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antriebstechnik 10/2020

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antriebstechnik 10/2020

SPECIAL : EFFEKTIVE

SPECIAL : EFFEKTIVE VERNETZUNG bringing machine builders and users together INTERVIEW CONNECTIVITY IST COMMODITY Digitalisierung ist bereits ein „alter Hut“, das Internet of Things (IoT) ist ebenfalls schon da – aber noch sind nicht alle Geräte und Geräteteile in der Lage, miteinander zu kommunizieren. Nun arbeiten VDW und VDMA daran, universelle Maschinenschnittstellen auf Basis von OPC UA zu erarbeiten. Um diese Standards weltweit zu etablieren, wurde die Community „Umati“ ins Leben gerufen. Sie soll geräteübergreifendes Plug and Play in der Praxis ermöglichen. Die Redaktion antriebstechnik sprach mit Dr. Alexander Broos, dem Leiter der Abteilung Forschung & Technik beim VDW über Umati. 44 antriebstechnik 2020/10 www.antriebstechnik.de

SPECIAL : EFFEKTIVE VERNETZUNG Seit 2006 gibt es OPC UA (Open Platform Communications Unified Architecture) als offenen Standard für die Kommunikation zwischen Maschinen. Warum braucht es nun noch Umati (universal machine technology interface)? Broos: OPC UA ist die gemeinsame Sprache, so als würde man sich unter internationalen Gesprächspartner auf eine Sprache einigen, in der die Unterhaltung läuft. Darüber hinaus müssen aber auch besondere Fachbegriffe für alle dasselbe bedeuten. Beispielsweise denkt ein Ingenieur bei „steuern“ etwas ganz Anderes als ein Finanzbeamter. Ähnlich ist es bei Geräten, die zwar ein Signal korrekt als „Grüne Lampe blinkt“ erkennen, aber einer grünen Lampe unterschiedliche Bedeutungen zuweisen. Hierfür ist es notwendig und wichtig, technologiespezifische Standards zu haben. Entsprechend entstehen derzeit im Maschinen- und Anlagenbau zahlreiche OPC UA-Spezifikationen für unterschiedliche Branchen, z.B. Robotik, Kunststoffmaschinen oder eben Werkzeugmaschinen. Am Ende haben aber die Maschinenanwender, die ein Interesse an der Vernetzung haben, unterschiedlichste Technologien in ihrer Fertigung. Damit ist es unerlässlich, die Implementierung dieser vielen Spezifikationen zu harmonisieren und gleichzeitig auch eine Community zu UMATI KURZ UND KNAPP Umati (universal machine Technology interface) ist die Community des Maschinen- und Anlagenbaus für die Verbreitung offener Schnittstellen auf Basis von OPC UA, vorrangig für die Kommunikation von Anlagen und Geräten mit der übergeordneten Datenverarbeitung. Umati zielt auf die Realisierung von Plug&Play-Verbindung zwischen unterschiedlichen Maschinen und Komponenten ab. Erste Anwendungsbeispiele basieren auf der OPC UA for Machinery und der OPC UA for Machine Tools, bei denen unter anderem folgende Zustandsdaten der Maschine mit einer Aktualisierungsrate von etwa 1 Sekunde standardisiert werden: n einheitliche Identifikation von Maschinen n Betriebszustand der Maschine n Informationen über Fertigungsauftrag, Programmfortschritt n Prognosen zu Benutzerinteraktionen n Fehlermeldungen und Warnungen n Verbrauchsinformationen (Energie, Material) Weitere Infos: https://bit.ly/2FeSWhK haben, wo man sich austauschen kann und Hersteller gemeinsam auf Kunden zugehen können. Hier setzt Umati an, als Zusammenschluss von Unternehmen des Maschinen- und Anlagenbaus zur Verbreitung offener Standards, die lizenzfrei genutzt werden können. Nun soll sich Umati weltweit etablieren. Damit haben VDW und VDMA die Latte hoch gehängt. Wie soll das funktionieren? Am Ende haben ja weltweit alle Anwender von Maschinen, und somit auch alle Hersteller, die gleichen Bedürfnisse, was die Kompatibilität ihrer Geräte angeht. Und daher ist es sinnvoll, sich auch auf einen Standard bzw. eine abgestimmte Reihe von Standards zu einigen. Dabei setzen wir auf eine Bereitschaft der Hersteller in aller Welt, sich zum Wohle ihrer Kunden in aller Welt nicht nur auf Standards, sondern eine gemeinsame Implementierung zu einigen und den Kunden eine Möglichkeit zum „Andocken“ zu bieten, gleich aus welchem Markt sie kommen und unabhängig von eventueller Verbandszugehörigkeit. Wir sehen, dass die Hersteller das verstehen und schon zahlreich dabei sind. Softwarehersteller müssen wir noch stärker einbinden, um dann gemeinsam auf Anwender, aber auch auf Lieferanten z.B. von Steuerungen zuzugehen. Welche Eigenschaft von Umati wird die Begeisterung wecken? Es ist wirklich beeindruckend, dass wir mit OPC UA und Umati echtes Plug & Play- Fähigkeit in den Maschinenbau und die industrielle Fertigung bringen. Die laufenden Daten zu wichtigen Parametern (siehe Kasten) werden mit einer Aktualisierungsrate von etwa 1s übermittelt. Damit wird Konnektivtät zur Commodity. Und damit etabliert sich dank Umati nicht nur vertikale Datenintegration, sondern langfristig auch horizontale Kommunikation von Antrieb zur Maschine. Eine einfache, kontinuierliche Erfassung von Betriebsdaten bietet bereits einen deutlichen Mehrwert für den Betreiber. Umati stammt aus Deutschland. Ergibt sich daraus ein Vorteil für heimische Unternehmen? Nein. Das würden wir nicht wollen und es ist strukturell auch nicht möglich. Umati wächst in einem Botton-up-Prozess, in dem sich immer wieder weltweit Hersteller von Maschinen und Komponenten auf Standards einigen. Da kann keiner einen Vorteil erringen und das ist auch gut so – denn offene Schnittstellen leben davon, das jeder mitmachen und sie nutzen kann Interview mit Dr. Alexander Broos, Leiter der Abteilung Forschung & Technik beim VDW Gibt es schon Anwendungsbeispiele? Die Visualisierung des Datenflusses ist ein wichtiger Bestandteil von Umati. Den Beweis, dass dies in großem Stil funktioniert, hat der „Umati-Demonstrator“ bei einem Showcase auf der EMO in Hannover 2019 bewiesen: es wurden 110 Maschinen von 70 Herstellern mit 28 verschiedenen Steuerungen miteinander verbunden. Jeder Besucher konnte mit seinem eigenen Handy durch fotografieren eines QR-Codes auf der angebundenen Maschine ihre Zustandsdaten live verfolgen. Zu sehen waren z.B. Betriebszustände, etwa Zustände „grün“ für “Maschine läuft“, „rot“ für „Störung“ und „gelb“ für „Unterbrechung“ anzeigte. Ein Messebesucher sagte, schon diese Anzeige wäre für ihn viel Wert, denn gerade bei „gelb“ lägen für ihn die Optimierungspotenziale. Die Möglichkeit, Umati live auf einer Messe zu erleben, ist dieses Jahr bisher coronabedingt leider ausgefallen. Deshalb arbeiten wir an einem virtuellen Showcase, bei dem wir möglichst viele Partner mitnehmen wollen. Und am 10. November macht der VDMA eine umfangreiche Online-Veranstaltung zum Thema OPC UA. Dabei wird auch explizit auf den Einsatz von Umati eingegangen. Vielen Dank für das Gespräch. INFO-VERANSTALTUNG Am 10. November 2020 wird der VDMA eine Online-Veranstaltung mit weiteren Informationen abhalten. Dabei wird spezifisch auf verschiedene Branchen eingegangen, unter anderem auch auf die Antriebstechnik. www.antriebstechnik.de antriebstechnik 2020/10 45