Viel mehr als ein Datenp Thema des Monats

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Teil 2
Nachgefragt
Teil 1 in der
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National Inst
OPC Foundation,
Softing
Thema des Monats:
Viel mehr als
Die Interviews
führte Ines Näther
Ziel der OPC Foundation ist es, OPC UA in den nächsten
Jahren zum weltweit akzeptierten Standard für das Internet
der Dinge voranzutreiben. Welche Aufgaben und Funktionen kann er in der künftigen Industrie 4.0 erfüllen? Wir
haben uns in der Branche umgehört.
Industriekommunikation 4.0?
Wegen seiner Durchgängigkeit über alle Unternehmensebenen hinweg wurde der OPC-UA-Standard schon seit Jahren
als heißer Kandidat für die Datenkommunikation in der
Industrie 4.0 gehandelt. Jetzt ist er als Referenzarchitektur
gesetzt. Was präsentiert OPC UA damit nun für I4.0?
Stefan Schönegger: OPC UA bietet sich als Kommunikationsprotokoll oberhalb der Steuerungsebene bis zu ERP-Systemen
an. Das Protokoll ist offen, unabhängig und wurde mittlerweile von allen großen Steuerungsherstellern implementiert.
Damit ermöglicht es einen einfachen, herstellerübergreifenden Datenaustausch. Das ist eine der Grundvoraussetzungen
für Industrie 4.0.
Unterhalb der Steuerungsebene besteht jedoch häufig ein sehr
hoher Anspruch an die Geschwindigkeit und an die Synchronität der Datenübertragungen. Es kann gravierende Auswirkungen haben, wenn Daten nicht rechtzeitig ankommen. Dort
eingesetzte Protokolle müssen zuverlässig in harter Echtzeit
mit Zykluszeiten von deutlich unter 1 ms arbeiten. Powerlink
Arbeitet im Mikrosekunden-Bereich und ist daher die ideale
Ergänzung zu OPC UA.
David Eisl: OPC UA besteht aus einer Reihe von Spezifikationen, die in enger Zusammenarbeit von Herstellern, Anwendern und Konsortien entstanden sind, um den reibungslosen
Datenaustausch in der Industrie zu sichern. Im Abschlussbericht des Arbeitskreises Industrie 4.0 der acatech, der Deutschen Akademie der Technikwissenschaften, wird der Standard als Schlüsseltechnologie für die neu entstandenen Smart
Factories bezeichnet. Bei dieser neuen Generation der Fabrikautomation bringt das Produkt selbst seine Fertigungsinformation zum Beispiel auf einem RFID Chip mit. Anhand dieser
Information wird auf unterster Feldebene der Weg des Produkts gesteuert und die Fertigungsanlage an das jeweilige
Produkt angepasst. Informationen wie zum Beispiel Produktionsstatus, Fertigstellung oder Lagerort des Produktes werden
in der Maschinen- und Anlagen-Steuerung verarbeitet und
über OPC UA an den Leitrechner weitergegeben.
Für die Industrie 4.0 repräsentiert OPC UA damit eine international standardisierte Lösung zur horizontalen und zur vertikalen Integration von Anlagen und Systemen. Wir stellen die
OPC UA Server Software für unsere Steuerungen bereit und
ebnen dadurch unseren Kunden den Weg zur Industrie 4.0.
Wer schließt sich an?
Wie groß ist der Einflussbereich von OPC UA bereits heute
und wie wird er sich zukünftig erweitern? Welche weiteren
OPC-UA-Companion-Standards wird es zusätzlich zu den
bereits bestehenden – wie AIM OPC UA; MES D.A.CH – geben? Und gibt es eine Konkurrenz-Situation mit dem IIC?
Stefan Schönegger: Viele B&R-Kunden setzen bei Neuentwicklungen bereits heute auf OPC UA, wir können davon ausgehen, dass in wenigen Jahren ein Großteil der Linien und
Anlagen mit OPC UA kommunizieren werden. Daher sollte
auch jeder branchenspezifische Standard in der Fabrikautoma-
Bild: B&R
Darek Kominek: Kurz gesagt, Industrie 4.0 erfordert Fabriksysteme, die fähig sind auf horizontaler Ebene miteinander zu
kommunizieren. Gleichzeitig müssen diese Systeme so intelligent sein, dass sie, basierend auf Daten die sie horizontal mit
höheren Unternehmensebenen austauschen, ihre eigenen
Entscheidungen treffen können.
OPC UA spielt sowohl für die Kommunikation horizontal als
auch vertikal eine Rolle. Es ermöglicht unterschiedlichen
Fertigungsbereichen auf sichere und einheitliche Art und
Weise eigene Daten darzustellen sowie systemfremde Daten
‚verständlich‘ zu erfassen und in den eigenen Kontext zu integrieren. Damit reden wir im Kern über wirkliche M2M-Kommu-
nikation – eine der wesentlichen Säulen von Industrie 4.0.
OPC UA schafft hierfür die Grundlage. Es erlaubt Multi-VendorSystemen in der Fabrikhalle die Kommunikation untereinander, um sich gemeinsam über das ‚Wie wird etwas produziert‘
auszutauschen, basierend auf der ‚Was soll produziert werden‘Vorgabe höherer Unternehmensebenen.
Unsere Experten
www.elektrotechnik.de 7/8.2015
Stefan Schönegger:
Marketing Manager
bei B&R
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ein Datenprotokoll
tisierung mit OPC UA umgesetzt werden. Die OMAC hat sich
bereits auf OPC UA festgelegt, ähnliches würde sich zum Beispiel für die EUROMAP empfehlen. Wir könnten uns gut vorstellen, an der Umsetzung mitzuarbeiten. Auch das IIC täte gut
daran, OPC UA als alleinigen Standard zu unterstützen.
Darek Kominek: Die Bedeutung, die OPC UA für die Industrie
hat, nimmt schnell zu. Obwohl viele Anwender des klassischen OPC-Standards seit einigen Jahren OPC UA und dessen
Vorteile kennen, hat erst das rasante Wachstum des IoT, des
Internet of Things, den Fokus auf und den Bedarf an OPC UA in
der Industrie extrem verstärkt. Das IoT bietet vielfältige neue
Geschäftsmodelle und Möglichkeiten – und so sind Unternehmen aus den Bereichen Telekommunikation und IT bis hin zu
Anbietern von ERP-Systemen an neuen Möglichkeiten interessiert, sicher auf ihre Daten aus jeder Unternehmensebene
zugreifen zu können. Derartige Datenverbindungen müssen
effizient, flexibel, zuverlässig und sicher sein.
Basierend auf diesen Erwartungen zeigt OPC UA seine Vorteile:
Die Lösung wurde für diese Art von Anforderungen entworfen
und verfügt über die benötigte Vielseitigkeit, so dass OPC UA
ein tragbarer de facto Standard ist, auf den Unternehmen setzen können.
Angelehnt an Gespräche die ich mit Tom Burke, dem Präsidenten der OPC Foundation, geführt habe, würde ich die Beziehung zwischen dem Industrial Internet Consortium (IIC) und
der OPC Foundation als partnerschaftlich und nicht konkurrierend bezeichnen. Erstmals evaluiert das IIC verschiedene
Technologien der Datenvernetzung im Bereich des Industrial
Internet of Things und OPC UA wird in naher Zukunft mit
aufgelistet sein.
Was sind die heißen Themen?
Stichworte Standardisierung, Cloud Computing, Datensicherheit, komplexe Systeme beherrschen, Echtzeit – wo
herrscht noch Handlungsbedarf? Was ist in der Industrie
4.0 in puncto Software-Schnittstellen noch nötig?
Stefan Schönegger: Die Umsetzung von ‚time-sensitive networking‘ ist ein sehr wichtiges Thema. Damit ließe sich
OPC UA auch für die Linienkommunikation in weicher Echtzeit einsetzen. Weitere wichtige Herausforderungen bei der
Umsetzung von Industrie 4.0 sind die Auswertung großer
Datenmengen, Stichwort Big Data, und die Sicherheit von
Kommunikationsnetzwerken. B&R bietet zum Beispiel mit
seinen Aprol Solutions und dem hochsicheren PowerlinkProtokoll bereits heute Lösungsmöglichkeiten für diese Herausforderungen.
Darek Kominek: Wie bei dem iPhone ist die Frage nicht immer welche einzelnen Technologien dahinter stecken. Vielmehr geht es darum, wie man die einzelnen Teile miteinander
kombiniert, um einen Nutzen zu schaffen, der mehr ist als die
Summe seiner Teile.
Das IoT ist vielversprechend, benötigt jedoch eine Menge
Technologien, die zusammen agieren müssen, um diese Vision und daraus resultierende Vorteile für Unternehmen zu
erreichen.
Die Rolle von OPC UA bei all dem ist es, eine sichere und effiziente Möglichkeit zu liefern, Daten von nahezu jeder Quelle
einheitlich darzustellen und für andere verwertbar zu machen.
Bild: Sigmatek
Bild: Matrikon OPC
David Eisl: Führende Hersteller in der Automatisierungsbranche arbeiten an einem leistungsfähigen Kommunikationsstandard zur Umsetzung der Fabrik der Zukunft. Als Plattform in
Deutschland dient Industrie 4.0, die bei der KommunikationsArchitektur auf OPC UA setzt. Der Einflussbereich von OPC UA
ist somit sehr hoch und wird sich in Zukunft durch Erweiterungen wie Time Sensitive Networks (TSN) noch vergrößern.
Sigmatek ist in einer Arbeitsgruppe, die sich mit der für den
Maschinenbau erforderlichen Erweiterung um Echtzeitfähigkeit beschäftigt.
Das Ziel der OPC Foundation, in Bezug auf die OPC Companion
Standards, ist es, Konsortien ausfindig zu machen, die Informationsmodelle zur Bewältigung von Aufgaben aus der Industrie beisteuern können. Es gibt zahlreiche Arbeitsgruppen
bestehend aus OPC Mitgliedern und anderen Organisationen,
die sich mit OPC UA Companion Standards beschäftigen. Auch
das Industrial Internet Consortium, eine offene, internationale Non-Profit-Organisation, befasst sich intensiv mit dem
Internet der Dinge und bietet so eine Alternative beziehungsweise Ergänzung zum OPC UA Standard. In wie fern hier eine
Konkurrenzsituation besteht ist schwer zu sagen.
Darek Kominek:
Sr. Strategic Marketing Manager
bei Matrikon OPC
David Eisl, Ing. BSc:
Produktmanagement Industrielle Kommunikation
bei Sigmatek
www.elektrotechnik.de 7/8.2015
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Nachgefragt
Bild: © GraphicCompressor - Fotolia
David Eisl: Von Beginn an war eine der wichtigsten Anforderungen an OPC eine universelle Plattform zu schaffen, wo
basierend auf einem IEC-Standard weitere, darauf aufbauende
Standards gebildet werden können. Resultierend aus der zunehmenden Funktionalität, der zunehmenden Individualisierung von Produkten und der zunehmenden Dynamik in der
Auslieferung werden Produktionssysteme immer umfangreicher und komplexer.
Handlungsbedarf besteht hinsichtlich der Informationsmodelle bei Einbindung von Automatisierungskomponenten im
Feld. OPC UA stellt das Protokoll und die Services bereit, sodass die Anwender auf reichhaltige Informationsmodelle
zugreifen und komplexe Daten zwischen unabhängig entwickelten Anwendungen austauschen können. Obwohl bereits
verschiedene wichtige Informationsmodelle wie Data Access
oder Alarms & Conditions existieren, gibt es noch Handlungsbedarf und zwar bei der Identifizierung von Netzwerkkomponenten.
Für Sigmatek als Steuerungshersteller ist grundsätzlich jede
Art der Datenübertragung interessant, die unseren Kunden die
Einbindung von Fremdsystemen und die Analyse von Prozessdaten ermöglicht.
Doch auch OPC UA ist auf andere Technologien angewiesen,
um spezielle Anforderungen zu meistern. Zwei davon sind
UA-Daten in die Cloud zu transferieren und OPC UA immer
näher an die Kontrollebene zu bringen, wo eine deterministische Kommunikation notwendig ist. Gegenwärtig laufen die
Arbeiten in beiden Bereichen.
www.elektrotechnik.de
7/8.2015
Vielen Dank ...