Mit OPC UA standardisiert kommunizieren

307675 iStock 1336250828
Bild: ©Gorodenkoff/stockadobe.com

Die heutige Fertigungsindustrie steht vor einer ständig wachsenden Nachfrage nach Produkten höchster Qualität, kurzen Markteinführungszeiten und effizienten Produktionsprozessen. Manufacturing Execution Systeme (MES) helfen dabei, diesen Herausforderungen zu begegnen. Gemäß der IEC 62264 fungieren sie als Bindeglied zwischen der Planungs- und der Fertigungsebene und ermöglichen die Überwachung, Steuerung und Optimierung von Fertigungsprozessen.

Die Implementierung einer Software allein reicht jedoch oft nicht aus, um die gewünschten Effekte zu realisieren. Die Standardisierung spielt bei Einführung eine entscheidende Rolle. Standardisierung bedeutet die Einführung gemeinsamer Richtlinien, Protokolle und Datenformate, um die Interoperabilität zwischen verschiedenen Systemen sicherzustellen und den Datenaustausch zu erleichtern. Ohne Standardisierung können Unternehmen mit komplexen Herausforderungen bei der MES-Integration konfrontiert werden. Es kann etwa zu Inkompatibilitäten zwischen verschiedenen Systemen, ineffizientem Datenaustausch oder gar Datenverlust kommen. Darüber hinaus kann eine mangelnde Standardisierung die Skalierbarkeit und Flexibilität der Fertigungsprozesse beeinträchtigen. Die Kommunikation und der Datenaustausch zwischen den Ebenen ist entscheidend, um Informationen schnell zu erhalten und darauf reagieren zu können.

OPC UA für die Smart Factory

In diesem Kontext rückt die Rolle von OPC UA als Komponente in einer Smart Factory in den Vordergrund. OPC UA (Open Platform Communications Unified Architecture) ist ein standardisiertes Kommunikationsprotokoll, das speziell für die Anforderungen der industriellen Automatisierung entwickelt wurde. Es ermöglicht die nahtlose Integration verschiedener Geräte und Systeme. Das Kommunikationsprotokoll verbindet das MES mit den verschiedenen Komponenten in der Fertigungsebene. Es erlaubt eine plattformunabhängige und sichere Kommunikation und Datenübertragung, wodurch Informationen in strukturierter Form ausgetauscht werden können.

Die Effekte reichen von verbesserter Transparenz und einen schnellen Einblick in die Fertigungsprozesse bis zur Möglichkeit, auf Abweichungen oder Störungen zu reagieren. Darüber hinaus erleichtert OPC UA die Skalierbarkeit und Interoperabilität in komplexen Fertigungsumgebungen, da es plattformunabhängig ist und verschiedene Anwendungsfälle abdeckt. Darüber hinaus sind auch Versionswechsel der einzelnen integrierten Teilsysteme im Laufe der Zeit erheblich einfacher und überschaubarer durchzuführen, was auch wiederum zu mehr Sicherheit und Kostenreduktion beiträgt.

OPC UA for Machinery Part 3 – Job Management

OPC UA for Machinery Part 3 – Job Management ist ein spezifischer Teil des OPC UA-Standards, der sich auf die Verwaltung von Jobs und Aufgaben in Maschinen und Anlagen konzentriert. Dieser Teil bietet ein Framework und eine Schnittstelle, die es Maschinen und Anlagen ermöglicht, Job-Informationen auszutauschen und zu verwalten. Diese Jobs können etwa Aufgaben, Arbeitsanweisungen oder Produktionsaufträge. Die Hauptziele sind:

  • Job-Verwaltung: Dieser Teil des Standards definiert die Struktur und Methoden zur Erstellung, Aktualisierung, Zuweisung und Verfolgung von Jobs. Dies ermöglicht die Koordination von Aufgaben in industriellen Abläufen.
  • Status und Fortschritt: Der Standard ermöglicht die Überwachung des Status und des Fortschritts von Jobs. Dies soll sicherstellen, dass Maschinen und Anlagen ihre Aufgaben ordnungsgemäß ausführen.
  • Fehlerbehandlung: Das Framework enthält auch Mechanismen zur Behandlung von Fehlern und Ausnahmen, die während der Ausführung von Jobs auftreten können.
  • Synchronisation: Die Schnittstelle ermöglicht die Synchronisation von Aufgaben und Ressourcen in komplexen Produktionsumgebungen.

OPC UA for Machinery Part 3 – Job Management ist besonders relevant in Bereichen wie der diskreten Fertigung, der Robotik und der Automatisierung, in denen die Koordination und Überwachung von Aufgaben und Jobs von entscheidender Bedeutung ist. Er ermöglicht eine effiziente Kommunikation und Koordination zwischen verschiedenen Maschinen und Anlagen in einem Produktionsprozess.

Prozesse oft individuell

Standardisierte MES-Funktionalitäten haben das Potenzial, die Produktionsprozesse zu optimieren, indem sie Transparenz, Kontrolle und Effizienz steigern. Allerdings sind Kundenprozesse oft individuell und speziell an die Anforderungen und Gegebenheiten eines Unternehmens angepasst. Um ein MES mit der erforderlichen Interoperabilität einzuführen ist es für Unternehmen daher von Vorteil, die eigenen Prozesse so weit als möglich zu standardisieren, um damit die Implementierungsphase einer MES-Software zu vereinfachen und die Komplexität zu reduzieren. Dies bedeutet nicht zwangsläufig eine komplette Umstrukturierung, sondern vielmehr die Integration von standardisierten Elementen.

Gewünschte Effekte erzielt

Müssen Prozesse an Standards angepasst werden, kann dies eine Herausforderung darstellen. Langfristig ergeben sich jedoch die angestrebten Effekte. Effizientere Produktionsprozesse, die vielfältige Verwertung digitalisierter Informationen bis hin zu KI und die Möglichkeit zur schnelleren Anpassung an sich ändernde Marktbedingungen sind nur einige der Vorteile, die durch die MES-Standardfunktionalitäten und die Anpassung von Unternehmensprozessen an diese Standards realisiert werden können.

image 27
Bild: Gfos mbH

Autor:

Andreas Kirsch ist Strategic Business Development Manager MES bei der GFOS mbH.



  • Ifo-Geschäftsklimaindex fällt um 1,3 Punkte

    Ifo-Geschäftsklimaindex fällt um 1,3 Punkte

    Pessimistischere Erwartungen der Unternehmen sorgen dafür, dass der Ifo-Geschäftsklimaindex im Juni unter dem Vormonatswert bleibt. Nach drei Anstiegen in Folge zeigt sich auch die Industrie im Juni wieder skeptischer.

    mehr lesen: Ifo-Geschäftsklimaindex fällt um 1,3 Punkte

  • Wibu-Systems eröffnet Niederlassung in Südkorea

    Wibu-Systems eröffnet Niederlassung in Südkorea

    Mit einer neuen Tochtergesellschaft in Südkorea geht das Karlsruher Unternehmen Wibu-Systems einen strategischen Schritt zur Erschließung des südkoreanischen Hightech-Marktes sowie der dortigen Wirtschaft.

    mehr lesen: Wibu-Systems eröffnet Niederlassung in Südkorea

  • Quantencomputing für effizientere E-Autos

    Quantencomputing für effizientere E-Autos

    Die BMW Group, Nvidia und Classiq wollen gemeinsam mechatronische Systeme optimieren. Das gemeinsame Ziel: den Einsatz von Quantencomputern in der Automobilbranche zu fördern.

    mehr lesen: Quantencomputing für effizientere E-Autos

  • 8,8Mrd.€ für die AWS-Cloud-Infrastruktur in Deutschland

    8,8Mrd.€ für die AWS-Cloud-Infrastruktur in Deutschland

    Kürzlich hat AWS Investitionen in Höhe von 7,8Mrd,€ in die AWS European Sovereign Cloud angekündigt, deren erste Rechenzentren in Brandenburg entstehen sollen. Nun legt der Cloud-Anbieter nochmals 10Mrd.€ nach.

    mehr lesen: 8,8Mrd.€ für die AWS-Cloud-Infrastruktur in Deutschland

  • Ungeplante Stillstände kosten 147.000€ pro Stunde

    Ungeplante Stillstände kosten 147.000€ pro Stunde

    Zwar erhöhen Firmen mittels Wartung die Verfügbarkeit ihrer Anlagen. Laut einer Studie von ABB kommt es bei der Mehrheit der Befragten monatlich jedoch zu mindestens einem ungeplanten Stillstand.

    mehr lesen: Ungeplante Stillstände kosten 147.000€ pro Stunde

  • Ein Robotik-Netzwerk für die Spitzenforschung

    Ein Robotik-Netzwerk für die Spitzenforschung

    Das Robotics Institute Germany (RIG) soll als zentrale Anlaufstelle für Robotik in Deutschland fungieren. Die Beteiligten, darunter Universitäten und Forschungseinrichtungen, haben sich fünf strategische Ziele gesetzt.

    mehr lesen: Ein Robotik-Netzwerk für die Spitzenforschung

  • Mit künstlicher Intelligenz gegen Maschinenstillstände

    Mit künstlicher Intelligenz gegen Maschinenstillstände

    Ein Forschungsteam vom Fraunhofer IPA hat zusammen mit Partnern aus der Industrie eine Methode entwickelt, wie künstliche Intelligenz in die Instandhaltung integriert werden kann. Erkennt die KI einen Fehler, werden…

    mehr lesen: Mit künstlicher Intelligenz gegen Maschinenstillstände

  • Das Auto mit Kopfbewegungen steuern

    Das Auto mit Kopfbewegungen steuern

    Arrow Electronics und Nvidia haben gemeinsam ein KI-basiertes Lenksystem für das semi-autonome SAM Car erarbeitet. Die Steuerung erfolgt per Gesichtserkennung.

    mehr lesen: Das Auto mit Kopfbewegungen steuern

  • Der AI Act im Überblick

    Der AI Act im Überblick

    Die Europäische Union (EU) hat mit dem AI Act ein transnationales Regelwerk für einen sicheren und vertrauenswürdigen Einsatz von KI verabschiedet. Was genau in der Verordnung ausgeführt ist, welche Chancen…

    mehr lesen: Der AI Act im Überblick

  • Phoenix Contact: Dirk Görlitzer folgt auf Frank Stührenberg

    Phoenix Contact: Dirk Görlitzer folgt auf Frank Stührenberg

    Frank Stührenberg übergibt den Vorsitz der Geschäftsführung von Phoenix Contact an Dirk Görlitzer. Bis zum Ausscheiden Stührenbergs zum Jahresende 2024 teilen sich beide den den Posten.

    mehr lesen: Phoenix Contact: Dirk Görlitzer folgt auf Frank Stührenberg

  • Anstieg der Kurzarbeit in der Industrie gestoppt

    Anstieg der Kurzarbeit in der Industrie gestoppt

    Die deutsche Industrie hat im Winterhalbjahr wieder vermehrt Kurzarbeit gefahren. Laut Ifo Institut ist in den nächsten Monaten zwar mit einem erhöhten Niveau zu rechnen, eine weitere Verschärfung zeichnet sich…

    mehr lesen: Anstieg der Kurzarbeit in der Industrie gestoppt

  • Wenn Excel-Listen etwas vorgaukeln

    Wenn Excel-Listen etwas vorgaukeln

    „Manipulierte Phantomzahlen in Excel können über Jahre hinweg ein florierendes Unternehmen vorgaukeln, das in Wahrheit kurz vor der Insolvenz steht“, sagt Jane Enny van Lambalgen. Die CEO von Planet Industrial…

    mehr lesen: Wenn Excel-Listen etwas vorgaukeln