Weg zur Vernetzung im Sinne von Industrie 4.0 führt über offene Schnittstellen - Digitalisierung in der Zerspanung schreitet voran - Beschaffung aktuell

Weg zur Vernetzung im Sinne von Industrie 4.0 führt über offene Schnittstellen

Digitalisierung in der Zerspanung schreitet voran

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„Ziel ist es, einen Standard für die Anbindung unterschiedlichster Maschinensteuerungen an eine gemeinsame Schnittstelle – einen Connector – zu entwickeln und softwaretechnisch zu implementieren“, erklärte VDW-Vorsitzende Dr. Heinz-Jürgen Prokop anlässlich der Vorstellung der VDW-Brancheninitiative zu Industrie 4.0 (Bild: VDW)
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Auf dem Weg zur Digitalisierung bilden die Schnittstellen der Betriebsmittel quasi das Nadelöhr der Vernetzung. Für Industrie 4.0 müssen die anfallenden Daten nicht nur erfasst, sondern auch herstellerübergreifend weitergegeben werden. Standardisierung ist der einzige Weg, diese Hürde zu nehmen.

Werkzeugmaschinen erreichen schon heute einen hohen Grad an Perfektion. Wer in Zukunft jedoch noch nennenswerte wirtschaftliche Verbesserungen und damit Vorteile erzielen will, kann das eigentlich nur noch im Zusammenspiel mit den anderen Komponenten des Gesamtsystems und sogar unternehmensübergreifend. So verbinden der Studie „Industrie 4.0 im Mittelstand“ der Unternehmensberatung Deloitte aus 2016 zufolge 90 Prozent der mittelständischen Unternehmen mit dem Begriff Industrie 4.0 vor allem digital vernetzte Systeme.

 

VDW-Initiative soll Weg ebnen

Das hat auch der VDW Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken erkannt. Mit seiner kürzlich vorgestellten Brancheninitiative legte der VDW einen konkreten Fahrplan vor, wie die Schnittstellen der Maschinen standardisiert werden sollen. „Ziel ist es, einen Standard für die Anbindung unterschiedlichster Maschinensteuerungen an eine gemeinsame Schnittstelle – einen Connector – zu entwickeln und softwaretechnisch zu implementieren“, erklärte der VDW-Vorsitzende Dr. Heinz-Jürgen Prokop anlässlich der Vorstellung. Zunächst soll eine Schnittstellenspezifikation erarbeitet werden. Ein Connectorstack soll dann dafür sorgen, dass die Signale aus unterschiedlichen Steuerungsschnittstellen in das offene Format OPC UA (Open Plattform Communications Unified Architecture) übersetzt werden. Schließlich wird ein Gateway implementiert, mit dem sich unterschiedliche EDV-Systeme und Clouds via Standardprotokoll anbinden lassen.

 

In der ersten Projektphase ist ein Kernteam mit den Firmen DMG Mori, Emag, Grob, Heller, Liebherr-Verzahntechnik, United Grinding und Trumpf, allesamt AMB-Aussteller, beteiligt. Für die United Grinding Group ist Standardisierung und eine gemeinsame Sprache der Systeme jedenfalls der Schlüssel für die aktuellen Industrie-4.0-Visionen. Christian Josi, Projektleiter HW/SW Engineering beim Gruppenmitglied Fritz Studer AG: „Technisch ist Industrie 4.0 real umsetzbar. Wenn jedoch auf Grund der Interessen Einzelner keine Vereinheitlichung bei den Standards stattfinden, werden die Maschinen weiterhin Insellösungen bleiben.“

Auch DMG Mori sieht die Vernetzung der installierten Basis als eine derzeit noch relevante Barriere für die Umsetzung von I4.0-Projekten. Das VDW-Projekt soll für den Werkzeugmaschinenhersteller das Anschließen von Maschinen und die systematische und echtzeitnahe Datenauswertung vereinfachen. Konnektoren könnten zudem helfen, Maschinen verschiedener Fremdanbieter zu vernetzen, um Data Driven Services bzw. IoT-Applikationen realisieren zu können.

 

Schnittstellen ein Thema des „Digital Way“

Erste Ergebnisse der Initiative sind für das erste Quartal 2018 angekündigt, weitere Fortschritte dürften zur AMB folgen. Mit Sicherheit werden sie als Wegbereiter zu Industrie 4.0 in der Praxis eine wichtige Rolle auf der neuen Sonderschau und Kongress „Digital Way“ spielen. Sie bietet eine Expertenkonferenz und eine Begleitausstellung. Interaktive Show Cases zeigen das Zusammenspiel vernetzter Abläufe in Unternehmen und ihren Mehrwert.

Besonders Steuerungshersteller sind gefordert, den Datenfluss in und vor allem aus den Werkzeugmaschinen zu unterstützen. Sie machen das nicht immer mit Begeisterung, denn darin steckt oft auch eine Menge Produkt-Know-how. Michael Marzluff, Deputy Division Manager CNC Europe Mechatronics CNC bei Mitsubishi Electric Europe sieht das anders. Er begrüßt eine Standardisierung ausdrücklich: „Endkunden, also die Kunden unserer Kunden, sagen, dass sie die Maschinen auf Basis eines Standards schneller anbinden können; wir müssen diesen Standard bedienen können, denn es ist eine Kundenforderung.“ Ein IoT-Gateway-Modul habe man deshalb bereits im Programm.

Auch Maschinenhersteller profitieren

Beim Werkzeugmaschinenhersteller Emco sieht man in standardisierten Schnittstellen erhebliche Vorteile für den Kunden beim Vernetzen von Maschinen in heterogenen Maschinenparks. Für Emco selbst – man setzt Steuerungen von Siemens, Fanuc und Heidenhain ein – „bringt eine gemeinsame Schnittstelle sowohl bei der Entwicklung als auch im Verkauf der Maschinen Erleichterungen“, erklärt Dr. Christian Klapf, Leiter Forschung und Entwicklung.

Weshalb man dort bereits zusammen mit dem IFT Institut für Fertigungstechnik und Hochleistungslasertechnik der TU Wien das Forschungsprojekt „opc4factory“ durchgeführt hat. Dabei wurde ein OPC-UA-Server inklusive Informationsmodell für die WinNC-Steuerung von Emco entwickelt. Klapf: „Wir werden die Ergebnisse des Projekts und der VDW-Brancheninitiative übereinanderlegen und damit die nächsten Schritte planen.“ Auf der AMB 2018 will man zeigen, wie verschiedenste Emco-Maschinen mit unterschiedlichsten Steuerungen über einen Standard kommunizieren und mit anderen, heterogenen Maschinenparks vernetzt werden können.

 

Standard entspricht Kundenforderung

Kasto muss seine Sägen schon heute „mühelos in einen digitalisierten und einheitlich gesteuerten Materialfluss integrieren“ können, stellt Sönke Krebber, Mitglied der Geschäftsleitung, fest. Unnötige Schnittstellen sollten deshalb möglichst vermieden werden – weshalb man die Brancheninitiative „tatkräftig unterstützt“. Kasto ist bereits Mitglied in einem Konsortium führender Sägemaschinen- und Werkzeughersteller sowie verschiedener Forschungsstellen, um ein Konzept zur Vernetzung in der Sägetechnik zu entwickeln. „Basis ist ein einheitlicher Kommunikationsstandard, der alle wesentlichen Prozessdaten berücksichtigt und einen gesteuerten Lese- und Schreibzugriff für alle beteiligten Produktionspartner erlaubt.“

Den Weg zur Vernetzung über die Cloud geht Roboterhersteller Kuka. „Nicht nur der Roboter, auch die Werkzeugmaschine und weitere Geräte in der Fertigung können an die Kuka-Cloud angebunden werden, um dort die Daten zu sammeln und zu analysieren, um die Fertigungsabläufe zu optimieren“, erläutert Business Development Manager Winfried Geiger. Wie das in der Praxis aussehen kann, zeigt Kuka auf der nächsten AMB mit einer vollautomatisierten, vernetzten Roboterzelle, in die zwei Heller-Bearbeitungszentren integriert sind. Alle aktiven Komponenten sind miteinander und mit der Kuka-Cloud über die Kuka Connectivity Box verbunden. sas

Quelle: Fachmesse AMB in Stuttgart

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