Die Zukunft der Konnektivität: Die Welt der Machine-to-Machine-Kommunikation entschlüsseln

In der sich ständig weiterentwickelnden Technologielandschaft hat die Machine-to-Machine (M2M)-Kommunikation erheblich an Dynamik gewonnen.

Da Unternehmen weiterhin nach intelligenteren, schnelleren und effizienteren Möglichkeiten suchen, ihre Systeme, Geräte und Sensoren miteinander zu verbinden, ist die M2M-Kommunikation zu einem wichtigen Bestandteil der Initiativen von digitale Transformation geworden.

In diesem Beitrag erfahren Sie mehr über die Entwicklung der Machine-to-Machine-Kommunikation und darüber, wie Hersteller die M2M-Technologie nutzen, um Industrieanlagen in ihrem Betrieb zu vernetzen.

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Machine-to-Machine (M2M)-Kommunikation bezieht sich auf den nahtlosen Austausch von Informationen und Daten zwischen verschiedenen Maschinen, Sensoren und Kontrollsystemen innerhalb einer Produktionsumgebung. Diese fortschrittliche Form der Kommunikation ermöglicht Echtzeitüberwachung, Datenanalyse und automatisierte Entscheidungsfindung, wodurch letztendlich Prozesse rationalisiert, die Effizienz verbessert und die Betriebskosten gesenkt werden.

Durch die Nutzung der M2M-Kommunikation können Hersteller von datengestützten Erkenntnissen profitieren, die es ihnen ermöglichen, Produktionsabläufe zu optimieren, den Zustand der Anlagen zu überwachen und den Wartungsbedarf vorherzusagen. Dieses vernetzte Netzwerk von Maschinen bildet die Grundlage von Industrie 4.0, wo die Synergie zwischen intelligenten Fabriken und Spitzentechnologie, wie dem industriellen Internet der Dinge (IIoT), Innovation und Wachstum in der Fertigung vorantreibt.

Im Wesentlichen ebnet die M2M-Kommunikation in der Fertigung den Weg für eine agilere, flexiblere und intelligentere Produktionsumgebung, die es den Unternehmen ermöglicht, sich an die veränderten Marktanforderungen anzupassen, die Produktivität zu steigern und in einer zunehmend vernetzten Welt einen Wettbewerbsvorteil zu behalten.

Da es sowohl bei Industrial IoT als auch bei M2M um die Kommunikation zwischen vernetzten Einheiten geht, kann es zu einer gewissen Verwechslung zwischen den beiden Begriffen kommen.

Die Unterscheidung ist folgende: IIoT bezieht sich auf das breitere System verbundener, kommunizierender Geräte, während M2M sich auf direkte Informationstransaktionen zwischen zwei Geräten bezieht. Ein Drehzahlsensor, der die Spindeldrehzahl einer Mühle misst und Daten an ein Edge-Gerät sendet, wäre also ein Beispiel für die Maschine-zu-Maschine-Kommunikation, die das industrielle Internet der Dinge ausmacht.

Der wichtigste technologische Wandel bei M2M besteht darin, dass viele Netzwerke keinen zentralen Knotenpunkt, wie z.B. eine traditionelle SPS, benötigen.

Produktionsnetzwerke setzen auf dezentralisierte Modelle, die durch Edge Computing unterstützt werden.

Früher waren die Netzwerkarchitekturen in der Fertigung zentralisiert. Alle in der Fertigung generierten Informationen wurden an ein System weitergeleitet, das das gesamte Netzwerk kontrollierte.

Das Blatt wendet sich jedoch. Drahtlose Konnektivität ist die Norm, und die Hersteller haben sich die Cloud zu eigen gemacht.

Dezentrale Netzwerke sind für M2M wichtig. Anstatt ein Kabel von der SPS zu einem Gerät zu verlegen, kann ein drahtloser Sensor Informationen direkt dorthin senden, wo sie benötigt werden. Das kann immer noch die SPS sein, aber auch eine Fertigungsanwendung, ein MES, einen Bürocomputer oder das Telefon eines Technikers.

Bei der Skalierung verbundener Geräte kann die Sicherheit ein Problem darstellen.

M2M-Geräte verfügen jedoch oft über integrierte Sicherheitsfunktionen wie Verschlüsselung. Da die Kommunikation nur zwischen zwei Geräten stattfindet, ist eine Ende-zu-Ende-Verschlüsselung möglich. Das bedeutet, dass sich jemand mit böswilligen Absichten direkt Zugang zu einem der Geräte verschaffen müsste. Selbst dann können Passwortschutz und Firewalls eine robuste, sichere M2M-Kommunikation gewährleisten. Wenn die Informationen nur von einem Gerät zum anderen gesendet werden und jedes Gerät keine weiteren Verbindungen hat, wären bei einem böswilligen Zugriff nur die Informationen zwischen diesen Geräten gefährdet.

Die M2M-Kommunikation macht es zwar einfacher, Geräte zu verbinden, aber es gibt immer noch wichtige Faktoren, die die IT-Abteilung in der Fertigung berücksichtigen muss.

Wenn Sie eine M2M-Anwendung in Erwägung ziehen, ist es wichtig zu verstehen, welche Art von Netzwerk und Protokoll für das Produkt gilt. Gängige Netzwerke wie Wi-Fi, Zigbee, Bluetooth, Bluetooth Low Energy, sogar RFID, NFC und Funk sind in Geräten auf dem Markt zu finden. Jedes hat eine bestimmte Reichweite und Daten, die darüber gesendet werden können. Auch der Stromverbrauch und die Anzahl der Geräte, die Sie damit verbinden können, sind wichtige Details, die Sie kennen sollten.

Teil eines digitale Transformation Plans ist es, das Wo, Was und Wie der Integration eines M2M-Geräts zu verstehen.

Wo befinden sich Ressourcen, wie zum Beispiel Strom?

So etwas Einfaches wie die Frage, ob ein M2M-Gerät Zugang zu Strom hat, ist wichtig. Eine der größten Sorgen bei der Skalierung von M2M- und IoT -Geräten ist die Frage, wie viel Zeit mit dem Austausch von Batterien verbracht wird, wenn ein Gerät keinen Strom hat.

Wie groß ist der Abstand zwischen den Geräten?

Jedes Protokoll für die drahtlose Kommunikation bietet eine Reihe von Entfernungen für den Betrieb. Wenn Sie wissen, wohin die Daten gesendet werden, kann es sein, dass die Möglichkeiten des Protokolls oder der Frequenz, auf der es arbeitet, das zu verwendende Gerät einschränken. Die Protokolle beeinflussen im Allgemeinen, wie viele Daten und wie weit sie gesendet werden können. Beachten Sie auch, dass der Energieverbrauch umso höher ist, je mehr Daten und/oder je weiter die Daten gesendet werden.

Wissen Sie, was zwischen den Geräten liegt. Ein Dualband-Wi-Fi-Router kann zum Beispiel Daten mit 5 GHz schneller übertragen. Wenn die Anwendung jedoch erfordert, dass das Signal durch Wände, Decken usw. dringt, ist das 2,4-GHz-Band möglicherweise besser geeignet. Diese Details können den Unterschied ausmachen, ob M2M effektiv funktioniert oder Kopfschmerzen verursacht.

Wie viele Daten werden gesendet?

Während die Frequenz die Fähigkeit bestimmt, Wände zu durchdringen, gibt es noch eine andere Frequenz, auf die Sie bei der M2M-Kommunikation achten müssen: die Bandbreite. Damit ist gemeint, wie viele Daten übertragen werden können. Applications wie z.B. ein drahtloser Sensor braucht vielleicht nicht viel, aber eine Live-Streaming-Kamera, die mit einem anderen Gerät kommuniziert, benötigt eine höhere Bandbreite.

Außerdem hat jedes Protokoll eine Grenze, wie viele Signale gesendet und empfangen werden können. Wenn die Zahl der angeschlossenen Geräte steigt, kann Rauschen zu einem Problem werden. Vergewissern Sie sich, dass Sie bei der Planung einer digitalen Produktion wissen, wie Sie mit Rauschen zwischen Geräten umgehen, die auf denselben Frequenzen arbeiten.

M2M bietet neue Möglichkeiten zur Steuerung und Verfolgung von Fertigungsprozessen.

Es kann eine einfache Möglichkeit sein, neue Technologien in ältere Maschinen und Prozesse zu integrieren und nachzurüsten. Die Kommunikation zwischen zwei Maschinen ist zwar einfach, bietet aber viele Möglichkeiten, die die Pläne eines Unternehmens für eine digitale Infrastruktur zum Scheitern bringen können. Die oben genannten Details sind ein guter Ausgangspunkt, um sich darüber zu informieren, wie man M2M am besten erfolgreich einsetzt.