OPC UA: Weltsprache der Produktion

Wenn unterschiedliche Anlagen innerhalb einer Produktion miteinander kommunizieren, kann es schon mal zu Verständigungsproblemen kommen. Abhilfe schaffen hier OPC UA for Machinery und OPC UA for Machine Tools. Wie sie zur Weltsprache der Produktion werden. 

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Zwei neue Spezifikationen für die Kommunikation im Maschinen- und Anlagenbau: OPC UA for Machinery und OPC UA for Machine Tools. 

Zugegeben, der eigentliche Name „Open Platform Communications Unified Architecture“ ist ein wenig lang geraten, weshalb sich in der Industrie die Kurzform „OPC UA“ durchgesetzt hat. Wer heute OPC UA sagt, muss auch Industrie 4.0 sagen. Das M2M (Machine to Machine) -Kommunikationsprotokoll ist ein Standard für den Datenaustausch als plattformunabhängige, service-orientierte Architektur.

Ein weiterer Begriff aus dieser Reihe: OPA UA over TSN (Time-sensitive Networking). Dieses kombiniert mehrere Technologien, um herstellerübergreifend Daten der industriellen Produktion in Echtzeit mit einem einheitlichen, offenen Standard zu übertragen. Soweit so gut. Die Grundlagen wären geklärt. Warum hat sich aber nun OPC UA zur „Weltsprache der Produktion“ entwickelt?

Meilenstein für Plug & Play

Gleich zwei Bausteine wurden vom VDMA und der OPC Foundation im Herbst vorgestellt: Die Basisbausteine für die Maschinenschnittstelle werden in der OPC UA Specification for Machinery – Part 1 bereitgestellt. Ihr kommt große Bedeutung im Maschinen- und Anlagenbau zu, denn diese Bausteine können je nach Bedarf einzeln verwendet werden. Sie bilden jeweils einen oder mehrere Anwendungsfälle (Use Cases) ab. Part 1 beinhaltet als Use Cases die Maschinenidentifikation, darunter Informationen über:

  • Hersteller
  • Seriennummer und
  • Typenbezeichnung.

Herausforderung in der Kommunikation

Betrachten wir einmal die typische Produktion. Ein Kunde hat in seiner Fertigung unterschiedliche Anlagen im Einsatz. Roboter, Werkzeugmaschinen oder jegliche andere Art von Maschinen. Wollen diese miteinander kommunizieren, sollten Informationen wie Maschinenidentifikation oder -status von allen gleich dargestellt und ausgegeben werden. Die OPC UA Specification for Machinery ist aber nur der erste Schritt hin zu einer übergreifenden Harmonisierung.

Seit 25. September 2020 steht die OPC UA Specification for Machinery kostenfrei zum Download auf der Seite des VMDA zur Verfügung. 

Eigener OPC UA-Standard für Werkzeugmaschinen

Zeitgleich zum Part 1 der Spezifikationen ist auch die erste Version der OPC UA for Machine Tools unter der Nummer 40501-1 erschienen. Wilfried Schäfer, Geschäftsführer des VDW, bezeichnet diese als „wesentlichen Meilenstein für die Werkzeugindustrie.“ Den Kern der industriellen Fertigung, bilden die Werkzeugmaschinen. Und ebenjene verfügen nun auch über einen eigenen OPC UA Standard.

Er bildet Informationen zum Statusmonitoring ab:

  • Betriebszustand
  • Bearbeitete Werkstücke
  • Genutzte Werkezuge oder
  • Informationen für die Berechnung von KPIs. 

Referenziert wird dabei vollumfänglich auf die Vorgaben aus der OPC UA for Machinery, um die Maschinenidentifikation abzubilden. Die OPC UA for Machine Tools steht ebenfalls auf der Seite des VDMA kostenlos zum Download zur Verfügung. 

 

© VDW (Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken)
„Wir geben unseren Mitgliedern die Möglichkeit, Produkte an den Markt zu bringen, deren Kommunikation auf OPC UA als offener Schnittstelle basiert“, so Schäfer. 

Auf Herz und Nieren geprüft

Mit der Veröffentlichung alleine ist es aber noch nicht getan. Papier ist ja bekanntlich geduldig. Mittlerweile ist auch die Funktionalität der beiden Standards ausführlich getestet. Dank des umati-Demonstrators konnte auch schon die Integration in reale Maschinen nachgewiesen werden. Die Nutzergemeinschaft umati (universal machine technology interface) hat sich der Verbreitung und Etablierung von OPC UA-Standards verschrieben. Echtes Plug and Play im Maschinen- und Anlagenbau.

Diese Initiative wird seit April 2020 gemeinsam von VDMA und VDW getragen. Es gilt noch viele Themen zu standardisieren, damit sich OPC UA als Weltsprache der Produktion und umati als Community für deren Anwendung etabliert. Eines ist aber klar: den Blick auf die Interoperabilität über die gesamte Produktion nicht zu verlieren.  

Text von Jasmin Ladinig, Teamlead Content Management