ZusammenfassungEin Aspekt von Industrie 4.0 Netzwerken ist die Fusion von OT und IT in ein flexibles, performantes und konvergentes Netzwerk. In zukünftigen Netzwerken verwendete Technologien sind die Spezifikationen der IEEE 802.1 Time-Sensitive Networking Task Group und OPC UA, die in Kombination das Aufbauen von interoperablen Applikationen und den Austausch von Daten unterstützen. Um diese Vorteile nutzen zu können werden Geräte benötigt, die ihre Datenfähigkeiten und -anforderungen mit einer aussagekräftigen Verwaltungsschale repräsentieren. Dieser Beitrag kombiniert die Aspekte von konvergenten Netzen mit Geräten, die bisher in OT Netzwerken betrieben werden. Hauptpunkt ist ein Konzept einer Verwaltungsschale auszuarbeiten und vorzuschlagen, welches die Herausforderungen von IIOT aus einer datengetriebenen Sicht berücksichtigt. Das Konzept beinhaltet eine gemeinsame Schnittstelle für Produktionsgeräte, das Bereitstellen und Anfordern von Daten, zeitsensitive Streams und eine Schnittstelle für netzwerkspezifische Konfiguration. Außerdem wird das Konzept auf einen industriellen Use Case mit den Technologien TSN und OPC UA angewendet. Dafür werden zeitsensitive Geräte mit switched-endpoint Fähigkeiten genutzt. Diese Geräte werden um Funktionalitäten der vorgeschlagenen Verwaltungsschale erweitert, um sie in zukünftigen konvergenten IIOT-Netzen zu nutzen und flexibel Daten auszutauschen.
Versatile production systems are a main concept of Industrie 4.0. In order to achieve the needed flexibility and changeability of those systems, the industrial network has to become more adaptable as well. The density of the interconnection between industrial applications increases as well as the interconnection of the industrial network management and these applications. In order to configure the industrial network appropriately, a network management has to be able to identify the requirements of the industrial applications regarding their needed network services and the quality of service. Furthermore, it can be enabled to find alternative configurations, if certain requirements cannot be met, even if it has to influence the industrial process itself.This paper presents a solution that uses Software-defined Networking (SDN) and OPC UA in combination and achieves a higher amount of flexibility by interacting with the industrial process. For this, the network management gets enabled to influence the industrial process if the quality of service demands of the industrial applications cannot be guaranteed. Additionally, it is able to switch network paths to alternative routes and configures them by using OpenFlow-based SDN switches. The solution is implemented according to a described industrial use case, which underlines the necessity of this solution.
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