Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Beitrag drucken

Integration

Reisestecker für die Industrie 4.0?

Die heterogene Landschaft von Maschinen und deren Steuerung in einem Fertigungsbetrieb stellt Betreiber häufig vor Herausforderungen und unkalkulierbare Kosten bei der Integration. Hier ist der Einsatz von Standards wie OPC UA ein Schlüssel zum Erfolg.



Bild: ©MyImages – Micha/Shutterstock.com

Erweiterbares Framework

Ein standardisiertes Framework soll die kontinuierliche Erweiterbarkeit um neue Technologien, Systeme, Kommunikationsformen und nicht zuletzt Erkenntnisse erleichtern. Konkret: Eine neue Maschine meldet sich am Produktionsnetzwerk an, gibt Informationen über Fähigkeiten und Kapazitäten bekannt und wird automatisch in den Produktionssystemverbund aufgenommen. Da jede Maschine beziehungsweise deren Steuerung in einem beliebigen Format kommuniziert – wenngleich oft bereits im OPC UA-Standard − verwalten viele Unternehmen eine heterogene Infrastruktur. Es kann also auch eine andere Kommunikationsform sein. Die Aufnahme in den Systemverbund erfolgt so: Für jede Schnittstelle, teilweise proprietär, wird ein Adapter entwickelt, der Kommunikation und Information auf OPC UA-Standard umsetzt. Somit findet die Homogenisierung mittels OPC UA auf übergeordneter Ebene statt.

Da Adapter wiederverwendbar sind, erfolgt die Integration nicht durch herkömmliche Schnittstellen-Integration, sondern durch ein zweistufiges Verfahren der Umsetzung der Schnittstelle auf einen gemeinsamen Standard, über den mit den vereinbarten Technologien kommuniziert werden kann. Die Abbildung oben stellt den schematischen Aufbau eines standardisierten Kommunikationsframework dar: in mehreren Ebenen werden einzelne beteiligte Komponenten und deren Beziehung zueinander erklärt. In der Planung werden alle Informationen und Vorgaben definiert, die den Fertigungsprozess, dessen Arbeitsschritte, den Ablauf sowie die Abhängigkeiten zu- und voneinander beschreiben. Dies dient außerdem dazu, jeden Prozess einzeln abzusichern. Im Shop Floor werden exemplarisch drei am Prozess beteiligte Maschinen oder Anlagen dargestellt, die ihre Aufgaben erfüllen, dabei jedoch zusätzlich noch die jeweiligen In- und Outputs bezüglich Validierungen und Verschränkungen berücksichtigen müssen:

  • Identifizierung des verarbeitetes Teiles (Charge, Seriennummer)
  • Prüfung, ob es verarbeitet werden darf und gegebenenfalls Ausschleusung
  • Prüfung, ob vorgegebene Reihenfolge eingehalten wurde
  • Prüfung, ob sonstige Bedingungen erfüllt sind
  • Prüfergebnisse und Prozessdaten, die während oder am Ende der Bearbeitung ermittelt werden

Alle gesammelten Informationen und deren Parameter für Validierung, Ereignisse, Alarme werden dann zur Fehlervermeidung verwendet, über die individuellen Schnittstellen auf OPC UA umgesetzt, schließlich zentral im Industriecockpit zusammengeführt und rollenspezifisch visualisiert.



Schema eines standardisierten Kommunikationsframeworkes.
Bild: Pickert & Partner GmbH


Die Basis für Industrie 4.0

Die Integration beteiligter Systeme und Anlagen ist Grundlage für Industrie 4.0. Ohne Integration keine Information, ohne Information keine Organisation, ohne Organisation auftretende Fehler. Die Verwendung von Standards wie OPC UA schafft Abhilfe gegen hohen Investitionsbedarf bei mittelständischen Unternehmen, da nur selten programmiert werden muss. Hürden können zum Beispiel fehlende offene IT-Architekturen zum einfachen Datenaustausch, veraltete Systeme, typische Insellösungen sein.

Information: Wissen muss dokumentiert und kommuniziert werden. Sind Informationen nicht über den gesamten Produktlebenszyklus transparent, ist jeder weitere Prozessschritt risikobehaftet oder gar sinnlos. In Produktion und Qualität anfallende Daten müssen bereits zum Zeitpunkt ihres Entstehens den intelligenten Monitoring- und Analysesystemen zur Verfügung stehen. Eine Viel-hilft-viel-Mentalität hilft gerade nicht: der jeweilige Betrachter benötigt die richtige Information zur richtigen Zeit am richtigen Ort, um Entscheidungen zu treffen.

Reaktion: Mit passender Strategie lassen sich viele Fehler vermeiden. Jeder vermiedene Fehler spart eine Reaktion, erst im Fall des Auftretens muss gehandelt werden. Dies wird mit der zuvor beschriebenen Integration und gezielter Lenkung von Informationen deutlich beschleunigt.

Entscheidungsbefähigung: Anwender aller Ebenen müssen gute Entscheidungen treffen können. Jeder sollte das Gefühl haben, Prozesse beeinflussen und treiben zu können, anstatt von ihnen getrieben zu werden. Ständig steigende Komplexität macht es notwendig, dass nicht zu viele oder gar sinnlose Informationen verteilt werden und dass eingesetzte IT-Systeme intuitiv und bedarfsgerecht angewendet werden können. Werden all diese Themen und Anforderungen berücksichtigt, sind Unternehmen der Produktion im Sinn von Industrie 4.0 schon einen großen Schritt näher. Sinnvoller und effizienter Datenaustausch in der Produktion, zwischen Maschinen und Steuerungen sowie deren Integration sind Basis auf dem Weg dorthin.

google plus


Das könnte Sie auch interessieren:

Viele Entscheidungen basieren auf indirektem Wissen und Empfinden. Objektivierung ist teuer und aufwendig. Eine regelmäßige Erhebung des Kundennutzens findet meist nicht statt. Software kann produzierenden Unternehmen dabei helfen, an aussagekräftige Informationen über die Nutzung ihrer Produkte im Feld zu gelangen.‣ weiterlesen

Auch im Maschinen- und Anlagenbau legt der Schnittstellenstandard OPC UA zunehmend die Regeln für die Zusammenarbeit fest. Er befähigt die Hersteller, ihre Fertigungen digital zu vernetzen - und lässt die Umsetzung der Vision Plug&Work immer näher rücken.‣ weiterlesen

Die Umsatzerwartungen der deutschen Maschinenbauer sind für 2019 deutlich zurückgegangen. Das geht aus dem aktuellen Maschinenbaubarometer derWirtschaftsprüfungs- und Beratungsgesellschaft PWC hervor. Das größte Wachstumshindernis der Branche bleibt dabei der Fachkräftemangel.
‣ weiterlesen

Mit der Lösung Craftengine von Viking Heat Engines können sich selbst entlegene Winkel auf der Erde quasi autark mit Energie versorgen. Ein Ausfall dieser Abwärmeverstromung kann sehr teuer oder sogar gefährlich werden. Mit dem Fernwartungssystem eWon von Wachendorff werden die Anlagen deshalb über Funk überwacht.‣ weiterlesen

Beim starren Prozessmanagement der 90er und 2000er Jahre wurde möglichst alles in feste Prozesse gegossen, die dann in Software abgebildet wurden. Diese Herangehensweise wird in der Zukunft nicht mehr funktionieren.‣ weiterlesen

Der Simulationsexperte Altair hat seine Führungsspitze erweitert. Amy Messano ist neue Chief Marketing Officer und Ubaldo Rodriguez übernimmt die Position SVP Global Sales. Damit baut das Unternehmen seine weltweite Vertriebs- und Marketingorganisation weiter aus.‣ weiterlesen

Anzeige
Anzeige
Anzeige