Font size

Völlig neue Stufe der Wertschöpfung

  •  

Interview mit Dr. Christian Mosch, VDMA Forum Industrie 4.0, Normung und Standardisierung

28.11.2017

Im Zeitalter von Industrie 4.0 müssen Produktionsanlagen, Maschinen und Komponenten herstellerunabhängig zusammenarbeiten können. Welche Bedeutung dabei der offene Industrie-Standard OPC UA hat und welche neuen Optionen sich dadurch der Industrie eröffnen, erläutert VDMA-Experte Dr. Christian Mosch im Gespräch mit DIE MESSE.

 - Dr. Christian Mosch, VDMA Forum Industrie 4.0, Normung und Standardisierung
© VDMA
Dr. Christian Mosch, VDMA Forum Industrie 4.0, Normung und Standardisierung

Herr Dr. Mosch, für eine erfolgreiche Einführung von Industrie 4.0 ist der herstellerunabhängige Austausch von Daten in der Produktion wichtig. Warum?
Maschinen und Komponenten arbeiten in Produktionsanlagen im Verbund. Diese Zusammenarbeit muss dabei in abgestimmter Weise geschehen. Hierbei wird auch von Interoperabilität gesprochen. Die Interoperabilität von Produktionsanlagen, Maschinen und Komponenten ist zunehmend eine der wichtigsten Anforderungen an die Industrie-4.0-Kommunikation.
Sie soll herstellerunabhängig sein, denn nur so können ein hersteller­unabhängiges Plug & Work, die unternehmensübergreifende Zustandsüberwachung (Condition Monitoring) oder gar die vorausschauende Instandhaltung für alle Betriebsmittel und Prozesse in der Produktion erfolgen – ganz gleich, von welchem Hersteller diese stammen. Dies befähigt die Unternehmen auch in Zukunft flexibel zu agieren.

Was leistet hierbei der offene Standard OPC UA?
Die Fokussierung auf den Schnittstellenstandard OPC UA in der Produktion ist eine Grundlage für die hersteller­unabhängige Interoperabilität und auch für Industrie 4.0. OPC UA definiert die Mechanismen der Interoperabilität zwischen Produktionsanlagen, Maschinen und Komponenten. OPC UA etabliert sich zunehmend für die Industrie-4.0-Kommunikation bei den kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU) des Maschinen- und Anlagenbaus. Der Grund hierfür ist, dass es sich bei OPC UA um einen genormten und vor allem offenen Schnittstellenstandard handelt. Kleine und mittelständische Maschinenbauunternehmen können die Geräte- und Fähigkeitsbeschreibungen ihrer Produkte in einem offenen Schnittstellenstandard abbilden.

 - Im Zeitalter von Industrie 4.0 müssen Produktionsanlagen, Maschinen und Komponenten herstellerunabhängig zusammenarbeiten können.
© Dieter Poschmann / pixelio.de
Im Zeitalter von Industrie 4.0 müssen Produktionsanlagen, Maschinen und Komponenten herstellerunabhängig zusammenarbeiten können.

Die Industrie-4.0-Kommunikation auf Basis von OPC UA kann schrittweise erfolgen. Um welche Migrationsschritte handelt es sich?
Grundvoraussetzung für den Einsatz von OPC UA zur Industrie-4.0-Kommunikation ist eine bestehende Netzwerkinfrastruktur. Im Detail muss es sich hierbei um ein auf dem Internet-Protokoll (IP) basierendes Netzwerk handeln, wie es aus dem Office-Bereich bekannt ist. Auf dieser Grundlage kann OPC UA bereits als einheitliche Schnittstelle für den maschinenübergreifenden Informationszugriff, zum Beispiel von Condition-Monitoring-Systemen, genutzt werden. Hierbei werden für die Überwachung einer Maschine oder Anlage relevante Parameter in einem ersten Schritt manuell in das Condition-Monitoring-System eingebunden. Dies bietet bereits einen großen Mehrwert im Vergleich zur Integration über viele unterschiedliche Kommunikationslösungen. Mit weiterführenden OPC UA Companion Specifications kann darüber hinaus der Anwendungsfall Plug & Work realisiert werden. Dies stellt die nächsthöhere Stufe der Industrie-4.0-Kommunikation dar.
Die Kernfunktionalitäten von Produktionsanlagen, Maschinen und Komponenten sind herstellerunabhängig in den OPC UA Companion Specifications beschrieben. Somit lassen sich diese auf die gleiche Weise integrieren und verwenden. Weitergehend können sich die Hersteller aber auch in puncto Leistung und Effizienz unterscheiden. Nicht alles muss und soll standardisiert werden. Know-how von Maschinen- und Anlagenbauern, wie die Funktionen zur Optimierung, kann durch definierte Berechtigungen von OPC UA granular geschützt werden.

Sie referieren am 28. November auf dem Automation 4.0 Summit über OPC UA Companion Specification Standards des VDMA. Welche weiteren Aspekte rücken Sie dabei in den Vordergrund?
Bei OPC UA muss grundsätzlich zwischen zwei Sichtweisen unterschieden werden: Die eine Sicht ist die Kommunikationstechnologie von OPC UA. Client/Server- oder Publisher/Subscriber-Architekturen sind hier zu nennen. Die zweite Sicht ist die Informationstechnologie. Das bedeutet, dass Geräte- und Fähigkeitsbeschreibungen in definierten OPC UA Companion Specifications beschrieben werden. Und genau hierauf fokussiert der VDMA. Denn eine OPC UA Companion Specification ist eine herstellerübergreifende Geräte- und Fähigkeitsbeschreibung, welches die eigentliche Schnittstelle zwischen Komponenten, Maschinen und Anlagen darstellt.
Mit einer konkreten OPC UA Companion Specification kann also eine neue Maschine einfacher in eine Anlage integriert werden, da die wesentlichen Informationen bei allen Herstellern gleichermaßen beschrieben sind. Hierzu zählen die Beschreibung des Herstellernamens, des Gerätetyps und der Prozessdaten wie beispielsweise Temperaturen, Drücke, Vorschubgeschwindigkeiten oder Zykluszeiten. Das Prinzip ähnelt dem bekannten USB-Standard im Office-Bereich. Smartphones, Drucker und Peripheriegeräte können über den USB-Standard mit dem Computer einfach verbunden werden. Grundlage sind auch hier die standardisierte Beschreibung von Geräte- und Fähigkeitsinformationen. Smartphones, Drucker und Peripheriegeräte geben selbstständig Auskunft über ihren Herstellernamen, den Gerätetyp und ihre Fähigkeiten. Der Rechner erkennt auf dieser Grundlage, welches Gerät angeschlossen ist.

Ein Ausblick: Welche neuen Optionen eröffnen sich Maschinen- und Anlagenbauern künftig durch die Einführung der Industrie-4.0-Kommunikation?
Mit der Schnittstellenstandardisierung und der damit einhergehenden fortschreitenden Festlegung der Industrie-4.0-Kommunikation kommt für den Maschinen- und Anlagenbau ein neues Geschäftsfeld hinzu. Ergänzend zum Verkauf der physischen Produkte werden die Unternehmen in die Lage versetzt, mit den Informationen über ihre Geräte neue Geschäftsfelder zu erschließen.
Daten und Informationen sind ein ergänzendes Produkt, auf dessen Grundlage sich neue Dienstleistungsmodelle anbieten lassen. Condition Monitoring oder Predictive Maintenance sind dabei nur kleine Bausteine im entstehenden Wertschöpfungsnetzwerk. Die zukünftige Plattformökonomie schafft eine völlige neue Stufe der Wertschöpfung zwischen den Unternehmen, unabhängig davon, ob es sich hierbei um Kunden, Zulieferer oder Dienstleister handelt.