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Als Produktionsmaschinen das Twittern lernten ...

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Stellen Sie sich vor, der Austausch zwischen Maschinen wird so einfach wie das Twittern. Klingt Ihnen diese Perspektive zu unrealistisch? Die neuen offenen Kommunikationsstandards MTConnect und OPC-UA, die nun in der Branche diskutert werden, bringen jedenfalls Schwung in die Diskussion rund um Maschinenkommunikations-Standards für Industrie 4.0-Konzepte. Am Ende werden twitternde, kooperative Produktionsmaschinen gar nicht mehr so ungewöhnlich klingen.

Wer ahnt, was dann noch möglich wird ...

In den Industriebetrieben der Zukunft bleibt nichts mehr wie es war. Künftig soll das intelligente Werkstück ohne fremde Hilfe den optimalen Weg durch die Fertigung finden. Damit diese autonomen Technosphären entstehen können, müssen Mensch, Produkt, Maschine und Werkzeug in einem engen Kommunikationsverbund entlang des Produktionsablaufs agieren.

Eine zentrale Rolle übernehmen dabei die Software-Systeme - allen voran MES bzw. Manufacturing Execution Systeme. Sie sind der Klebstoff zwischen Automatisierungs- und ERP-Ebene und zeichnen für die softwarebasierte Interaktion aller Akteure verantwortlich. Um diese Aufgabe jedoch erfüllen zu können, bedarf es einer Maschinenkommunikation ohne jegliche Sprachbarrieren - und genau hier liegt die Industrie 4.0-Vision im Argen.

Bislang existieren keine etablierten Standards, die einen medienbruchfreien Datenfluss von und zwischen Anlagen unterschiedlichster Hersteller sicherstellen. Die schöne, neue

Nun zeichnet sich eventuell ein Silberstreif am Horizont ab.

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Produktionsmaschinen, die das Twittern lernen, Bild: ©iStock.com/vm

Offene Kommunikationsstandards wie „MTConnect" der US-amerikanischen Gesellschaft für Produktionstechnologie (AMT - The Association For Manufacturing Technology) oder OPC-UA (OPC Foundation), die gerade in Deutschland stärker favorisiert wird könnten Bausteine für die lang ersehnte Lösung darstellen.

Es ist aktuell zu beobachten, dass sich internationale Produktionsanlagenhersteller der neuen Schnittstellentechnologien annehmen, um die Kommunikationsfähigkeit ihrer Anlagen auszubauen. Je nach dem, welche Dynamik diese Entwicklung annimmt, könnten sich endlich ein oder zwei Standards durchsetzen, die, entgegen vieler anderer Ansätze, effizient und einfach zu implementieren sind. Dies wäre auch im Zuge der internationalen MES-Standardisierung und -Marktdurchdringung ein echter Schritt in die Industrie 4.0-Zukunft.

Davon bin ich jedenfalls als Leiter des DIN Arbeitskreises MES wie auch als Convenor der ISO Arbeitsgruppe WG9 für Manufacturing Operations Management (MOM) überzeugt. Und auch als Vorstand der GUARDUS Solutions AG, also eines betroffenen MES-Anbieters, würde ich diesen Schritt sehr begrüßen.

Während OPC-UA als bidirektionaler Allrounder-Standard - typisch deutsch - einen höheren Komplexitätsgrad als MT-Connect in sich trägt, glänzt MTConnect als unidirektionale Schnittstelle mit einem offenen Kommunikationsstandard, der durch sein typisch amerikanisches Vorgehen mit einem starken Argument überzeugt: Einfachheit. Einmal implementiert und eingeschaltet, „zwitschert" die Maschine ihre Prozessparameter ohne Unterbrechung über ein HTTP-Protokoll an ihre „Follower".

Letztere sind beispielsweise Manufacturing Execution Systeme, die über eingesetzte Agenten die für sie relevanten Information herausfiltern und in einer integrierten MES-Datenbank speichern. Dazu gehören Parameter wie Mengen, Zeiten, Zustände oder auch Prozessdaten zu Temperatur, Leistungsaufnahme oder Laufgeschwindigkeit. Diese Informationen lassen sich zur Online-Überwachung der Prozessstabilität ebenso heranziehen wie zur Speicherung und anschließenden Analyse von Verlaufskurven.

Ein klassisches Beispiel ist die Total Predictive Maintenance im Rahmen der Wartungsplanung durch ein MES. Im Zuge dessen überwachen die MES-Agenten die Prozessparameter der Maschinen hinsichtlich der Beanspruchung bestimmter kritischer Maschinenteile. Egal, ob Industrie 4.0-Idee oder singuläre automatisierte Produktionsstraße - wenn eine Maschine wegen schlecht getakteter Wartungsintervalle ausfällt, ist der Schaden groß.

Stehen jedoch Online-Daten über die Maschinenbeanspruchungen - etwa die Angabe der Betriebsstunden oder der Belastungswerte - zur Verfügung, lassen sich die Zyklen dynamisieren.



Das große Bild
Würde sich ein Maschinenkommunikations-Standard aufgrund seiner Effizienz und Einfachheit in der Breite durchsetzen, wären MES und damit auch die Industrie 4.0 noch besser in der Lage, sämtliche Datenbeziehungen zwischen Mensch, Produkt, Maschine, Werkzeug und Prozess in einer integrierten Datenbank zur Verfügung zu stellen.

Der Vorteil: detaillierte Echtzeit-Auswertungen zur Qualität und Produktivität im Produktionsprozess. Ein medienbruchfreier Datenfluss zwischen Anlagen und der IT eröffnet ein breites Spektrum an Daten und Analysen, nicht nur für Kennzahlen wie OEE, Bearbeitungszeiten, Nutzungsgrade und Ausschussquoten, sondern auch über den Ressourceeinsatz, die Prozessstabilität und Werkzeug- und Maschinenbeanspruchung.

So erhalten Produktionsleitung, Qualitätsmanagement und Controlling zu jedem Zeitpunkt eine aktuelle Datengrundlage zur Einleitung von Verbesserungsmaßnahmen. Dass diese Informationsbasis schon heute für Anwender von unserem System (GUARDUS MES) existiert, ist dem intelligenten Integrationskonzept des Systems geschuldet.

In diesem Kontext würden internationale Standards wie MT-Connect oder OPC-UA den Aufbau und die Erweiterung dieses Wissenspools aber in Zukunft deutlich beschleunigen und auch vereinfachen.

Dieser Beitrag ist Teil des Buchs "MES" erschienen in der Serie "Competence Books". Eine kostenlose Download-Version des Buchs erhalten Sie nach Anmeldung auch hier.

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