Forschung zu Plug & Produce

Forschung zu Plug & Produce

ODION forscht seit Oktober 2017 zum Thema “Integration von Bearbeitungsmaschinen in ein übergeordnetes Planungs- und Steuerungssystem auf Basis von OPC UA“. Ziel des Forschungsprojektes ist die Entwicklung einer Plug & Produce-Lösung auf Basis des offenen Industrie 4.0-Kommunikationsstandards OPC UA. Hierfür hat ODION qualifiziertes Forschungspersonal eingestellt, dass aus Mitteln des Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE) bezuschusst wird.

Was ist OPC UA?

Die Standardisierung in der Automatisierungstechnik ist gerade bei der Umsetzung von Industrie 4.0-Projekten immer noch eine große Hürde. Laut Branchenverband acatech stellt die Standardisierung von Kommunikationswegen die größte Herausforderung dar. Ein erfolgversprechender Standard ist OPC UA. Im Vergleich zu seinem Vorgänger oder vielen anderen Ansätzen ist OPC UA plattformunabhängig und bietet ein durchgängiges Kommunikationsprotokoll vom kleinsten Sensor bis hin zu ERP-Systemen. Die Implementierung des OPC UA-Standards ist mittlerweile in der Praxis angekommen.

Plug & Produce mit OPC UA

OPC UA geht über die reine Datenbereitstellung hinaus und ermöglicht die semantische Modellierung der Anlagen, Komponenten, Sensoren und sogar IT-Systeme. Ähnlich relationaler Datenbanken, wo Informationen über Datenbanken in anderen Datenbanken abgelegt werden, sind die Informationen zu einem Objekt (Maschine, Sensor etc.) im Informationsmodell bereitgestellt.

Das Informationsmodell ist genauso zu adressieren wie andere Objekte auch. Das Netzwerk der so modellierten Knoten stellt ein voll vernetztes Netzwerk dar, bei dem jeder Knoten mit jedem Knoten verbunden sein kann. Auf diese Weise ist es möglich, einen Sensor mit einem ERP-System über dieses Knoten-Netzwerk zu verknüpfen.

Da die Gestaltung des Informationsmodells sehr frei ist, liegt es im Ermessen des Entwicklers, seine Lösung zu modellieren. Hier besteht die Gefahr eine Individualentwicklung für ähnliche Komponenten zu betreiben. Jede Maschine muss neu betrachtet werden, um Informationen zu gewinnen. Solche spezifischen Modelle erschweren die Integration von Informationssystemen wie bspw. ERP oder MES. Um eine einheitliche Darstellung der Informationen und damit die Kompatibilität untereinander zu verbessern, werden im Rahmen der sogenannten Companion Spezifikation abstrakte Modelle beschrieben, die auf ein ähnliches Gerät oder Anwendungsgebiet übertragbar sind.

Wie bei einer Maus, die mit einem PC verbunden und direkt erkannt wird („Plug & Play“), soll es möglich sein, neue Geräte sehr einfach und herstellerübergreifend in bestehende Strukturen einzubinden. So gesehen, forscht ODION zum standardisierten USB-Anschluss zwischen Shop Floor (Anlagen, Maschinen, Sensoren) und Office Floor (ERP-/MES-Systeme u.a.).

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