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Technische Energiemanagementsysteme (kurz und im Folgenden tEnMS) in der produzierenden Industrie dienen heute meinst dem Messen, Speichern und Auswerten von Energieverbrauchsdaten. Allerdings besteht auch die Möglichkeit der Vorhersage und aktiven Einflussnahme auf die Energieaufnahme von Produktionsumgebungen durch das tEnMS. Derartige Funktionen werden als Prognose- und Lastmanagementfunktionen bezeichnet. Industrielle Produktionsumgebungen erfahren im Rahmen von Industrie 4.0 einen Wandel. Dieser Beitrag soll aufzeigen, wie tEnMS durch den beschriebenen Wandel beeinflusst werden und welche Chancen sich daraus für zukünftige tEnMS ergeben.

Die Studie gibt einen Überblick über Energiemanagementfunktionen und deren Integration in Automatisierungssysteme. Sie besteht aus den folgenden Teilen: 1.) Bestandsaufnahme und Marktübersicht von Energiemanagementsystemen, insbesondere von den an der Studie beteiligten Firmen und zwei weitere Produkte als Referenz. 2.) Anwenderinterviews mit Anwendern aus verschiedenen Schlüsselindustrien der Prozess- und Fertigungsautomatisierung zur Evaluierung künftiger Anforderungen und Erwartungen an ein Energiemanagement insbesondere auch im Hinblick auf die Integration in Automatisierungssysteme. 3.) Bedeutung des Energiemanagements in der Zukunft und daraus abzuleitende Maßnahmen.

Aufgrund der klimatischen Veränderungen und steigender Energiepreise hat das nachhaltige und umweltbewusste Handeln in den letzten Jahren an Bedeutung gewonnen. Um dieses Handeln zu unterstützen, können Unternehmen Energiemanagementsysteme nach dem ISO-Standard 50001 einführen. Diese Systeme ermöglichen es u. a. Energieverbräuche in einem Energie-Monitoring visuell aufzubereiten und auf Basis der Ergebnisse Analysen durchzuführen. Aus den Ergebnissen der Analyse können Energieeffizienzmaßnahmen abgeleitet werden. Nach einer Überprüfung der energetischen Optimierung kann der Zyklus erneut beginnen, sodass eine kontinuierliche Verbesserung der Energieeffizienz erfolgen kann. Im industriellen Umfeld bestehen jedoch noch Hindernisse in Bezug auf eine einheitliche Auswertung von Energiedaten für ein effektives Energiemanagement. Verschiedene semantische Interpretationen von Energiedaten und proprietäre Datenformate erschweren die Einrichtung und Erweiterung von Energiemanagementsystemen. Im Rahmen des IGF-Vorhabens "IoT_EnRG" wurde ein universelles Energieinformationsmodell entwickelt. Dieses Modell ermöglicht es, Energiedaten eine einheitliche Semantik zu geben, damit diese einfacher interpretierbar werden. Durch die Anwendung des Energieinformationsmodells können Energiedaten schneller und mit weniger Engineering-Aufwand in technische Energiemanagementsysteme integriert werden. Diese Integration war bisher erschwert, denn konventionelle Lösungen konnten für die Interpretation der Energiedaten aus unterschiedlichen Quellen der Feldebene verschiedene proprietäre Semantiken unterschiedlicher Kommunikationsprotokolle verwenden. Der Ansatz des universellen Energieinformationsmodells reduziert den Engineering-Aufwand technischer Energiemanagement-Systeme und unterstützt die Industrie bei der Installation von Energiemanagementsystemen für eine sparsame und klimaneutrale Produktion. Die Ergebnisse des Vorhabens wurden der Joint Working Group "Power Consumption Management" [1] übergeben, die sich das Ziel gesetzt hat, einen einheitlichen OPC UA-Standard für Energieinformationen auf Basis des entwickelten Modells in Form einer OPC UA Companion Spezifikation zu erarbeiten. Durch die Übergabe der Forschungsergebnisse in die Joint Working Group konnte eine nachhaltige Nutzung der Forschungsergebnisse sichergestellt werden, die deutlich über den Keis der Unternehmen im projektbegleitenden Ausschuss hinausgeht. Das Ziel des Vorhabens wurde erreicht.

Dieses Dokument befasst sich mit der IT-Sicherheit von Produktionsanlagen. Es richtet sich an kleine und mittlere Unternehmen, welche auf der Suche nach einem einfachen Vorgehensmodell für die Sicherstellung der IT-Sicherheit im Produktionsbereich sind. Um Leser für die Notwendigkeit der IT-Sicherheit von Produktionsanlagen zu sensibilisieren, werden in Kapitel 2 Sicherheitsvorfälle dargestellt. Es zeigt sich, dass Cyber-Angriffe auf Produktionsanlagen heute kein Zufall mehr sind, sondern auf einem gezielten Vorgehen beruhen. Danach folgt in Kapitel 3 ein Überblick über die wichtigsten Normen und Empfehlungen zum Themenfeld „IT-Sicherheit in der Produktion“. Kapitel 4 entwickelt an Hand eines Zehn-Punkte-Plans ein Konzept für den Aufbau eines IT-Sicherheitssystems für kleine und mittlere Unternehmen (KMU). Dabei liegt der Schwerpunkt nicht nur auf den technischen, sondern insbesondere auch auf den häufig vernachlässigten organisatorischen Maßnahmen. Abschließend gibt Kapitel 5 einen Ausblick auf künftige Anforderungen und Lösungen im Kontext von Industrie 4.0

Dieses Research Paper befasst sich mit dem Thema der Hochverfügbarkeit von Automatisierungsnetzwerken am Beispiel von PROFINET. Anhand von verschiedenen PROFINET-Topologien soll verdeutlicht werden, durch welche Maßnahmen eine hohe Verfügbarkeit erzielt werden kann. Zuvor wird mithilfe von grundliegenden Berechnungsbeispielen gezeigt, wie sich die Verfügbarkeit eines technischen Systems ermitteln lässt. Anschließend erfolgt für die Betrachtung der Gesamtverfügbarkeit einer PROFINET-Anlage eine genaue Bestimmung der jeweiligen Verfügbarkeitswerte für die einzelnen PROFINET-Geräte. Ein besonderes Augenmerk richtet sich hierbei speziell auf die Verwendung von IO Devices mit redundanten bzw. nicht-redundanten Interfacemodulen. Für das Erzielen einer hohen Verfügbarkeit sind nicht nur PROFINET-Geräte von entscheidender Bedeutung, sondern auch die Stuktur des PROFINET-Netzwerks. Im Zusammenspiel mit den bereits existierenden Redundanzprotokollen, die für die Verwaltung des Datenverkehrs zuständig sind, werden in diesem Bericht mehrere Topologien anhand verschiedener Eigenschaften und Voraussetzungen auf ihre Vor- und Nachteile untersucht und entsprechend ihrer Gesamtverfügbarkeitswerte bewertet. Dieses Research Paper basiert im Wesentlichen auf der Bachelorarbeit von Herrn Sebastian Stelljes an der Hochschule Hannover. Im Nachgang zur Arbeit wurden noch weitere Aspekte untersucht und mit den Inhalten der Bachelorarbeit zu diesem Research Paper zusammengeführt.