Vernetzung in der digitalen Fabrik

Juli 2018 | Handelsblatt | Innovation 4.0

Vernetzung in der digitalen Fabrik

PLUGandWORK ist eine innovative Lösung für die Integration von Maschinen und Geräten in die digitale Fertigung

PLUGandWORK: Maschinen schnell und sicher vernetzen
Fraunhofer IOSB / Unternehmensbeitrag

Heute liegt der Fokus bei vielen Anwendern hauptsächlich auf der Konnektivität: Wie bekomme ich meine Maschinen und Anlagen ans Netz? Allein die Kommunikationsfähigkeit reicht für Industrie 4.0 jedoch nicht aus – die Bedeutung der ausgetauschten Daten muss den Teilnehmern der Kommunikation klar sein. Genau dafür hat das Fraunhofer IOSB Lösungen entwickelt – einen Schritt weiter als verfügbare Angebote am Markt.

PLUGandWORK ist ein Konzept zur Interoperabilität in Industrie 4.0, bestehend aus Lösungen zur semantischen Beschreibung von Maschinen und Anlagen sowie deren Komponenten. Ziel ist es, manuelle Konfigurationsarbeiten weitgehend zu reduzieren und so allgemein verständliche, schnelle und sichere Verbindungen von Geräten und überlagerter Software zu erreichen.

Die angestrebte internetbasierte Vernetzung in der Industrie 4.0 erfordert, dass Maschinen und ihre Komponenten als Datenquellen eine maschinenlesbare Selbstbeschreibung mitbringen, die den Inhalt der Daten beschreibt, die eine Maschine bereitstellen kann: eine Art »Maschinentreiber«. Diese »Treiber« sind zwingend erforderlich, wenn Maschinen und Anlagen miteinander vernetzt oder an ein überlagertes SCADA-, Leit- oder MES-System angeschlossen werden.

Heute erfolgt die Konfiguration überlagerter IT-Systeme zum großen Teil manuell. Viele Unternehmen schreiben Produktionsprozesse und -anlagen aus. Der Maschinen- und Anlagenbau ist mittelständisch geprägt, so dass Produktionsbetriebe ihre Anlagen von diversen Lieferanten erhalten. Dementsprechend sind die Anlagen heterogen ausgestattet: mit unterschiedlichen Steuerungen, diversen Kommunikationsprotokollen und/oder Feldbussystemen etc. Ein Plug-and-Play mit automatischen Konfigurationsverfahren wie beispielsweise in der Unterhaltungselektronik oder der PC-Welt mit ihren USB-Anschlüssen existiert nicht.

Ein spezielles Ziel der Maschinenanbindung nach dem PLUGandWORK-Prinzip ist es, die Aufwände zur Verbindung von Maschinen an ein übergeordnetes IT-System drastisch zu reduzieren. Damit PLUGand-WORK funktioniert, benötigen Maschinen und Anlagen sowie Automatisierungskomponenten Selbstbeschreibungen, und zwar möglichst in standardisierter Form. Jedes IT-System, das diesen Standard »versteht«, kann sich dann aus diesem Datenhaushalt bedienen.

Mit den PLUGandWORK-Assistenzsystemen ist es möglich, Anlagen- und Steuerungsinformationen auszulesen, in ein standardisiertes Format zu überführen und daraus alle relevanten Informationen zur automatischen Konfiguration von überlagerten IT-Systemen abzuleiten, z.B. MES oder IoT-Plattformen. Auch die Projektierung von Leitsystemen kann bis hin zur Generierung von Prozessführungsbildern mit allen relevanten Anbindungsinformationen automatisiert werden. Die gewählten Technologien dafür sind AutomationML™ und OPC-UA, beides offene IEC-Standards.

PLUGandWORK-Lösungsbausteine sind auf die verschiedenen Kundengruppen in produzierenden Unternehmen und ihre Bedarfe angepasst:

•    Betreiber von Produktionsanlagen und Systemintegratoren benötigen schnelle und flexible Integration von Anlagen und IT. Die Integrationsarbeiten sind heute manuelle »Fleißarbeiten«, die bei der Erstinbetriebnahme und bei jeder Änderung in der Produktion anfallen.

•    Maschinen- und Anlagenhersteller benötigen einen »easyto-use Standard«, um ihre Anlagen schnell bei ihren Kunden, den Betreibern, einzubinden.

•    Anbieter von produktionsnaher IT benötigen Assistenzwerkzeuge, um ihre Systeme schnell in Betrieb zu nehmen.

Sollen bei Industrie 4.0 Maschinen und Komponenten interoperabel sein, so ist die Bedeutung ihrer Daten modellhaft zu beschreiben und für den Anwender verfügbar abzulegen oder mit dem Gerät auszuliefern. Mit den verfügbaren Lösungsbausteinen Selbstbeschreibung, Kommunikationserstellung und Visualisierungsgenerierung sparen Anlagenbetreiber, Systemintegratoren, Maschinen- und Anlagenbauer, Komponentenhersteller und Anbieter produktionsnaher IT-Systeme nachweislich Engineering-Aufwände bei der Inbetriebnahme von Maschinen und Anlagen und bei Änderungen in der Produktion.
 


www.plugandwork.fraunhofer.de