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.



  • Ifo Institut erwartet geringeres Wachstum

    Ifo Institut erwartet geringeres Wachstum

    Für das laufende Jahr geht das Ifo Institut von einem wirtschaftlichen Wachstum von 3,7 Prozent aus. Damit zeigen sich die Forscher pessimistischer als noch im Dezember.

    mehr lesen: Ifo Institut erwartet geringeres Wachstum

  • Alarmmanagement in modularen Automatisierungssystemen

    Alarmmanagement in modularen Automatisierungssystemen

    Modulare Anlagen werden in der Fertigungs- und Verfahrenstechnik vermehrt eingesetzt. Die Planungszeit neuer Anlagen und Umbauarbeiten sollen so beschleunigt werden, um Stillstände beziehungsweise die Time-to-Market zu verkürzen.

    mehr lesen: Alarmmanagement in modularen Automatisierungssystemen

  • Kleine Betriebe unverhältnismäßig hart getroffen

    Kleine Betriebe unverhältnismäßig hart getroffen

    Die EU-Kommission plant umfassende Auflagen zur Vermeidung und Meldung von Cyberangriffen. Diese betreffen zukünftig fast alle mittelständischen Industriebetriebe.

    mehr lesen: Kleine Betriebe unverhältnismäßig hart getroffen

  • Verstärkte Angriffe der Ransomware-Gruppe

    Verstärkte Angriffe der Ransomware-Gruppe

    Das Incident Response Team (IRT) von Varonis Systems beobachtet seit November 2020 verstärkte Angriffe von Darkside, Inc. auf Unternehmen in Nordamerika und Europa.

    mehr lesen: Verstärkte Angriffe der Ransomware-Gruppe

  • Jedes Dritte Unternehmen setzt auf Outsourcing im eigenen Land

    Jedes Dritte Unternehmen setzt auf Outsourcing im eigenen Land

    Welchen Stellenwert IT-Outsourcing für deutsche Unternehmen haben kann, zeigt ein Whitepaper von IDC und Comarch. Darin geht man der Fragestellung nach, wie verbreitet Onshoring und Offshoring sind. Demnach lagert jede…

    mehr lesen: Jedes Dritte Unternehmen setzt auf Outsourcing im eigenen Land

  • Trumpf übernimmt Lantek

    Trumpf übernimmt Lantek

    Mit der Übernahme von Lantek erweitert Trumpf sein Softwareportfolio. Das spanische Unternehmen entwickelt Software für die Blech- und Metallbearbeitung.

    mehr lesen: Trumpf übernimmt Lantek

  • Kriterien für das Reifegradmodell wählen

    Kriterien für das Reifegradmodell wählen

    Auf dem Weg zur ‚Industrie 4.0‘ entwickeln Unternehmen die Fähigkeiten, in Echtzeit datenbasierte Entscheidungen innerhalb von Wertschöpfungsnetzwerken zu treffen und agil auf Marktveränderungen zu reagieren. Bei diesem Weg unterstützt die…

    mehr lesen: Kriterien für das Reifegradmodell wählen

  • 42 Prozent der maschinenbaurelevanten Startups kommen aus Europa

    42 Prozent der maschinenbaurelevanten Startups kommen aus Europa

    Mit dem ‚Startup-Radar‘ gibt der VDMA einen Einblick in die KI-Startup-Szene für den Maschinenbau. Demnach entstehen 42 Prozent der relevanten Startups in Europa.

    mehr lesen: 42 Prozent der maschinenbaurelevanten Startups kommen aus Europa

  • Security as a Service für den sicheren Gebäudebetrieb

    Security as a Service für den sicheren Gebäudebetrieb

    Siemens Smart Infrastructure erweitert sein Angebot aus Dienstleistungen, Assets und Services für Sicherheitsanforderungen im Gebäudebetrieb. Das Komplettpaket Security as a Service (SecaaS) umfasst die Bereiche Gefahrenleitsysteme, Zutrittskontrolle, Einbruchmeldeanlagen und Videoüberwachungssysteme…

    mehr lesen: Security as a Service für den sicheren Gebäudebetrieb

  • MPDV stellt neue MES-Generation vor

    MPDV stellt neue MES-Generation vor

    Hydra X plattformoptimiert und interoperabel MPDV stellt neue MES-Generation vor Softwarehersteller MPDV läutet den Generationswechsel seiner MES-Lösung Hydra ein. Hydra X wird ab dem 1. April als modulare Software auf…

    mehr lesen: MPDV stellt neue MES-Generation vor

  • Ohne die richtigen Informationen funktioniert’s nicht

    Ohne die richtigen Informationen funktioniert’s nicht

    Das Schwestermagazin Industrial Communication Journal bekommt tatkräftige Unterstützung.

    mehr lesen: Ohne die richtigen Informationen funktioniert’s nicht

  • Bund fördert Gaia-X-Leuchtturmprojekte

    Bund fördert Gaia-X-Leuchtturmprojekte

    Gaia-X startet mit einem Förderwettbewerb in die Anwendungsphase. Interessierte können sich dafür noch bis zum 7. Mai bewerben.

    mehr lesen: Bund fördert Gaia-X-Leuchtturmprojekte