Alles über die Kooperation Plattform Industrie 4.0 und IIC verbünden sich für die Zukunft

Autor / Redakteur: Dr. Peter Adolphs* / Dipl. -Ing. Ines Stotz

Am 2. März haben die deutsche Plattform Industrie 4.0 und das US-amerikanische Industrial Internet Consortium (IIC) in Berlin ihre Zusammenarbeit bekanntgegeben. Beide Seiten streben weltweit einheitliche Standards an. Unter anderem sollen die beiden Referenzarchitekturmodelle RAMI und IIRA zusammengeführt werden. Außerdem hat man sich auf die gemeinsame Schaffung und Nutzung von Testbeds verständigt.

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Der Bauplan: Die Referenzarchitektur RAMI 4.0 versucht, Industrie 4.0 vollumfänglich zu beschreiben. Rot markiert der Schnitt für eine vereinfachte 2D-Betrachtung.
Der Bauplan: Die Referenzarchitektur RAMI 4.0 versucht, Industrie 4.0 vollumfänglich zu beschreiben. Rot markiert der Schnitt für eine vereinfachte 2D-Betrachtung.
(Bild: Pepperl+Fuchs)

In der Öffentlichkeit wurden die Plattform und das IIC oft als Konkurrenten wahrgenommen. Doch es gab von Anfang an viele Gemeinsamkeiten und ein beiderseitiges Streben nach Kooperation. Eine ganze Reihe von international tätigen Unternehmen ist sowohl an der Plattform als auch am IIC beteiligt. Zwei von ihnen, Bosch und SAP, haben im vergangenen Jahr die Treffen initiiert, die der förmlichen Vereinbarung von Berlin vorausgegangen sind. Die Gespräche, an denen ich selbst beteiligt war, verliefen äußerst konstruktiv und freundschaftlich. Beide Seiten sind gleichermaßen daran interessiert, dass in einer zunehmend vernetzten Welt einheitliche Standards herrschen und die Daten möglichst durchgängig fließen können.

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Referenzarchitekturen ergänzen einander

Um in dieser Richtung voranzukommen, wurden konkrete Schritte beschlossen. Einer davon ist die Zusammenführung des deutschen Referenzarchitekturmodells Industrie 4.0 (RAMI) mit seinem amerikanischen Gegenstück Industrial Internet Reference Architecture (IIRA). Das RAMI beschreibt die Kommunikation vom Feldgerät bis zur kompletten Produktionsstätte in einem dreidimensionalen Koordinatensystem. Entlang seiner drei Achsen können alle wesentlichen Aspekte von Industrie 4.0 sinnvoll eingeordnet werden. Das Modell fokussiert klar auf die industrielle Produktion.

Das amerikanische Modell IIRA bezieht alle Aspekte mit ein, die man unter dem Stichwort Internet of Things (IoT) subsummiert, so etwa Smart Home oder Smart Traffic. Es geht von potenziell unendlich vielen Teilnehmern aus, die völlig gleichberechtigt in der Cloud interagieren. Es ist sehr umfassend angelegt und für vieles offen, im Detail aber deutlich weniger ausgearbeitet als das RAMI. Das deutsche Modell hat im wichtigen Bereich der Produktion bereits große Schritte in Richtung Konkretisierung gemacht.

So hat man, seit das RAMI vor gut einem Jahr der Öffentlichkeit vorgestellt wurde, mehr als 200 Anwendungsbeispiele (Use Cases) gesammelt. An ihnen wird die Realisierbarkeit des Modells für konkrete industrielle Aufgaben überprüft. Gleichzeitig wird es sukzessive verfeinert und im Detail ausgearbeitet. Ein Beispiel dafür ist das Aufschlüsseln der Bereiche „Typ“ und „Instanz“ auf der x-Achse (Lebenszyklus und Wertschöpfungskette/Life Cycle & Value Stream). Hier wurden etwa Datenblätter, Zulassungen und Konstruktionszeichnungen dem Bereich „Typ/Entwicklung“ zugeordnet; Firmware, Updates und Neuzulassungen gehören dagegen zum Bereich „Typ/Wartung“. Ähnliche detaillierte Zuordnungen wurden auch auf den anderen Achsen durchgeführt. Die präzisierten Details werden in einer Publikation zusammengefasst, die auf der kommenden Hannover Messe vorgestellt werden soll.

Testbeds und Use Cases

Elemente aus dem RAMI werden nun in Testbeds des IIC integriert, in denen die praktische Kompatibilität der beiden Modelle geprüft wird. Dabei wird meines Erachtens auch in der Versuchspraxis deutlich werden, dass die beiden Modelle einander sehr gut ergänzen können. Eine gemeinsame Arbeitsgruppe ist zudem dabei, die Grundlagen einer Semantik für die durchgängige Kommunikation zu schaffen. In den Gesprächen der Arbeitsgruppen wurde klar, dass es auf der Ebene der Architekturen keine größeren Widersprüche und kaum Konfliktstoff gibt.

Bei den Protokollen favorisiert die Plattform OPC UA, während die Amerikaner DDS bevorzugen. Beide Protokolle sind mit beiden Modellen kompatibel, mit geeigneten Schnittstellen ist auch eine Koexistenz denkbar. Für die Anbieter von Automatisierungslösungen ist die Vereinbarung der transatlantischen Kooperation eine gute Nachricht. Wir können uns auf die technische Weiterentwicklung konzentrieren, statt uns von vornherein mit Varianten für unterschiedliche Standards beschäftigen zu müssen.

Pepperl+Fuchs hat schon letztes Jahr mit dem Smart-Bridge-System einen zusätzlichen Kanal für die Kommunikation mit dem Feldgerät geschaffen. Es ermöglicht horizontalen, vertikalen und vernetzten Datenfluss, ohne die Architektur der Anlage zu verändern. Zusammen mit der Software AG haben wir Smart Bridge jetzt in einen Demonstrator integriert, der auch als Use Case für das RAMI dient. Er zeigt eine Lösung für vorausschauende und planbare Maschinenwartung.

Sensorik 4.0 – konkrete Schritte

Der Smart-Bridge-Technologie kommt dabei die Aufgabe zu, Daten aus Sensoren und Aktoren abzugreifen und rückwirkungsfrei aus dem Maschinenregelkreis auszuschleusen. In Verbindung mit einer modernen IoT-Software-Plattform entsteht ein selbstregulierendes Produktionssystem, das zustandsorientierte Wartung anzeigen und aktiv managen kann. So lassen sich Produktionsprozesse anhand weniger Daten effektiv kontrollieren.

Pepperl+Fuchs hat außerdem Prototypen eines optischen Code-Lesers sowie einer Nachschaltbox für RFID-Geräte entwickelt, die unter Nutzung des OPC-UA-Protokolls eine durchgängige Datenverbindung zwischen Feldgeräten und ERP-Systemen herstellen. Mit ihnen wird eine verzögerungsfreie Bestandskontrolle und -planung möglich. Auch wenn diese Prototypen noch ein gutes Stück vom serienreifen Produkt entfernt sind, zeigen sie auf, welchen Beitrag eine zunehmend intelligente und kommunikationsfähige Sensorik für die angestrebte Durchgängigkeit des Datenflusses leisten kann. Sensorik 4.0 ist eine der unverzichtbaren Grundlagen sowohl für die Industrie 4.0 als auch für das Internet der Dinge.

Hannover Messe, Plattform Industrie 4.0. Halle 8, Stand C25

Dieser Artikel erschien zunächst auf unserem Schwesterportal Elektrotechnik

* Dr. Peter Adolphs, Geschäftsführer bei Pepperl+Fuchs

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