Automatisierungs-Engineering neu definiert

BU
BU – Bild: Siemens AG

Der Sondermaschinenbauer MTS stand vor der Herausforderung, Automatisierung nahtlos in die bestehenden Workflows zu integrieren. Klassische Ansätze im Automatisierungsengineering wurden den immer anspruchsvolleren Kundenanforderungen nicht mehr gerecht. Die Maschinen wurden komplexer, und die Kunden verlangten hochwertige Produktionsdaten. Doch die klassischen Automatisierungsparadigmen erschwerten die Zusammenarbeit in der Entwicklung, die Wiederverwendung von Code und die Qualitätssicherung. MTS erkannte, dass diese Herausforderungen in der Softwareentwicklung zwar bereits gelöst waren. Um diese erprobten Praktiken auch auf die Automatisierung anzuwenden, fehlten dem Unternehmen jedoch die richtigen Werkzeuge.

„Wir haben schon lange versucht, unsere Softwarepraktiken auf die OT-Entwicklung zu übertragen, aber bei jeder Plattform, die wir gewählt haben, stießen wir an eine Grenze. Wir kamen nicht weiter und konnten nicht wie gewohnt die bekannten Methoden aus der Softwareentwicklung nutzen. Simatic AX ist das Werkzeug und die Umgebung, mit der wir IT-Praktiken endlich in der OT umsetzen können“, erklärt Peter Kurhajec, Chief Technology Officer bei MTS.

IT-ähnliches Engineering

Simatic AX Logic Control Engineering ist eine IT-ähnliche Engineering-Umgebung für Simatic-Steuerungen. Das Tool basiert auf Visual Studio Code und vereint einen text- und dokumentenbasierten Ansatz, objektorientierte Programmierung, Paketmanagement, native Versionskontrolle und Unit-Testing. Automatisierungsingenieure können so bewährte Methoden aus der Softwareentwicklung in ihren Workflows anwenden.

„In Simatic AX Engineering kannst du die gleichen Workflows übernehmen, wie du sie aus der Softwareentwicklung kennst. Man kann also dieselben Pipelines anwenden, wenn man Pakete ausliefert, Software testet oder Änderungen vornimmt“, sagt Kurhajec.

Zudem nutzt MTS die Offenheit des Systems, um die Entwicklung zu automatisieren. Das ist möglich, weil „man Zugriff auf Details im System bekommt, die bei anderen Plattformen nicht zugänglich sind. Das erlaubt es uns, ein komplett neues System auf Simatic AX aufzubauen, das unsere Entwicklungsgeschwindigkeit und Effizienz steigert“, sagt Kurhajec. Dieses System, genannt AX#, wird von MTS als Open-Source-Software veröffentlicht und unterstützt das Team, die Entwicklung ihrer Maschinen zu automatisieren. „Das AX#Framework unterstützt dabei, komplexe Maschinen mit vielen Komponenten sehr schnell zusammenzustellen. Jede Komponente ist von der Hardware entkoppelt, da es sich um eine Softwarekomponente handelt“, sagt Blazej Kuhajda, Senior Developer bei MTS. Das fehlende Puzzleteil für die weitere Automatisierung der Prozesse war die Engineering-Umgebung selbst.

Datenqualität und Code-Effizienz

Doch warum investiert MTS so viel Zeit und Energie in diesen neuen Ansatz? „Unsere Kunden wollen Daten in die Cloud senden; sie wollen aus diesen Daten Erkenntnisse gewinnen“, erklärt Martin Hareznik, Leiter der Softwareabteilung.

Siemens hat objektorientierte Programmierung in Structured Text eingeführt, sodass MTS die Datenerfassung direkt in das Komponentendesign integrieren kann. Eine ‚Motor‘-Komponente protokolliert automatisch relevante Messwerte – Drehmoment, Geschwindigkeit, Temperatur, Fehlerereignisse – jeweils mit präzisem Zeitstempel.

„Das Schwierige ist, hochwertige Daten aus der Produktion zu bekommen, weil dafür viel manuelle Arbeit und Tests nötig sind“, merkt Peter Kurhajec an. Softwareentwicklungsmechanismen wie Git-Versionierung oder Paketmanagementsysteme ermöglichen iterative Entwicklungsprozesse und stellen hohe Qualität und Versionskonsistenz über mehrere Entwickler hinweg sicher. „Was wir mit Simatic AX erreichen konnten, ist die Entwicklung von Systemen, die tatsächlich qualitativ hochwertige, fein aufgeschlüsselte Daten liefern“, sagt Hareznik. „Wenn wir z.B. Daten in einer Datenbank speichern wollen, genügt in der SPS nur eine einzige Codezeile“.

Das hat die Arbeitsabläufe bei MTS grundlegend verändert. „AX kann viele Prozesse für uns automatisieren. Wir können unseren Applikationsingenieuren sehr schnell neue Services bereitstellen“, ergänzt Martin.

AX# und AXOpen

Zusätzliches Potenzial liegt in der Erweiterbarkeit der Software. So wie Softwareentwickler eigene Toolchains und Frameworks schaffen, um domänenspezifische Herausforderungen zu lösen, erkannte MTS, dass sie auf Basis der offenen Architektur von AX ihre eigenen Tools entwickeln konnten. Im Ergebnis entstanden individuelle Entwicklungswerkzeuge, die die Engineering-Prozesse unterstützen und durch Bereitstellung als Open Source Projekte der gesamten Automatisierungsgemeinschaft zugutekommen können.

Ihre Projekte AX# und AXOpen sind in ihrer GitHub-Community zu finden. AX# übersetzt automatisch SPS-Programme in .NET-Bibliotheken, ermöglicht dadurch strukturierten Datenzugriff und automatisierte HMI-Generierung. Manuelle UI-Programmierung ist nicht notwendig.

AXOpen bietet ein Anwendungs-Framework mit Koordination von primitiven, umfangreichem Datenhandling und vorkonfigurierten Komponenten. Gemeinsam beschleunigen diese Erweiterungen die Maschinenzusammenstellung erheblich. „All das war möglich, weil AX von Grund auf offen ist und APIs bereitstellt, die es ermöglichen, die Umgebung zu erweitern und zu bereichern“, betont Kurhajec.

IT und OT zusammenführen

Da Automatisierung zunehmend mit Cloud-Systemen und Datenanalysen kombiniert wird, benötigen Hersteller Entwicklungsansätze, die ihre Wettbewerbsfähigkeit unterstützen. „Als ich in die Industrie kam, habe ich diese große Lücke gesehen zwischen dem Vorgehen in der Softwarewelt und dem in der industriellen Automatisierung. Ich denke, wir konnten mit Simatic AX Engineering diese Konvergenz zwischen IT und OT effizient herstellen“, betont Kurhajec. Der Einsatz des Tools bei Modern Technology Systems zeigt den Wandel, den industrielle Automatisierung durchläuft. Bewährte Praktiken aus der Softwareentwicklung können übernommen werden und unterstützen Hersteller dabei, Verbesserungen in Geschwindigkeit, Qualität und Leistungsfähigkeit zu erzielen.



  • Peter Schoppe leitet Aras Software

    Peter Schoppe leitet Aras Software

    Aras Software hat einen neuen Geschäftsführer. Peter Schoppe hat mit Wirkung zum 1. Juli die Leitung des Plattformanbieters übernommen.

    mehr lesen: Peter Schoppe leitet Aras Software

  • Nachhaltig produzierter Helikopter

    Nachhaltig produzierter Helikopter

    Er ist schnell, leicht und verbraucht wenig Treibstoff: Der Hochgeschwindigkeits-Helikopter Racer kann Fluggeschwindigkeiten von bis zu 400km/h erreichen. Die Schalenbauteile seiner Außenhaut werden mit einem neuartigen Fertigungsverfahren hochautomatisiert hergestellt. Ein…

    mehr lesen: Nachhaltig produzierter Helikopter

  • Dualis nimmt Arbeit im neuen Hauptsitz auf

    Dualis nimmt Arbeit im neuen Hauptsitz auf

    Dualis hat den neuen Hauptsitz des Unternehmens in Dresden bezogen. Der reguläre Arbeitsbetrieb begann am 19. Juli.

    mehr lesen: Dualis nimmt Arbeit im neuen Hauptsitz auf

  • Störungen in der Lieferkette vermeiden

    Störungen in der Lieferkette vermeiden

    Störungen in der Lieferkette können schnell zu Problemen führen. Jaggaer hat vier Tipps zusammengestellt, wie Unternehmen Schwachstellen in der eigenen Lieferkette identifizieren können.

    mehr lesen: Störungen in der Lieferkette vermeiden

  • Smarte und nachhaltige Becherproduktion im KI-Reallabor

    Smarte und nachhaltige Becherproduktion im KI-Reallabor

    Das Potenzial künstlicher Intelligenz nutzen war das Ziel : Dieses Ziel hat sich eine Kooperative aus zehn Partnern gesetzt, initiiert vom Fraunhofer IOSB-INA. Die Basis dafür sollen Daten aus einem…

    mehr lesen: Smarte und nachhaltige Becherproduktion im KI-Reallabor

  • Richtlinienreihe für Anlagen-Entwickler nimmt Prozesse in den Blick

    Richtlinienreihe für Anlagen-Entwickler nimmt Prozesse in den Blick

    Die Richtlinienreihe VDI/VDE 3695 ‚Engineering von Anlagen – Evaluieren und Optimieren des Engineerings‘ wird aktuell überarbeitet und insbesondere an I4.0-Vorgaben angepasst. Jetzt ist Blatt 2 erschienen, das auf die Prozesse…

    mehr lesen: Richtlinienreihe für Anlagen-Entwickler nimmt Prozesse in den Blick

  • KI-Standort Deutschland mit Nachholbedarf

    KI-Standort Deutschland mit Nachholbedarf

    Eine leistungsfähigere IT-Infrastruktur und staatliche Förderangebote könnten mehr Unternehmen dazu bewegen, KI-Anwendungen einzusetzen, so eine Studie des ZEW Mannheim im Auftrag des Bundeswirtschaftsministeriums (BMWi). Für den KI-Standort Deutschland sehen die…

    mehr lesen: KI-Standort Deutschland mit Nachholbedarf

  • Umsatzerwartungen der Maschinenbauer auf Rekordhoch

    Umsatzerwartungen der Maschinenbauer auf Rekordhoch

    Der deutsche Maschinen- und Anlagenbau ist im Großen und Ganzen positiver Stimmung. Die überwiegende Mehrheit der für das PWC-Maschinenbaubarometer befragten Entscheider (70 Prozent) blickt optimistisch auf die Entwicklung der deutschen…

    mehr lesen: Umsatzerwartungen der Maschinenbauer auf Rekordhoch

  • VDMA gründet Gremium zu Blockchain

    VDMA gründet Gremium zu Blockchain

    Am 8. Juli 2021 trafen sich neun Unternehmensvertreterinnen und -vertreter zum Austausch über den Einsatz von Blockchain in der Industrie. Im Mittelpunkt des neuen Gremiums steht die Vertiefung zu Anwendungsmöglichkeiten…

    mehr lesen: VDMA gründet Gremium zu Blockchain

  • Kommissionierroboter intelligenter machen

    Kommissionierroboter intelligenter machen

    Wo Güter hergestellt, gelagert, sortiert oder verpackt werden, wird auch kommissioniert: einzelne Waren werden Kisten oder Kartons entnommen und neu zusammengestellt. Im Rahmen des Forschungsprojekts Flairop wird daran gearbeitet, Kommissionierroboter…

    mehr lesen: Kommissionierroboter intelligenter machen

  • Produktionserwartungen steigen leicht

    Produktionserwartungen steigen leicht

    In der aktuellen Konjunkturumfrage des Ifo Instituts legen die Juni-Produktionserwartungen im Verarbeitenden Gewerbe zu – allerdings nur um einen Punkt im Vergleich zum Mai.

    mehr lesen: Produktionserwartungen steigen leicht

  • Neuer CEO bei EfficientIP

    Neuer CEO bei EfficientIP

    Norman Girard ist neuer CEO von EfficientIP und tritt die Nachfolge von David Williamson an, der sich in den Ruhestand verabschiedet.

    mehr lesen: Neuer CEO bei EfficientIP