Mit OPC 40501-1 liegt im Rahmen von UMATI (universal machine technology interface) eine erste technische Spezifikation für Werkzeugmaschinen vor. Was heisst das?
Adam Gontarz: Die Spezifikation ist Teil des OPC-UA-Standards und regelt die Datenmodellierung für industrielle Produktionssysteme. Der Standard definiert eine einheitliche Sprache zur Beschreibung von Daten und Informationen in der industriellen Umgebung. Der Vorteil liegt darin, dass hier eine universelle Konnektivitätslösung angestrebt wird, die grundsätzlich eine maschinen- und herstellerübergreifende Vernetzung ermöglicht.
Wo steht der Standard aktuell?
Teil 1 des Standards ist bereits released (öffentlich). Hier sind auch bereits die 12 Standard-Anwendungsfälle (Use Cases) definiert. Erste Hersteller konnten den Standard bereits nutzen, effektiv Umsetzung als auch eine Validierung im Feld durchführen. Auch bestehen bereits Dashboards und andere Applikationen, die auf diesem Standard aufbauen. Die aktuellen Arbeiten im Entwicklungsgremium lassen sich in drei strategische Ausrichtungen unterscheiden:
- Konnektivität der Peripherie: Wie können die Subsysteme wie beispielsweise Roboterarme oder Absaugvorrichtungen mit der Maschine verbunden werden?
- Erweiterte KPIs/Reporting: Die Maschine oder Anlage wird fähig, eigenständig ihre Leistung zu berechnen, beispielsweise bei der Effizienz oder dem Stromverbrauch.
- KPIs für Legacy: Wie lassen sich ältere Maschinen, die bereits im Einsatz sind, mit dem neuen Standard koppeln?
Was ist heute in der Anwendung schon möglich?
UMATI ist heute eine verhältnismässig einfache Lösung, um Anlagen an ein Produktionsüberwachungssystem anzubinden und damit ein High-Level-Reporting zu ermöglichen. Dies erlaubt, z.B.dem Produktionsleiter, über ein Dashboard den Überblick über die Produktionsprozesse zu haben. Ohne UMATI ist dies zwar ebenfalls möglich, der Aufwand wäre jedoch ein Vielfaches höher.
Man hat sich bei den Arbeiten im Rahmen von UMATI auf 12 relevante Use Cases geeinigt. Diese Anwendungsfälle beschreiben konkret und sehr detailliert, was man mit den Daten machen kann, die anfallen. Ein solcher Standard-Anwendungsfall kann dann auch auf den individuellen Bedarf angepasst und erweitert werden.
Doch das Potenzial ist viel grösser.
Nämlich?
Alle Standards, die es bisher gab, hatten nur diese eine Fähigkeit: Sie konnten Daten lesen. Mit OPC UA gibt es nun darüber hinaus die Möglichkeit, auch zu schreiben. Wenn die Maschine Daten schickt, die ein Eingreifen erforderlich machen, kann man der Anlage Anweisungen geben. Im Moment ist diese Write-Funktion jedoch noch nicht in der Anwendung.
Welche Unternehmen sollten sich mit dem Thema befassen?
Ich empfehle das allen Unternehmen in der Produktionstechnik: Anwender, Hersteller, Integratoren, aber selbstverständlich auch Verbände, die UMATI verstehen und promoten sollten – es handelt sich hier um einen wesentlichen Baustein für die effektive Umsetzung von Industrie 4.0-Anwendungen.
Wo liegen in der Praxis für Unternehmen die grössten Herausforderungen?
Es ist anspruchsvoll, diese Anwendungen auf den individuellen Bedarf herunterzubrechen, so dass damit ein effektiver Kundennutzen generiert werden kann. Wir kennen auch Maschinenhersteller, die sagen, unser Kunde fragt derzeit nicht danach. Das Problem ist aber, wenn sich dies irgendwann ändert und der Hersteller sich erst dann mit der Thematik befasst, braucht er in der Regel etwa 9 bis 12 Monate für die Implementierung.
Ebenfalls eine Herausforderung ist die benötigte IT-Kompetenz. Die Vernetzung von Produktionssystemen ist eine komplexe Angelegenheit. Man muss sich das zusätzliche Know-how entweder einkaufen oder die Mitarbeitenden entsprechend weiterbilden.
Weitere kritische Themen sind die Datensicherheit oder auch die Heterogenität der Maschinen und Systeme, wenn sie von verschiedenen Herstellern stammen, die unterschiedliche Schnittstellen und Protokolle verwenden.