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.



  • 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