Ansprechpartner Dr. Adam GontarzDr. Adam Gontarz
Bereichsleiter Digitalisierung, Innovation und Technologie
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Maschinenkonnektivität in der Werkzeugmaschinenbranche

Mit einer durchgehenden Maschinenanbindung die gesamte Produktion nicht nur überwachen, sondern auch aktiv steuern und optimieren – im Moment ist dies noch eine Zukunftsvision. Im Rahmen der Konnektivitätsinitiative umati schreitet die Entwicklung einer standardisierten Lösung für Produktionssysteme jedoch voran. Wer sollte sich damit auseinandersetzen und wo findet man fachliche Unterstützung? Adam Gontarz, Bereichsleiter Digitalisierung und Innovation bei Swissmem, hat Antworten.

Mit OPC 40501-1 liegt im Rahmen von umati (universal machine technology interface) eine erste technische Spezifikation fĂĽr 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 neun Standard-Anwendungsfälle (Use Cases) definiert. Erste Hersteller konnten den Standard bereits nutzen, effektiv eine 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 fĂĽr 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 beispielsweise dem Produktionsleiter, über ein Dashboard den Überblick über die Produktionsprozesse zu haben. Ohne umati ist dies zwar ebenfalls möglich, der Aufwand wäre jedoch um ein Vielfaches höher.

Man hat sich bei den Arbeiten im Rahmen der UA for Machine Tools zunächst auf die neun relevantesten 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.

Ausserdem umfasst umati deutlich mehr als nur Werkzeugmaschinen. Vielmehr sind Spezifikationen aus Messtechnik, Robotik, Kunststoffmaschinen, Bildverarbeitung und vielem mehr integriert. Diese Spezifikationen werden dank umati gleichartig implementiert. Das vereinfacht es fĂĽr den Kunden deutlich, da man sich sonst um alle genannten Spezifikationen alleine kĂĽmmern mĂĽsste.

Sie möchten mehr erfahren? Industrie 2025 und Swissmem bieten am 16. Mai 2023 ein Seminar rund um die Thematik Maschinenkonnektivität, umati und OPC 40501-1 an. Ziele sind:

  • Kenntnis der Grundlagen
  • Aus bisherigen Implementierungsverfahren lernen
  • Notwendige strategische und organisatorische Voraussetzungen kennen
  • Beispiele aus der Praxis

Programm und Anmeldung

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.

Das Interview fĂĽhrte Gabriela Schreiber, Swissmem.

Wer steht hinter umati?

umati (universal machine technology interface) ist die globale Initiative für offene Kommunikationsschnittstellen für den Maschinen- und Anlagenbau und seine Kunden. Maschinenbauer, Softwarehersteller, Komponentenlieferanten und Anwender haben sich zu einer starken Gemeinschaft zusammengeschlossen. Gegenwärtig 300 Partner aus aller Welt treiben die Nutzung offener, standardisierter Schnittstellen auf Basis von OPC UA Companion Spezifikationen voran. umati sorgt für deren identische Umsetzung, bietet eine Plattform zum Erfahrungsaustausch, schafft Sichtbarkeit im Markt und ermöglicht die praktische Demonstration von Mehrwerten unter https://umati.app. umati wird getragen von VDMA und VDW.

 

 

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Letzte Aktualisierung: 27.04.2023