Erfolgsfaktor Interoperabilität – Die Weltsprache der Produktion setzt den Standard für Maschinen-Schnittstellen

Erst die Interoperabilität von Maschinen und Anlagen ermöglicht Unternehmen die Teilhabe an neuen digitalen Strukturen und ist Grundvoraussetzung für neue digitale Geschäftsmodelle. Durch interoperable Schnittstellen können neue Maschinen effizienter in bestehende und neue Produktionslandschaften integriert werden. „Unsere aktuelle Studie zeigt die Relevanz von interoperablen Schnittstellen und dazugehörigen Standards wie OPC UA in den Unternehmen“, sagt Hartmut Rauen, stellvertretender Hauptgeschäftsführer des VDMA.

Interoperabilität wird immer wieder als strategische Schlüsselkomponente für Industrie 4.0 hervorgehoben. Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass alle beteiligten Kommunikationspartner die Schnittstelleninhalte verstehen. Der VDMA hat in einer aktuellen Studie Unternehmen befragt, wie sie die Bedeutung von interoperablen Schnittstellen bewerten. An der Studie nahmen mehr als 600 Firmen teil. Diese sehr hohe Zahl unterstreicht die hohe Relevanz des Themas. Die Ergebnisse zeigen, dass mehr als 90 Prozent der Unternehmen einen Bedarf an interoperablen Schnittstellen identifizieren konnten. Die höchste strategische Bedeutung hat dabei das Auflösen von proprietären Schnittstellen. „Das ist die Voraussetzung für einen plattformunabhängigen Datenaustausch“, erläutert Rauen. „Damit wird die Umsetzung von Plug and Produce erst ermöglicht.“

Überwachung der Produktion hat hohen Stellenwert
Bei den Anwendungsfällen, die Unternehmen mit einer interoperablen Schnittstelle realisieren, wurden drei Anwendungsfälle am häufigsten genannt: Die Überwachung der Produktion (80 Prozent), welche unter anderem das Übertragen des aktuellen Maschinenstatus, der aktuellen Auslastung der Maschine oder auch die Ermittlung der Effizienz der Maschine beinhaltet. Dies geht einher mit der Bereitstellung der Prozessdaten. Hierbei werden beispielsweise Sensormesswerte zur Verfügung gestellt. Ein weiterer Anwendungsfall ist das Condition Monitoring (70 Prozent), welches im Kontext von Industrie 4.0 immer mehr an Bedeutung gewinnt. Relevant, für mehr als die Hälfte der Unternehmen, ist auch eine Steuerung der Produktion (60 Prozent).

Horizontale und vertikale Kommunikation mit OPC UA ist wichtig
Zentral ist in dieser Diskussion auch die Betrachtung der Systeme, die miteinander kommunizieren sollen. Für die befragten Unternehmen ist es wichtig, sowohl die horizontale als auch die vertikale Kommunikation über OPC UA darzustellen, um Produktionssysteme in ihrer Gesamtheit durchgängig abbilden zu können. Im ersten Schritt liegt der Fokus in den VDMA-Arbeitskreisen auf der Beschreibung der vertikalen Kommunikation. Während hierbei der Schwerpunkt aktuell noch auf der Kommunikation zwischen Maschine und MES (Manufacturing Execution System) liegt, wollen die befragten Firmen zukünftig direkt von der Maschine oder Produktionsanlage in die Cloud kommunizieren. Die horizontale Kommunikation folgt in einem zweiten Schritt.

Viele Firmen haben OPC UA bereits implementiert
Die Studie zeigt: Das branchenübergreifende Gesamtziel für den Einsatz interoperabler Schnittstellen besteht darin, Produktionssysteme in ihrer Gesamtheit durchgängig abzubilden. Industrie 4.0 soll dadurch gekennzeichnet sein, dass jeder Teilnehmer im Kommunikationsnetzwerk problemlos mit allen anderen kommunizieren kann. So hat eine interoperable Schnittstelle für mehr als die Hälfte der Unternehmen, die interoperable Schnittstellen als relevant bewerten, eine hohe bis sehr hohe Bedeutung. Davon geben 90 Prozent an, OPC UA als Schnittstelle bereits implementiert zu haben oder dies zukünftig planen.

Für den VDMA haben OPC UA Aktivitäten Priorität
„Die Unternehmen haben den Bedarf nach einem einheitlichen Datenmodell erkannt und nutzen die Möglichkeit, den Standard aktiv mitzugestalten und zusätzliches Wissen zu OPC UA aufzubauen“, sagt Andreas Faath, Head Industrial Interoperability im VDMA. Bereits seit einigen Jahren hat der VDMA die Aktivitäten zu OPC UA priorisiert und gibt den Unternehmen dabei auch künftig eine wichtige Orientierung. Der VDMA versteht sich als Gravitationszentrum der OPC UA Schnittstellen-Standardisierung und entwickelt mit zahlreichen Unternehmen die Weltsprache der Produktion. Gemeinsam mit internationalen Partnern arbeitet der VDMA auch an der branchenübergreifenden Harmonisierung. Das BMWi hat die große Bedeutung dessen erkannt und fördert das Projekt „Interoperable Interfaces for Intelligent Production“ (II4IP) bis Januar 2023.

Erläuterungen zu den Grafiken:
[Grafik 1]: Anwendungsfälle, die durch den Einsatz einer interoperablen Schnittstelle realisiert werden sollen.
[Grafik 2]: Die Rolle von OPC UA in der Produktentwicklung