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



  • Automatica in den Dezember verlegt

    Automatica in den Dezember verlegt

    Die Messe München hat sich dazu entschlossen, die Messe Automatica, die vom 16. bis zum 19. Juni stattfinden sollte, in den Dezember zu verschieben.

    mehr lesen: Automatica in den Dezember verlegt

  • Weltmarkt für Maschinen legt 2019 leicht zu

    Weltmarkt für Maschinen legt 2019 leicht zu

    Neue Maschinen und Anlagen waren auch im vergangenen Jahr weltweit gefragt. Allerdings erfolgten die Geschäfte bereits unter erschwerten Bedingungen: Der Wandel in der Automobilindustrie, der Handelskrieg zwischen den USA und…

    mehr lesen: Weltmarkt für Maschinen legt 2019 leicht zu

  • Keine Hannover Messe in 2020

    Keine Hannover Messe in 2020

    Die Hannover Messe kann dieses Jahr nicht stattfinden. Grund ist die zunehmend kritische Lage aufgrund der Covid-19-Pandemie und eine Untersagungsverfügung der Region Hannover.

    mehr lesen: Keine Hannover Messe in 2020

  • Nächste Management-Generation bei Siemens

    Nächste Management-Generation bei Siemens

    Siemens-CEO Joe Kaeser hat den Aufsichtsrat darüber informiert, dass er keine Verlängerung seines Vertrages anstrebt. Er wird zum Aufsichtsratsvorsitzenden der Siemens Energy vorgeschlagen.

    mehr lesen: Nächste Management-Generation bei Siemens

  • Wie weit sind deutsche Unternehmen beim Internet of Things?

    Wie weit sind deutsche Unternehmen beim Internet of Things?

    Die Industrie setzt IoT-Lösungen vornehmlich in der Produktion, bei der Zeiterfassung und in der Lagerverwaltung ein. Dies geht aus einer Befragung hervor, die Ende vergangenen Jahres durchgeführt wurde.

    mehr lesen: Wie weit sind deutsche Unternehmen beim Internet of Things?

  • Weltwirtschaft vor erheblichen Wachstumsverlusten

    Weltwirtschaft vor erheblichen Wachstumsverlusten

    Finanzmarktexperten rechnen damit, dass die Corona-Pandemie das globale reale Bruttoinlandsprodukt erheblich belasten wird. Insbesondere die deutsche Wirtschaft wird dabei stark in Mitleidenschaft gezogen. Mit Blick auf einzelne Branchen schwanken die…

    mehr lesen: Weltwirtschaft vor erheblichen Wachstumsverlusten

  • Corona-Krise könnte Hunderte von Milliarden Euro kosten

    Corona-Krise könnte Hunderte von Milliarden Euro kosten

    Das Coronavirus könnte Deutschlands Wirtschaft Hunderte von Milliarden Euro Produktionsausfälle bescheren, Kurzarbeit und Arbeitslosigkeit in die Höhe schießen lassen und den Staatshaushalt erheblich belasten. Das geht aus aktuellen Berechnungen des…

    mehr lesen: Corona-Krise könnte Hunderte von Milliarden Euro kosten

  • VDMA-Tagung verschoben

    VDMA-Tagung verschoben

    Die VDMA-Tagung Production Excellence, die am 28. April hätte stattfinden sollen, ist auf die zweite Oktoberhälfte verschoben worden.

    mehr lesen: VDMA-Tagung verschoben

  • IAB rechnet mit BIP-Rückgang und steigenden Arbeitslosenzahlen

    IAB rechnet mit BIP-Rückgang und steigenden Arbeitslosenzahlen

    Das Institut für Arbeitsmarkt und Berufsforschung (IAB) geht in einer Vorausschau für das laufende Jahr davon aus, dass das BIP im Jahr 2020 um zwei Prozent sinken wird. Im Zuge…

    mehr lesen: IAB rechnet mit BIP-Rückgang und steigenden Arbeitslosenzahlen

  • IFR: Neuer Präsident und Vizepräsident

    IFR: Neuer Präsident und Vizepräsident

    Mit Milton Guerry (Schunk USA) hat die International Federation of Robotics einen neuen Präsidenten. Klaus König (Kuka) übernimmt das Amt des Vizepräsidenten.

    mehr lesen: IFR: Neuer Präsident und Vizepräsident

  • Fraunhofer-Gesellschaft und IBM starten Quantencomputing-Kooperation

    Fraunhofer-Gesellschaft und IBM starten Quantencomputing-Kooperation

    Mit der Unterzeichnung einer gemeinsamen Vereinbarung haben die Fraunhofer-Gesellschaft und IBM eine Kooperation gestartet, die Quantencomputing in Deutschland voranbringen soll.

    mehr lesen: Fraunhofer-Gesellschaft und IBM starten Quantencomputing-Kooperation

  • Maschinenbau spürt die Störungen der globalen Lieferketten

    Maschinenbau spürt die Störungen der globalen Lieferketten

    Die Corona-Pandemie zeigt in dem von globalen Wertschöpfungsnetzwerken geprägten Maschinenbau messbare Folgen. Schon jetzt spüren knapp 60% aller Betriebe Beeinträchtigungen der Lieferketten, wenngleich die Auswirkungen überwiegend noch als ‚gering bis…

    mehr lesen: Maschinenbau spürt die Störungen der globalen Lieferketten