OPC UA erleichtert Messtechnikern das Leben — METAV 2020 veranschaulicht Einbindung der Längenmesstechnik in die digitalisierte Metallbearbeitung

Der her­stellerun­ab­hängige Kom­mu­nika­tion­s­stan­dard OPC UA (Open Plat­form Com­mu­ni­ca­tions Uni­fied Archi­tec­ture) verze­ich­net zurzeit einen ras­an­ten Zuwachs, weil die offene Plat­tform unter anderem die Inte­gra­tion neuer Maschi­nen und Geräte inner­halb der Pro­duk­tion entschei­dend erle­ichtert. Für die Län­gen­messtech­nik erar­beit­et der VDMA dazu aktuell entsprechende domä­nen­spez­i­fis­che Infor­ma­tion­s­mod­elle („Com­pan­ion Spec­i­fi­ca­tions“). Auf der METAV 2020 vom 10. bis zum 13. März erhal­ten Fachbe­such­er Infor­ma­tio­nen renom­miert­er Messtech­nikher­steller aus erster Hand.

Die Län­gen­messtech­nik war lange Jahre in sep­a­rat­en kli­ma­tisierten Mess­räu­men vorzufind­en und recht sel­ten stan­dar­d­isiert mit anderen Maschi­nen und Soft­ware-Pro­duk­ten der Fab­rik ver­net­zt. Mit Indus­trie 4.0 ändert sich das. Durch frühzeit­iges Messen im Prozess (Inline-Mes­sung) mit Por­talmess­geräten und dank der Kom­mu­nika­tion von Messergeb­nis­sen oder Kor­rek­tur­w­erten an Werkzeug­maschi­nen kön­nen die Abläufe inner­halb der Fab­rik ein­schließlich Qual­itätssicherung opti­miert und die Pro­duk­tiv­ität der Kun­den sig­nifikant gesteigert wer­den. „Der­ar­tige Closed-Loop-Ver­net­zun­gen lösen wir heute in aller Regel neben File­trans­fer über pro­pri­etäre Schnittstellen und vielzäh­lige klas­sis­che Pro­tokolle der Feld- und Steuerungsebene“, erk­lärt Tobias Ischen, Prod­uct Man­ag­er Automa­tion IT bei Carl Zeiss Indus­tri­al Qual­i­ty Solu­tions. Diese Lösun­gen enthal­ten oft nur Infor­ma­tio­nen über das „Wie“, d.h. über die Tech­nolo­gie, mit der die Datenüber­tra­gung zu erfol­gen hat. Unklar bleibt jedoch das „Was“, also was die Dat­en bedeuten: Vari­ablen mit seman­tis­ch­er Beschrei­bung. Meist ist es auch sehr kosten­in­ten­siv, dieses wertvolle Wis­sen zu erhal­ten (tech­nisch, doku­men­tarisch?). „OPC UA wird hin­sichtlich der Reduk­tion des Inte­gra­tionsaufwan­des bei der Ver­net­zung durch Com­pan­ion Spec­i­fi­ca­tions zumin­d­est für neue Fer­ti­gungsstät­ten der vielver­sprechend­ste Lösungsansatz sein. Damit kön­nen wir uns kün­ftig stärk­er auf die Umset­zung von automa­tisierten Messprozessen und Mehrw­ert stif­ten­den messtech­nis­chen Anwen­dun­gen fokussieren, weil die Sisy­phusar­beit der Schnittstel­len­pro­gram­mierung ein­schließlich Pflege größ­ten­teils entfällt.“

METAV-Aussteller Carl Zeiss Indus­trielle Messtech­nik aus Oberkochen ver­ste­ht sich ins­beson­dere auch als Soft­ware- und Lösungsan­bi­eter. OPC UA wird die Ver­net­zung mit Fremd­soft­ware und Plat­tfor­men (Man­u­fac­tur­ing Exe­cu­tion Sys­tem, MES, oder Cloud) und mit Pro­duk­ten des Shopfloors wie spe­icher­pro­gram­mier­baren Steuerun­gen (SPS) und Periph­eriegeräten, etwa RFID-Sys­teme, vere­in­fachen. „Darüber hin­aus erle­ichtert es uns als MESAn­bi­eter, beispiel­sweise Dat­en aus dem Maschi­nen­park des Kun­den zur OEE­Berech­nung einzusam­meln“, so Ischen. Damit wer­den die Pro­duk­tion­s­abläufe trans­par­enter und eröff­nen dem Kun­den zahlre­iche Chan­cen, den Fer­ti­gung­sprozess hin­sichtlich Pro­duk­tiv­ität, Qual­ität und Rentabil­ität zu verbessern. Zudem erhält mit OPC UA die IT-Secu­ri­ty Einzug im Shopfloor.

Mit Stan­dards den Aufwand verringern

Der offene Schnittstel­len­stan­dard OPC UA stellt im Kon­text von Indus­trie 4.0 eine Schlüs­sel­tech­nolo­gie für den her­stellerun­ab­hängi­gen Aus­tausch von Dat­en dar. Durch die Spez­i­fika­tion der tech­nis­chen Datenüber­tra­gung und die Beschrei­bung der Datense­man­tik in „Infor­ma­tion­s­mod­ellen“ fördert es die Inter­op­er­abil­ität und bildet fol­glich die Grund­lage für die tech­nis­che Kom­mu­nika­tion gemäß Indus­trie 4.0‑Referenzarchitekturen und Umset­zungsempfehlun­gen. „Auf Basis der OPC UA-Spez­i­fika­tion entste­hen derzeit eine Vielzahl an domä­nen­spez­i­fis­chen Infor­ma­tion­s­mod­ellen, so genan­nten OPC UA Com­pan­ion Spec­i­fi­ca­tions“, so Dr. Armin Lech­ler, stel­lvertre­tender Insti­tut­sleit­er des ISW an der Uni­ver­sität Stuttgart. „Diese beschreiben die benötigten Infor­ma­tio­nen inner­halb ein­er Domäne, beispiel­sweise der Län­gen­messtech­nik.“ Das bringt Vorteile sowohl für die Anbi­eter als auch die Anwen­der. „Wie bei vie­len The­men ste­ht bei der Vere­in­heitlichung von Kom­mu­nika­tion­ss­chnittstellen die Reduzierung von Kosten im Vorder­grund. Auch in der Län­gen­messtech­nik wird wegen pro­pri­etär­er Lösun­gen viel Engi­neer­ings- und Anpas­sungsaufwand geleis­tet“, weiß Lech­ler. Eine vere­in­heitlichte Schnittstelle erlaubt eine schnellere Real­isierung kun­denin­di­vidu­eller Pro­jek­te. Die Anbindung an andere Maschi­nen oder über­ge­ord­nete Steuerungs- und Pla­nungssys­teme würde sich deut­lich vere­in­fachen. „Hinzu kommt, dass eine Schnittstelle kein Alle­in­stel­lungsmerk­mal darstellt. Die Dat­en liegen heute bei allen Her­stellern schon in der ein oder anderen Form vor – nur eben nicht ein­heitlich“, bringt Lech­ler die aktuelle Lage auf den Punkt. „Auf­grund der zahlre­ichen Aktiv­itäten zu Com­pan­ion-Stan­dards und der zunehmenden Ver­bre­itung von OPC UA im All­ge­meinen sehe ich die Entwick­lun­gen für die Zukun­ft pos­i­tiv. Viele Pro­jek­te scheit­ern aktuell noch an der indus­triellen Umset­zung, da pro­pri­etäre Schnittstellen oft nicht wirtschaftlich nutzbar sind.“

Mit OPC UA zu weniger Ausschuss 

„OPC UA bietet die Möglichkeit, unser Wis­sen aus dem Mess­ablauf mit anderen Prozess­beteiligten zu teilen. Das verkürzt im Closed Loop Reak­tion­szeit­en bei Abwe­ichun­gen und spart unseren Kun­den viel Zeit und Geld“, erk­lärt Prof. Heiko Wen­zel, CDO der Wen­zel Group, Wiesthal. „Unsere Koor­di­naten­mess­maschi­nen kom­men neben ihrer Anwen­dung im Mess­raum zunehmend fer­ti­gungsnah zum Ein­satz. Dabei prüfen wir nicht nur die Teile selb­st, son­dern erhal­ten klare Ein­blicke in Fer­ti­gungs­be­din­gun­gen, wie Vibra­tion, Tem­per­atur etc., die unsere Messergeb­nisse bee­in­flussen. Das Sam­meln dieser Dat­en und die Analyse erfol­gt bish­er pro­pri­etär und kann daher erst ein­mal nur im eige­nen Umfeld aus­gew­ertet wer­den. Hier bietet OPC UA her­vor­ra­gende Chan­cen, das Wis­sen mit und von anderen Maschi­nen zu teilen, um damit deut­lich schnellere präzis­ere Rück­mel­dun­gen zu geben.“ Kun­den prof­i­tieren davon, dass die Analy­seergeb­nisse – für weniger Fehlteile – direkt in eine über­greifende Überwachung und Steuerung der Pro­duk­tion ein­fließen können.

Zum 40-jähri­gen Jubiläum der METAV ist auch Wen­zel wieder als Aussteller mit von der Par­tie. In der Qual­i­ty Area wer­den neueste Entwick­lun­gen bei der Koor­di­naten­messtech­nik und Com­put­er­to­mo­gra­phie sowie beim optis­chen High Speed Scan­ning gezeigt. Schw­er­punkt ist die Inte­gra­tion in flex­i­ble Fer­ti­gung­sprozesse und die Sich­er­stel­lung der Pro­duk­tion­squal­ität durch zeit­na­he Prozessüberwachung. „Geschwindigkeit bei der Stan­dar­d­isierung ist aktuell wichtiger als Per­fek­tion, son­st wer­den die Stan­dards in anderen Branchen und Regio­nen gemacht, und wir müssen denen fol­gen“, so Wen­zel. „Wir sehen schon, dass sich hier beispiel­sweise IT-Unternehmen oder Automa­tisier­er – mit anderen Schw­er­punk­ten und Erwartun­gen – posi­tion­ieren wollen. Daher ist es wichtig, dass wir nicht so sehr auf Einzelin­ter­essen acht­en, son­dern rasch gemein­same, wenn auch kleine Nen­ner finden.“
Erstellt von: daxTR.de
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