Wabenmodell statt Automatisierungspyramide

492461
Bild: ©Black/stock.adobe.com

Gleich zu Beginn stellt sich die Frage, warum es überhaupt ein neues Modell braucht – schließlich hat sich die Automatisierungspyramide über viele Jahre hinweg bewährt. Peter Hofmann, Manager Innovation bei MPDV, sagt dazu: „Ein wesentlicher Nachteil der Pyramidendarstellung ist, dass immer nur direkt benachbarte Schichten miteinander kommunizieren – und das meist in proprietären Protokollen. Heutzutage hat die Vernetzung deutlich zugenommen, sodass dieses Kommunikationsprinzip nicht mehr zielführend ist.“ Auch in der Fachpresse liest man schon seit ein paar Jahren immer wieder Schlagzeilen wie ‚Automatisierungspyramide hat ausgedient‘ oder ‚Das Ende der Pyramide‘.

Die Pyramide wird flach

Experten schlagen daher vor, dass der Nachfolger der Pyramide ein Netz sein soll, in dem quasi jeder mit jedem redet. Das Ziel einer hierarchiefreien Kommunikation wird damit erreicht. Allerdings ergibt sich eine neue Herausforderung: Die Zahl der Schnittstellen steigt exponentiell. Wenn jedes System und jedes Gerät mit jedem anderen verbunden wird, dann ist eine immense Zahl an Verbindungen nötig. Diese Zahl wächst mit jedem neuen Gerät signifikant. Es kommt erschwerend hinzu, dass der Traum eines omnipräsenten Standardprotokolls noch immer Wunschdenken ist. Das bedeutet, dass mit der Zahl der Verbindungen auch die Vielfalt und somit die Komplexität steigen. Dies verdeutlicht, dass es nicht reicht, alle Systeme und Geräte direkt miteinander zu vernetzen. Ohne eine zentrale Plattform, an die jedes System und jedes Gerät angeschlossen werden kann, geht es nicht – eine Integrationsplattform ist ein Muss. Diesen Weg hat MPDV schon vor Jahren mit der Manufacturing Integration Platform (MIP) eingeschlagen. Peter Hofmann erläutert: „Alle Systeme und Devices kommunizieren mit der MIP. Damit gibt es jeweils nur eine einzige Schnittstelle, die obendrein auch noch standardisiert ist.“ Soll ein weiteres System oder Device angebunden werden, so wird lediglich eine einzige weitere Schnittstelle etabliert. Der Komplexität ist somit Einhalt geboten.

Jeder Benutzer der User Groups Ebene hat seine eigene Sicht auf die Smart Factory.
Jeder Benutzer der User Groups Ebene hat seine eigene Sicht auf die Smart Factory. – Bild: MPDV Mikrolab GmbH
Die rote Ebene zeigt die Vielfalt an Anwendungen in der Smart Factory.
Die rote Ebene zeigt die Vielfalt an Anwendungen in der Smart Factory. – Bild: MPDV Mikrolab GmbH
Auf der Integrations-Ebene laufen alle Daten zusammen.
Auf der Integrations-Ebene laufen alle Daten zusammen. – Bild: MPDV Mikrolab GmbH
Auf der untersten Ebene findet man verschiedenste Datenquellen der Smart Factory.
Auf der untersten Ebene findet man verschiedenste Datenquellen der Smart Factory. – Bild: MPDV Mikrolab GmbH

Warum nun die Wabendarstellung?

Als Alternative zum Netz wählten die Experten von MPDV eine Wabendarstellung: Die Wabe kennt man aus der Natur, insbesondere von Honigbienen. Die kompakte Bauform steht zudem für das Reduzieren von Schnittstellen in der Fertigungs-IT. Um einerseits der Komplexität der heutigen IT-Architekturen gerecht zu werden und andererseits die Übersichtlichkeit zu erhalten, entschied man sich bei MPDV für ein mehrschichtiges Wabenmodell – quasi einen Bienenstock.

Smart Factory Hive

Der Smart Factory Hive – Hive ist das englische Wort für Bienenstock – besteht zunächst aus vier Schichten:

Data/Shopfloor: Hier sind alle Datenlieferanten angesiedelt. Diese können auch Aggregationsplattformen sein, zum Beispiel Systeme auf Basis des Industrial Internet of Things (IIoT).

Integration: Sollen Daten verarbeitet, verteilt oder analysiert werden, so sorgt eine Integrationsplattform dafür, dass jeder die Daten bekommt, die er benötigt und für die er entsprechende Rechte hat.

Applications: Jede Art von Anwendung der Fertigungs-IT ist auf dieser Schicht zu Hause. Werden Daten benötigt oder Ergebnisse bereitgestellt, so erfolgt dies über die Integrationsschicht.

User Groups: Die einzelnen Benutzergruppen im Unternehmen sind der obersten Schicht zugeordnet. Jeder Benutzer kann auf seine Anwendungen und die ihm zugewiesenen Daten zugreifen.

Jede dieser vier Schichten besteht aus einem flexiblen Wabenkonstrukt, das die einzelnen Bestandteile der Schicht enthält. Dabei werden je nach Schicht unterschiedliche Arten von Bestandteilen zusammengefasst.

1. Data/ Shopfloor

Auf der untersten Schicht findet man sowohl physische Devices wie Maschinen, Steuerungen (SPS), Roboter und Werkzeuge als auch Kommunikationsprotokolle wie OPC UA, MTconnect oder MQTT. Automatisierungsplattformen unterschiedlicher Hersteller und IIoT-Plattformen als Datenaggregationssysteme kommunizieren ebenfalls auf dieser Schicht mit den anderen Teilnehmern.

2. Integration

Dreh- und Angelpunkt der Integrationsschicht ist eine Integrationsplattform wie die MIP von MPDV. Hier laufen alle Daten aus der Schicht Data/Shopfloor zusammen. Um das zuvor angesprochene Schnittstellenchaos zu vermeiden, ist die Integrationsplattform der einzige Kontaktpunkt zwischen dem Shopfloor und den darüberliegenden Anwendungen. Neben der Integrationsplattform befinden sich auf dieser Schicht eine Vielzahl von Integrationsbausteinen zu anderen Systemen. Dazu gehören neben dem ERP-System auch die Konstruktion (vertreten durch das PLM-System), das Supply Chain Management (SCM), die (Intra-)Logistik (vertreten durch das Warehouse Management System) sowie der Vertrieb und das Controlling (vertreten durch ein CRM-System bzw. ein Business Intelligence System). Die Integrationsbausteine dienen quasi als verlängerte Arme der Integrationsplattform und stellen eine standardisierte Kommunikation sicher. Selbstverständlich werden über die Integrationsplattform auch typische MES-Anwendungen auf der darüberliegenden Schicht angebunden.

3. Applications

Zu den Anwendungen der Fertigungs-IT zählen alle Arten von Apps, Programmen und IT-Anwendungen, die Daten aus dem Shopfloor verarbeiten und diese je nach Anwendungsfall einem Benutzer visualisieren. Das Wabenmodell beinhaltet hier zunächst klassische MES-Aufgaben gemäß VDI-Richtlinie 5600, erweitert diese aber um neue Anwendungsfelder wie das Assembly Management oder Analysen mit künstlicher Intelligenz. Insbesondere auf dieser Schicht kann die Darstellung sehr detailliert ausfallen, da die Vielfalt der Anwendungen im Zuge der Appifizierung ständig zunimmt. Je feingranularer Funktionen in einzelne Apps aufgeteilt werden, desto detailreicher wird die Darstellung der Anwendungsschicht.

Seiten: 1 2



  • Autobauer wieder positiver gestimmt

    Autobauer wieder positiver gestimmt

    Die Unternehmen der Automobilindustrie schätzen ihre aktuelle Lage wieder besser ein als noch Januar und auch der Ausblick auf die kommenden Monate ist laut der Ifo-Konjunkturumfrage positiver.

    mehr lesen: Autobauer wieder positiver gestimmt

  • LoadRunner organisiert sich im Schwarm

    LoadRunner organisiert sich im Schwarm

    Das Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IML entwickelt mit dem LoadRunner eine neue Generation fahrerloser Transportfahrzeuge. Das System kann sich dank künstlicher Intelligenz und Kommunikation über 5G im Schwarm organisieren…

    mehr lesen: LoadRunner organisiert sich im Schwarm

  • AIM und die Profibus Nutzerorganisation arbeiten zusammen

    AIM und die Profibus Nutzerorganisation arbeiten zusammen

    Der Industrieverband AIM und die Omlox-Community der Profibus Nutzerorganisation wollen zusammenarbeiten. Ziel ist es, die Interoperabilität zwischen AutoID-Technologien und Softwaresystemen zu fördern.

    mehr lesen: AIM und die Profibus Nutzerorganisation arbeiten zusammen

  • Arbeitsmarkt zeigt sich trotz Lockdown weiter stabil

    Arbeitsmarkt zeigt sich trotz Lockdown weiter stabil

    Im Februar gibt das IAB-Arbeitsmarktbarometer leicht optimistische Signale, der Frühindikator des Instituts für Arbeitsmarkt- und Berufsforschung ist im Vergleich zum Vormonat gestiegen.

    mehr lesen: Arbeitsmarkt zeigt sich trotz Lockdown weiter stabil

  • Forschungsteam arbeitet an skalierbaren Qubits

    Forschungsteam arbeitet an skalierbaren Qubits

    Das Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS entwickelt zusammen mit europäischen Partnern im Projekt QLSI eine skalierbare Technologie für Silizium-Qubits für Quantencomputer.

    mehr lesen: Forschungsteam arbeitet an skalierbaren Qubits

  • Partnerschaft zwischen Q.beyond und Northwave

    Partnerschaft zwischen Q.beyond und Northwave

    Q.beyond will sein Cyber-Security-Angebot durch eine Partnerschaft mit Northwave stärken. Beide Unternehmen haben zuvor bereits in Kundenprojekten zusammengearbeitet.

    mehr lesen: Partnerschaft zwischen Q.beyond und Northwave

  • Open Industry 4.0 Alliance gibt Rat zum Thema Cybersicherheit

    Open Industry 4.0 Alliance gibt Rat zum Thema Cybersicherheit

    Mit dem Strategiepapier ‘Cyber Security Design Principles‘ will die Open Industry 4.0 Alliance darüber informieren, wie Unternehmen das Thema Sicherheit von der Werkshalle bis zur Cloud umsetzen können.

    mehr lesen: Open Industry 4.0 Alliance gibt Rat zum Thema Cybersicherheit

  • Digitalisierungskompetenz in der Geschäftsführung verankern

    Digitalisierungskompetenz in der Geschäftsführung verankern

    Aus dem Industrie-4.0-Barometer der Management- und IT-Beratung MHP geht hervor, dass sich die Position eines CIO in der Geschäftsführung positiv auf Umsetzung von Industrie-4.0-Ansätzen auswirkt.

    mehr lesen: Digitalisierungskompetenz in der Geschäftsführung verankern

  • 1,18 Millionen offene Stellen im vierten Quartal

    1,18 Millionen offene Stellen im vierten Quartal

    231.000 offene Stellen weniger als im vierten Quartal 2019 verzeichnet das Institut für Arbeitsmarkt und Berufsforschung in der aktuellen Stellenerhebung. Demnach ist die Zahl der offenen Stellen gegenüber dem dritten…

    mehr lesen: 1,18 Millionen offene Stellen im vierten Quartal

  • Energiesparen im Homeoffice

    Energiesparen im Homeoffice

    Die vermehrte Arbeit im Homeoffice reduziert die CO2-Emissionen, die beispielsweise durch Pendeln entstehen. Auf der anderen Seite steigt der Stromverbrauch zuhause. Wie dieser reduziert werden kann, zeigen Tipps der Fachgemeinschaft…

    mehr lesen: Energiesparen im Homeoffice

  • Bessere Stimmung in der deutschen Wirtschaft

    Bessere Stimmung in der deutschen Wirtschaft

    Nach 90,3 Punkten im Januar ist der Ifo-Geschäftsklimaindex im Februar gestiegen. Die Unternehmen schätzen dabei nicht nur die aktuelle Lage besser ein sondern sind auch mit Blick auf die kommenden…

    mehr lesen: Bessere Stimmung in der deutschen Wirtschaft

  • Zweistelliger Exportrückgang im Corona-Krisenjahr

    Zweistelliger Exportrückgang im Corona-Krisenjahr

    Die weltweite Corona-Krise hat auch zu hohen Exporteinbußen der Maschinen- und Anlagenbauer geführt. Im Jahr 2020 wurden aus Deutschland Maschinen und Anlagen im Wert von 160 Milliarden Euro exportiert und…

    mehr lesen: Zweistelliger Exportrückgang im Corona-Krisenjahr