Zukunft Industrie 4.0 – Szenarien 2025 in der diskreten Fertigung

Von „Plug & Play“ zu „Plug and Produce“. MES müssen sich zu MOM-Systemen weiterentwickeln. Was es dazu braucht? Ein Kommentar von Johann Hofmann. 

MOM ist die Abkürzung für Manufacturing Operations Management und ist die Erweiterung eines MES in Richtung IoT. Dabei geht es u.a. auch darum, von “Execution” (= Ausführung und Steuerung) zu "Produktionsoptimierung durch Regelung" zu kommen.


Hintergrund:

Ein allgemein in der Fertigung mit NC-Maschinen vorzufindendes Problem war es, bzw. ist es immer noch, dass die unterschiedlichen, an einem Fertigungsprozess beteiligten Aggregate (NC-Maschinen, Voreinstellgeräte, Lagersysteme etc.) proprietäre Datenformate verwenden und eine aggregatübergreifende Bereitstellung der Prozessdaten regelmäßig sehr schwierig ist. Die Vernetzung eines historisch gewachsenen Maschinenparks gleicht einem Häuserkampf, der pro Maschine gewonnen werden muss.

 

© Johann Hofmann
Die Vernetzungssoftware ist das Management Asset. Voraussetzung ist eine einheitliche Sprache, wie z.B. OPC UA.

Folgende Basics müssen erfüllt werden damit MOM diese Grenzen aufbrechen kann:

Alle Hersteller von vernetzungsfähigen Produkten (Assets) einigen sich auf

  1. eine einheitliche Sprache wie z.B. OPC UA. Unter dieser Prämisse entstehen zeitnah einheitliche OPC UA Parametersätze, die die jeweiligen fachspezifischen Rahmenbedingungen abdecken.

  2. die Notwendigkeit einer standardisierten Verwaltungsschale pro Asset und liefern diese mit aus.

Dadurch entstehen I4.0-Komponenten und darauf aufbauend kann MOM es schaffen das „Plug and Produce“ (einstecken und produzieren) zum Laufen gebracht wird. Als einfaches Beispiel kann die Druckerinstallation dienen. Unter Windows XP, oder früher, war eine Druckerinstallation immer eine spannende Aufgabe. Zu Zeiten von Windows 10 konfiguriert sich ein neu angesteckter Drucker vollkommen selbst (=„Plug and Play“).

Mit „Plug & Produce“ soll dieses Prinzip in die Fabrikhallen übertragen werden, denn dadurch ließen sich CNC-Maschinen und Fertigungsanlagen ebenso einfach in Betrieb nehmen, weil sie sich quasi ebenso selbstständig konfigurieren würden. Das gelingt nur, wenn jedes Produkt als Industrie 4.0-Komponente auf den Markt kommt. Eine Industrie 4.0-Komponente besteht aus einem Asset mit der zugehörigen Verwaltungsschale. Im Sinne von Industrie 4.0 bezeichnet man alle Dinge als Asset, die ein Vernetzungsvermögen haben. 

© ZVEI
Die Verwaltungsschale enthält relevante Informationen über das Asset. 

Die Verwaltungsschale ist die digitale Repräsentation eines physischen Assets. Sie enthält die relevanten Informationen über das Asset einschließlich seiner zu nutzenden Funktionen und deren Aufruf über I4.0-Kommunikation. Sie ist in einen Header und einen Body untergliedert. Der Body kann mehrere Teilmodelle beinhalten. Die Teilmodelle bestehen aus einem streng einheitlichen Formatbereich und aus einem variablen, Asset spezifischen, Formatbereich.

Ein Asset wird erst durch eine Unique Identification Number in seiner Verwaltungsschale einzigartig und damit zu einer Entität.


 

Zum Autor:

Johann Hofmann

Dipl.-Ing.(FH) Johann Hofmann ist Founder & Venture Architect of ValueFacturing® bei der Maschinenfabrik Reinhausen. In den letzten 30 Jahren entwickelte er mit seinem Team in der Maschinenfabrik Reinhausen die Grundlagen für eine Digitale Fertigung und holte mit dem daraus entstandenen Assistenzsystem ValueFacturing® 2013 den erstmals vergebenen „Industrie 4.0-Award“. Darüber hinaus war er mit dem Geschäftsbereich ValueFacturing® bereits zweimal Finalist beim Innovationspreis der deutschen Wirtschaft. Seit mehreren Jahren wird diese Lösung sehr erfolgreich an andere Betriebe mit diskreter Fertigung im deutschsprachigem Raum vermarktet. Heute ist es ein entscheidender Baustein auf dem Weg zur Smart Factory im Sinne von Industrie 4.0.