Vernetzte Produktion

IoT-Basics: Selbstbeschreibung von Maschinen und Anlagen

| Autor / Redakteur: Olaf Sauer / Jürgen Schreier

Die internetbasierte Vernetzung erfordert, dass Maschinen und ihre Komponenten als Datenquellen eine maschinenlesbare Selbstbeschreibung mitbringen.
Die internetbasierte Vernetzung erfordert, dass Maschinen und ihre Komponenten als Datenquellen eine maschinenlesbare Selbstbeschreibung mitbringen. (Bild: Pixabay / CC0)

Parallel zur Fertigungswelt entstehen derzeit IIoT-Plattformen. Viele leiden aber daran, dass der Zugang zu Maschinendaten schwierig ist. Die Vernetzung in der Industrie 4.0 erfordert nämlich, dass Maschinen und ihre Komponenten als Datenquellen eine maschinenlesbare Selbstbeschreibung mitbringen.

In der Industrie 4.0 sind Maschinen, Anlagenkomponenten und IT-Systeme miteinander vernetzt, so dass jede Komponente der Fabrik über die relevanten «Partner» informiert ist. Schon seit vielen Jahren sind in der Fertigung IT-Systeme verbreitet, die Maschinen- und Betriebsdaten erfassen, die Qualität regeln oder mit denen Unternehmen Produkte und Zwischenerzeugnisse während des Lebenszyklus verfolgen. Diese produktionsnahen IT-Systeme werden als Manufacturing-Execution-Systeme (MES) bezeichnet.

Die VDI-Richtlinienreihe 5600 [III.1] definiert die Aufgaben und wichtigsten Funktionen solcher IT-Systeme. Wichtigster Nutzen dieser Werkzeuge ist es, Fertigung und Montage für die einzelnen Beteiligten einer Fabrik transparent zu machen und letztlich günstiger zu produzieren, höhere Qualität zu erzeugen oder schneller zu liefern. Dieser Nutzen entsteht allerdings erst dann, wenn ein großer Teil der Fertigungseinrichtungen mit dem MES verbunden ist.

Parallel zur Fertigungswelt entstehen IIoT-Plattformen

Parallel zur Fertigungswelt und getrieben durch große IKT-Anbieter entstehen derzeit verschiedene Plattformen für das industrielle Internet der Dinge (IIoT). Mit ihnen soll es möglich sein, Daten aus der Fertigung zu sammeln, auszuwerten und mit Hilfe von Algorithmen letztlich die Verfügbarkeit von Maschinen und Anlagen zu verbessern. Trotz großer Leistungsfähigkeit in der Verarbeitung der Daten leiden viele dieser Plattformen daran, dass der Zugang zu Daten aus Maschinen und Produktionsanlagen schwierig ist.

Viele kleine und mittelständische Ausrüster liefern hochproduktive und zuverlässige Maschinen und Anlagen mit denen weltweit qualitativ hochwertige Produkte hergestellt werden. Diese mittelständischen Unternehmen bilden das Rückgrat der deutschen Industrie: Sie sind hochspezialisiert und bieten teilweise maßgeschneiderte Lösungen für genau eine Fertigungsaufgabe an. Sie beherrschen die Mechanik, Mechatronik und Automatisierungstechnik ihrer Maschine, Anlagenkomponente oder Fördertechnik-Einrichtung. Mit den Daten, die die Maschinen und Anlagen während des Fertigungsprozesses erzeugen, rücken datenbasierte Dienstleistungen rund um die eigentlichen Produktionsanlagen in den Fokus des Interesses.

Schlüssel zu solchen neuen produktbegleitenden Dienstleistungen sind Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT). Sie durchdringen den traditionellen Maschinen- und Anlagenbau immer stärker und schaffen Potenziale für innovative Dienstleistungen. Es liegt also auf der Hand, dass sich mittelständische Maschinen- und Anlagenbauer zukünftig viel stärker als heute mit den Themen IT-Anwendungen, Schnittstellen, Kommunikation, IT-Sicherheit usw. auseinandersetzen, Kooperationspartner finden und neue Dienstleistungen aufbauen.

Maschinen- und Anlagenbau: Rückgrat und Herausforderung in Einem

Genau hier beginnt die Herausforderung: 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.

Gibt es, wie heute, diese «Maschinentreiber» kaum, muss sich der Betreiber oder Systemintegrator mit der sprichwörtlichen babylonischen Sprachenvielfalt seiner Maschinen und Anlagen plagen. Außer den verschiedenen Maschinen, deren

Steuerungen und proprietären Datenbezeichnungen existieren in der Fabrik viele heterogene IT-Systeme mit meist proprietären Schnittstellen, die bei jeder Änderung manuell angepasst werden. Wenn sich Industrie 4.0 zielgerichtet und auf breiter Basis durchsetzen soll, muss die produzierende Industrie die Sprachvielfalt beherrschen.

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