassen sich automatisieren? 

Lokalisieren Sie jene Tasks und Prozesse in Ihrem Unternehmen, die am meisten von einer zentralisierten Datenerfassung und -auswertung profitieren würden und bei denen die Umstellung auch technisch umsetzbar ist. Versuchen Sie die Analyse auch an Schnittstellen zwischen Arbeitsbereichen und Abteilungen durchzuführen, um Synergieeffekte zu integrieren.

• Welche Kosten werden durch die Umstellung reduziert? 

Bewerten Sie ganzheitlich, welche Kosten mit welchen Prozessen verbunden sind und wie dezentrale Datensilos und verzögertes, manuelles Troubleshooting den finanziellen Mehraufwand momentan steigern. Durch diese Auswertung und eine fundierte Prognose können Sie die Bereiche identifizieren, bei denen die digitale Transformation die größte Effektivitätssteigerung Ihrer Altsysteme mit sich bringt und den schnellsten ROI ermöglicht.

Diese Bestandsaufnahme legt den Grundstein für den gesamten Transformationsprozess und ermöglicht eine klare Identifizierung von Chancen und Herausforderungen. Erst auf dieser Basis lassen sich anschließend Handlungsempfehlungen für die Planung und Implementierung ableiten.

Planung und Implementierung

Folgend auf die Analyse des Status quo werden alle gesammelten Informationen als nächstes dazu verwendet, ein fundiertes Plankonzept zu erstellen, welches das weitere Vorgehen bestimmt. Um das volle Potenzial der digitalen Transformation ausschöpfen zu können, müssen bei diesem Schritt alle Faktoren, welche die Aufrüstung der Altsysteme potenziell behindern könnten, mitbedacht und Lösungen für den konkreten Einzelfall erarbeitet werden. 

Zu diesen Faktoren zählen:

• Skalierbarkeit:

Um eine Überlastung der Legacy-Systeme durch die, nach der Integration in das IoT, zumeist beträchtlich höhere Datenlast zu vermeiden, muss vorab festgelegt werden, ob die Aufrüstung einzelner Hardware notwendig ist. Nur so kann sichergestellt werden, dass der Zustrom von Echtzeitdaten, die von IoT-Geräten erzeugt werden, später bewältigt werden kann.

• Sicherheit: 

Cyberangriffe und andere Bedrohungen durch Sicherheitslücken nach der IoT-Integration lassen sich vermeiden, indem neben sicheren Schnittstellenprotokollen auch deren kontinuierliche Aktualisierung nicht vernachlässigt wird. Umfassende, individuelle Security-Lösungen wie KontronOS schützen Systeme zusätzlich dadurch, dass sie nicht von außen verändert werden können. 

• Kompatibilität: 

Probleme hinsichtlich der Kompatibilität von Legacy-Systemen zu überbrücken, erfordert eine detaillierte Infrastrukturbewertung potenzieller Kompatibilitätsprobleme und eine ganzheitliche Integrationsstrategie. Middleware-Tools und -Technologien erleichtern den nahtlosen Datenaustausch und die Kommunikation zwischen dem Altsystem und der neuen Umgebung und gewährleisten eine reibungslose Interkonnektivität.

• Datenintegration: 

Wichtig für die Datenintegration ist, dass alle Daten aus unterschiedlichen Quellen in einer zentralen Softwarelösung mit strukturierter Datenbank zusammenlaufen. Zum Beispiel werden dafür MES oder Leitsysteme genutzt aber auch Cloud-Plattformen können als Zielsystem für die strukturierte Datensammlung verwendet werden. 

• Interoperabilität: 

Die vorausschauende Implementierung von Gateways für die Optimierung der Kommunikation, sowie die Nutzung standardisierter Schnittstellen stellen sicher, dass auch nach der Umstellung keine Abstriche bei der Interoperabilität der Legacy-Systeme gemacht werden müssen.

Nach der Erarbeitung professioneller Lösungsmodelle für diese potenziell auftretenden Herausforderungen und technischen Flaschenhälse, wird die praktische Implementierung des Aufrüstungsprojekts umgesetzt. Für eine ganzheitliche Perspektive ist es dabei empfehlenswert, sich an einen Projektpartner zu wenden, der sowohl Erfahrung mit der Hardware- als auch der Softwareseite der IoT-Transformation besitzt. 

Evaluation und Optimierung

Die Vorbereitung und das initiale Setup sind beendet und die neuen Hardware- und Software-Systeme wurden installiert. Gerade bei Hochrisiko-Anwendungen, wie z.B. in der Pharmaindustrie, empfiehlt es sich nun, als leistungsfähiges Kontrollsystem, sogenannte Product-Lifecycle-Management Software (PLM) zu implementieren. Durch diese kann der Produktlebenszyklus anhaltend evaluiert, bewertet und gegebenenfalls angepasst werden, um die zuvor gesetzten Projektziele verlässlich zu erreichen.

Doch wie kann das gelingen? Durch das synergetische Zusammenspiel der Produkte KBox A-250 und FabEagle®Connect (siehe Connect-IoT-Bundle) kombiniert mit FabEagle®Monitoring, hat kontron susietec® hier eine ganzheitliche Lösung für die Evaluation der digitalen Transformation von Bestandsanlagen geschaffen. Wie das bereits erfolgreich implementiert wurde, können sie in diesem Use Case lesen. 

Eher sehr selten bzw. nur in hochrisiko Anwendungen (Pharma) und wenn dann heißt sowas "Product-Lifecycle-Management Software" (PLM)

Partner mit Expertise

Die strukturierte Durchführung all dieser Schritte erfordert die Mitarbeit von IoT-Experten oder in diesem Bereich geschulten Personal, an dem es vielen Unternehmen noch mangelt – insbesondere dann, wenn der Umstieg auf das IoT erst noch bevorsteht. Ein starker Partner wie kontron susietec®, der nicht nur über umfassendes Fachwissen verfügt, sondern darüber hinaus auch langjährige Erfahrung mit der Integration von IoT-Lösungen in bestehende Infrastrukturen besitzt, ist daher die wichtigste Komponente des Projekts.

Fazit: Mit den richtigen IIoT-Lösungen in die Zukunft 

In einer Welt, in der die Digitalisierung unaufhaltsam voranschreitet, ist die Integration des IoT in bestehende Systeme keine Option mehr, sondern eine Notwendigkeit. Anhand dieses Blogbeitrags konnten Sie einen Überblick über die wichtigsten Punkte bei der Integration von IoT in Legacy-Systeme gewinnen. 

Am Anfang steht dabei immer die lückenlose initiale Analyse, in der das Potenzial des jeweiligen Aufrüstungsprojekts dargestellt wird. Erst durch diese Auswertung wird sichtbar, welche aktiven und passiven Kosten Ihre Altsysteme bisher verursacht haben – und welche Chancen und Möglichkeiten Ihnen die Aufrüstung bietet. 

Der Schlüssel zum Erfolg liegt jedoch, wie gezeigt wurde, an der Erstellung eines überzeugenden und holistischen Plankonzepts, auf der Grundlage dieser Daten, für die professionelle Implementierung. Gerade bei der Überwindung essenzieller Herausforderungen, wie der Sicherstellung von System-Sicherheit, fortlaufender Kompatibilität und fehlerloser Datenintegration, wurde deutlich, dass ein starker Partner unerlässlich ist, damit die Reise zur Digitalisierung ein Erfolg wird. 

Der letzte Transformations-Abschnitt, die Evaluation, wird nach der Integration fortlaufend weiter vorgenommen und ermöglicht es Ihnen, auf der Basis wertvoller neuer Datensätze, granular die nächsten Schritte für die weitere Optimierung Ihrer Infrastruktur zu treffen.

Der digitale Wandel wartet auf niemanden – glücklicherweise ist die IoT-Integration in bestehende Systeme aber eine lösbare Herausforderung, wenn die richtigen Köpfe beteiligt sind und systematisch vorgegangen wird.

Sind Sie bereit für die digitale Evolution? kontron susietec® ist Ihr zuverlässiger, erfahrener Partner für die Integration von IoT in bestehende Infrastrukturen. Mit unserer langjährigen Expertise und einem Team von IoT-Spezialisten stehen wir Ihnen zur Seite, um Ihre Vision Wirklichkeit werden zu lassen. 

Kontaktieren Sie uns noch heute, um das Potenzial Ihres Projekts zu besprechen und die zahlreichen Vorteile von IoT voll auszuschöpfen. Gemeinsam gestalten wir die Zukunft Ihres Unternehmens.