Kennzahl-Gewinnung: Neue OPC-UA-Spezifikation integriert Bestandssysteme

Eine neue Version der OPC UA for Machine Tools Companion Specification ist seit kurzem verfügbar. Die vom VDW getragene Joint Working Group mit der OPC-Foundation hat eine Ergänzung erarbeitet, die ab sofort eine Integration bereits vorhandener Bestandssysteme möglich macht. Weitere Vorteile entstehen durch die Erfassung wichtiger Betriebsdaten und Kennzahlen im Monitoring, was auch die Kennzahl-Gewinnung vereinfacht. Dr. Wilfried Schäfer, Geschäftsführer des VDW, freut sich über den Fortschritt: „Mit dem Update der Spezifikation für Werkzeugmaschinen ist ein weiterer wichtiger Meilenstein erreicht. Die Nutzung von Companion Specifications wird dadurch in Zukunft noch attraktiver und für mehr Akzeptanz unter den Abnehmern der Branche sorgen. Wir hoffen, das bereits auf den nächsten Messen beweisen zu können. Eine wichtige Rolle spielt dabei natürlich unsere Konnektivitätsinitiative umati, die den offenen Datenaustausch praktisch greifbar macht.“

Definition: Was ist umati?

umati (universal machine technology interface) ist eine vom VDW und VDMA getragene internationale Community zur Verbreitung und Implementierung von OPC-UA-Standards im Maschinen- und Anlagenbau. Ziel ist, unterschiedliche OPC-UA-Spezifikationen einheitlich zu implementieren, damit die Hersteller von Maschinen, Komponenten und Software ihren Kunden und Anwendern echtes Plug-and-Play im Maschinenbau ermöglichen können. Gemeinsam bringen Hersteller und Anwender die Nutzung offener Schnittstellen im Produktionsumfeld voran. Dies erleichtert es, Maschinen und Anlagen untereinander kommunizieren zu lassen beziehungsweise sie in kunden- und anwenderspezifischen IT-Ökosystemen zu integrieren.

Ein Weg zu gehen: OPC UA in Breite etablieren und Kennzahlen einfacher ermöglichen

Die Entwicklung zahlreicher OPC-UA-Companion Specifications für den Maschinen- und Anlagenbau schreitet mit großen Schritten voran. Sie ermöglichen standardisierte, offene Schnittstellen zwischen Maschinen, Geräten und Software auf Basis von OPC UA und werden unter Führung des VDMA zur Global Production Language ausgebaut. Knapp 50 solcher Spezifikationen sind bereits erschienen oder werden derzeit entwickelt. Bei der Umsetzung in der Praxis zeigt sich jedoch, dass sich zukunftsfähige Technologien wie OPC UA erst in der Breite im Markt etablieren müssen, wenn es darum geht, den Datenaustausch über bestehende Schnittstellen oder Systeme auf neue, offene Standards umzustellen. Dies betrifft insbesondere die in der Automobil-industrie etablierte Betriebs- und Maschinendatenerfassung (BDE und MDE). Meistens werden hierbei hausinterne Standards der Maschinenanwender angewandt, was jedoch einer übergreifenden Standardisierung entgegensteht.

Lösung: Übergreifende Standardisierung zielt auf Bestandssysteme und Kennzahl-Erfassung

Die neue Erweiterung der OPC UA for Machine Tools Companion Specification greift dieses Dilemma auf. Nachdem die erste Version das globale Monitoring des Maschinenzustands von Werkzeugmaschinen adressiert hat, werden jetzt mit Version 1.01.1 im nächsten Schritt wichtige Betriebsdaten und Kennzahlen, so genannte Key Perfomance Indicators (KPI), erfasst. Das Update steht ab sofort auf der umati-Website zur Verfügung.

Die große Zahl der beteiligten Unternehmen machte es möglich, die Erfahrung mit den zahlreichen BDE-/MDE-Systemen der Maschinenanwender einfließen zu lassen. Schlussendlich finden sich fast alle Parameter, die Stand heute in diesen Systemen verwendet werden, in der KPI-Erweiterung wieder. Damit ist es möglich, durch einfaches Mapping die Bestandsdaten in einem OPC-UA-Ökosystem zu nutzen – oder übergangs-weise auch umgekehrt. Aktuelle Initiativen wie das Automotive Network „Catena-X“ geben ganz klar die Richtung hin zu integrativen, plattformbasierenden Ökosystemen an, die proprietäre Installationen mittelfristig ablösen.

Technik-Info

In technischer Hinsicht stellt die neue Version ein ergänzendes Facet der Spezifikation OPC UA for Machine Tools (UA4MT) dar. Ein Facet ist eine Gruppe vordefinierter Parameter für eine spezielle Anwendung. Bei der UA4MT erweitert das KPI-Monitoring-Facet das Basisprofil um Parameter für
•    den Machinery State (Ist-Zustand der Maschine)
•    den Machine Operation State (aktuelle Betriebsart der Maschine
•    Fehlerinformationen
•    notwendige Eingriffe der Maschinenbedienenden
•    Effizienzkennwerte (Stückzähler über die gesamte Lebensdauer der Maschine, Fertigteilezähler, Gutteilezähler)
•    den Wartungsstatus der Maschine (Service, Inspektion, Reparatur, Upgrade)

Nachdem dieses Etappenziel erreicht ist, hat Dr. Alexander Broos, Leiter der Abteilung Forschung und Technik im VDW, die nächsten Schritte bereits fest im Blick: „Wir haben uns vorgenommen, unseren umati-Demonstrator im vierten Quartal 2022 auf sogenannte Pub/Sub-Technologie (Publish/Subscribe) upzudaten. Dies vereinfacht die Anbindung von Maschinen und Software nochmals und steigert zudem den Mehrwert der Interfaces für Cloud-Sevices deutlich.“ Darüber hinaus liegen die kommenden Weiterentwicklungen in den Bereichen Energiemonitoring, Jobmanagement und Machine Tending: Alle drei werden zurzeit im Kontext der Harmonisierung über die OPC UA for machinery-Arbeitsgruppe mit dem VDMA entwickelt. Neu gegründet werden sollen zudem in den kommenden Monaten eine eigenständige Arbeitsgruppe für additive Fertigung. Für die Umformtechnik wurde zudem eine neue Untergruppe der bestehenden Werkzeugmaschinengruppe eingerichtet.

Wer sich live über umati informieren möchte, kann dies ab September auf einer Reihe von internationalen Messen tun. Auf der IMTS in Chicago (12. bis 17.09.2022, West Hall (Lakeside), Level 3), der AMB in Stuttgart, 13. bis 17.09.2022 (Halle 10, Stand 10A75) und der JIMTOF in Tokio (8. bis 13.11.2022, umati-Stand in East Hall 8, Stand E8016) wird umati mit einem eigenen Stand vertreten sein und lädt hier zu Live-Demonstrationen und „Meet the Experts“-Treffen ein. Unter der Regie des VDMA wird umati zudem auf weiteren Fachmessen präsent sein. 

Autor: Tobias Beckmann ist Online-Redakteur beim VDW – Verein Deutscher Werkzeugmaschinenbauer.

Lesen Sie auch: Energiemanagement aufbauen: In sechs Schritten zum Erfolg