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OPC UA OPC UA – Der Weltsprache der Produktion ein Stück näher

Redakteur: Juliana Pfeiffer

Der VDMA, die OPC Foundation und VDW haben die OPC UA for Machinery und OPC UA for Machine Tools veröffentlicht. Nach langen Jahren der Standardisierungsarbeit im Bereich OPC UA ist der Verband seinem Ziel einer Weltsprache der Produktion einen wichtigen Schritt nähergekommen.

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Eine herstellerunabhängige Vernetzung von Geräten und Anlagen ist mit dem Kommunikationsprotokoll OPC UA möglich.
Eine herstellerunabhängige Vernetzung von Geräten und Anlagen ist mit dem Kommunikationsprotokoll OPC UA möglich.
(Bild: gemeinfrei / Pixabay )

Die OPC UA for Machinery wird unter der Nummer 40001-1 als VDMA-Einheitsblatt und bei der OPC-Foundation geführt. Diese Spezifikation ist die erste, die gemeinsam und übergreifend zwischen Arbeitsgruppen unterschiedlicher Technologien und Branchen entwickelt wird.

Mit der Veröffentlichung der OPC UA for Machinery sind wir nach langen Jahren der Standardisierungsarbeit im Bereich OPC UA unserem Ziel einer ‚Weltsprache der Produktion‘ einen wichtigen Schritt nähergekommen.

Hartmut Rauen, stellvertretender VDMA-Hauptgeschäftsführer

Zeitgleich mit der OPC UA for Machinery ist die OPC UA Specification for Machine Tools veröffentlicht worden. Sie integriert, als erste Spezifikation im Maschinenbau, die Specification for Machinery. So werden in der OPC UA Specification for Machinery – Part 1 Basisbausteine für die Maschinenschnittstelle bereitgestellt. Diese Basisbausteine können je nach Bedarf einzeln verwendet werden und bilden jeweils einen oder mehrere Anwendungsfälle (Use Cases) ab.

Part 1 beinhaltet als Use Cases die Maschinenidentifikation mit:

  • Informationen über Hersteller
  • Seriennummer
  • Typenbezeichnung

Buchtipp

Ohne eine herstellerunabhängige Vernetzung von Geräten und Anlagen ist Industrie 4.0 nicht umsetzbar. OPC UA ist genau dafür konzipiert – doch der Einstieg ist nicht immer einfach. Das Fachbuch Praxishandbuch OPC UA hilft weiter.

Maschineninformation gleich darstellen und ausgeben

Andreas Faath, VDMA- Projektleiter OPC UA Interoperabilität und II4IP (Interoperable Interfaces for Intelligent Production; Projekt im Bundesministerium für Wirtschaft und Energie BMWi), erklärt den Nutzen: „Ein Kunde hat typischerweise unterschiedliche Anlagen in seiner Fertigung, etwa Roboter, Spritzgussmaschinen, Werkzeugmaschinen, Verpackungsanlagen oder jegliche andere Art von Maschinen. Deshalb sollten Informationen wie Maschinenidentifikation oder -status von allen Maschinen gleich dargestellt und ausgegeben werden.“

Ausgangslage war ein Vergleich mehrerer bereits veröffentlichter und aktuell in Bearbeitung befindlicher Spezifikationen. Seit 25. September 2020 kann die Spezifikation nun kostenfrei heruntergeladen werden.

OPC UA for Machine Tools erscheint zeitgleich

Ein wesentlicher Meilenstein für die Werkzeugmaschinenindustrie ist die OPC UA for Machine Tools, die ebenfalls am 25. September erschienen ist. Damit verfügen nun auch die Werkzeugmaschinen, die den Kern der industriellen Fertigung bilden, über einen eigenen OPC UA-Standard.

Der OPC UA-Standard bildet zunächst standardisierte Informationen zum Statusmonitoring, wie:

  • Betriebszustand
  • bearbeitete Werkstücke
  • genutzte Werkzeuge oder
  • Informationen für die Berechnung von KPI-Kennzahlen

Modulares Konzept als Kommunikationsstandard

Die Arbeitsgruppe unter Regie des VDW war auch an der Ausgestaltung der OPC UA for Machinery beteiligt. „Deshalb war es naheliegend, die Veröffentlichung der beiden Spezifikationen zu synchronisieren“, erklärt Götz Görisch, Leiter der Arbeitsgruppe im VDW.

Ganz im Sinne des modularen Konzepts, durch das sich OPC UA als Kommunikationsstandard auszeichnet, ist damit die OPC UA for Machine Tools die erste Spezifikation, die vollumfänglich auf die Vorgaben aus der OPC UA for Machinery referenziert, um die Maschinenidentifikation abzubilden.

„Damit müssen wir unsere Spezifikation in nächster Zeit nicht mehr angreifen, um diese Weiterentwicklung zu integrieren, und können uns voll auf den Ausbau des Funktionsumfangs der Spezifikation konzentrieren“, erläutert Görisch die Vorgehensweise.

Funktionsnachweis durch Umati-Demonstrator erbracht

Auch die Funktionalität der OPC UA for Machine Tools und der OPC UA for Machinery sind mittlerweile getestet und wurden durch Integration in reale Maschinen nachgewiesen. Möglich macht dies der Umati-Demonstrator.

Umati – universal machine technology interface – die Nutzergemeinschaft unterstützt die OPC UA-Standards zu verbreiten und zu etablieren bis hin zu echtem Plug and Play im Maschinen- und Anlagenbau. Seit April 2020 wird die Initiative gemeinsam von VDMA und VDW getragen. Um den Mehrwert der offenen Datenschnittstellen einfach zu vermitteln und für User erfahrbar zu machen, wurde zunächst für Messedemonstrationen eine Umgebung geschaffen, die aus dem Umati-Datahub als Infrastruktur für die Anbindung von Maschinen und einem Frontend oder Dashboard, der Umati-App, besteht.

Vor der Veröffentlichung der OPC UA for Machine Tools wurde diese in zwei so genannten Plugfesten auf Herz und Nieren geprüft. „Damit haben wir bewiesen, dass unsere in Umati aufgebaute Infrastruktur einen Mehrwert über die reine Messedemonstration hinaus bietet, die wir unseren Partnern nun auch für Entwicklung und Test zur Verfügung stellen können“, führt Dr. Alexander Broos, VDW-Projektleiter für umati, aus.

OPC UA als Weltsprache der Produktion etablieren

Um OPC UA als Weltsprache der Produktion und Umati als Community für deren Anwendung etablieren, müssen noch viele Themen standardisiert und bearbeitet werden. So sollten laut VDMA die weitgreifenden Anforderungen an Interoperabilität über die gesamte Produktion im Blick behalten werden. Der VDMA plant eine Studie, mit deren Resultaten sowohl die Strategie des VDMA als auch die Arbeit in den Arbeitsgruppen geschärft werden soll. „Die Erfahrung aus Expertengesprächen zeigt, dass Unternehmens- und Kundeninteressen selbst innerhalb einer Branche sehr vielfältig sind“, erklärt Faath.

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