+++Anzeige+++ 01.10.2021, 00:01 Uhr

Digitale Transformation: so praxisgerecht und effizient wie möglich mit dem Brownfield-Ansatz

Gewachsene Maschinenparks zu Smart Factories „umbauen“

Die PROXIA Lösung im Zuge des Brownfield-Ansatzes: Die Kombination aus PROXIA OPC-UA als Grundlage der Shopfloor-Kommunikation und PROXIA XI-Gateway als „smarter Vernetzer“ einer digitalen Produktion Foto: PROXIA Software AG

Die PROXIA Lösung im Zuge des Brownfield-Ansatzes: Die Kombination aus PROXIA OPC-UA als Grundlage der Shopfloor-Kommunikation und PROXIA XI-Gateway als „smarter Vernetzer“ einer digitalen Produktion

Foto: PROXIA Software AG

Die digitale Transformation und die Vernetzung der Produktion ist Ziel im neuen Industrie 4.0 Zeitalter. Idealerweise werden Produktionsanlagen von Null auf Hundert konzipiert und angelegt, wie es der Greenfield-Ansatz umschreibt. In diesem Fall sind alle Maschinen und Anlagen zur Überwachung mit Sensoren ausgestattet, Werkgegenstände sind „smarte Objekte“, die über ihren aktuellen Bearbeitungsstand Auskunft geben können. Die Datenhaltung erlaubt tiefgreifende Big-Data-Analysen, auf deren Basis Prozesse verbessert und angepasst werden. Die Realität sieht in der Regel aber anders aus – der Brownfield-Ansatz. Hier müssen historisch gewachsene Maschinenparks zu Smart Factories „umgebaut“ werden. Der PROXIA MES-Lösungsbaukasten mit seinen Modulen OPC-UA und XI-Gateway ermöglicht dieses so praxisgerecht und effizient wie möglich zu gestalten.

Greenfield-Ansatz: Der Wunsch als Vater des Gedankens

Das Thema „Digitalisierung von Produktionsstätten“ beflügelt die Fachwelt aktuell mit geradezu visionären Konzepten. In den Ausführungen ist die Rede von hochtechnologischen Produktionsressourcen, welche mit cloudbasiertem System und mit anderen Produktionsressourcen interoperieren. Es ist die Rede von „Cyber-physischen Systemen“, welche in eigener Zuständigkeit, auf Basis von erfassten Daten, Entscheidungen treffen. Die Ideen dieses „Greenfield-Ansatzes“ sind brillant. Es gibt Prototypen solcher ‚perfekten‘ Fabriken, in denen Forschungseinrichtungen, gemeinsam mit der Industrie diese Konzepte in der Praxis testen. Diese Produktionsstätten sind jedoch meist auf der „grünen Wiese“ entstanden und mussten zu keiner Zeit Rücksicht auf „Altlasten“, wie beispielsweise bestehende Maschinenparks nehmen.

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Brownfield-Ansatz: Gewachsene Strukturen digitalisieren

Die Realität, v.a. in mittelständischen Produktionsunternehmen, ist jedoch eine andere. Hier trifft man auf historisch gewachsene Maschinenparks. Der Fokus bei der Beschaffung der Anlagen lag (und liegt immer noch) auf der Technologie. Es wurden die Anlagen beschafft, die möglichst wertschöpfend produzieren. Vom Gedanken über Schnittstellen und Prozessvernetzung ist man oft noch entfernt.

Nun entdecken Unternehmen aber einen weiteren interessanten „Output“ ihrer Produktion: Daten. Sie sehen, wie man durch den gezielten Einsatz dieser Daten Prozesse optimieren, den Output erhöhen und die Kosten senken kann. Plötzlich sind Daten etwas wert und rücken in den Fokus. Wie können nun Unternehmen, die keine „digitalen Plaudertaschen“ in der Produktion haben dennoch in der „Profi-Liga“ der Datenverarbeiter mitspielen?

PROXIA XI-Gateway ist in der Lage, verschiedene Kommunikationsarten und Protokolle in OPC-UA zu transformieren. Foto: PROXIA Software AG

PROXIA XI-Gateway ist in der Lage, verschiedene Kommunikationsarten und Protokolle in OPC-UA zu transformieren.

Foto: PROXIA Software AG

OPC-UA als Grundlage der Shopfloor-Kommunikation

Getreu dem Motto „man nimmt, was man kriegen kann“ sollten Produktionsunternehmen bestrebt sein, sämtliche Daten aus ihrem Maschinenpark aufzunehmen. Wichtig hierbei ist das „Protokollgeflecht“ der verschiedenen Steuerungs- und Anlagentypen zu entwirren. Ziel ist, die Daten möglichst nahe am Entstehungsort in eine einheitliche Kommunikationsstrategie überzuführen. Diese Kommunikationsstrategie sollte nicht nur die Daten semantisch beschreiben und eine bidirektionale Kommunikation ermöglichen, sondern sie sollte sich auch um die Aspekte der IT-Security kümmern. Erfahrungsgemäß werden in der Shopfloor-Kommunikation die Sicherheitslücken oft groß.

Als Lösung bietet sich PROXIA OPC-UA als Grundlage der Shopfloor-Kommunikation an, da alle oben aufgeführten Anforderungen abgedeckt sind. Ist die Kommunikation einmal „normalisiert“, können verschiedenste Systeme diese Daten konsumieren. Eine vereinheitlichte Kommunikation macht echte Interoperabilität der unterschiedlichen Prozessteilnehmer überhaupt erst möglich.

PROXIA XI-Gateway vernetzt smart & universell

Zum Zweck dieser Interoperabilität hat PROXIA ein Kommunikations-Gateway auf den Markt gebracht. Das PROXIA XI-Gateway hat es sich zur Aufgabe gemacht, die verschiedenen Protokolle und Schnittstellen der „Shopfloor-Welt“ in die Kommunikations-Strategie OPC-UA zu überführen. So können beispielsweise allgemeingültige Protokolle, wie „MT-Connect“ oder die steuerungsspezifische Kommunikation wie „Heidenhain DNC“, direkt via OPC-UA bereitgestellt werden. Aktuelle MES- und ERP-Systeme sind in der Lage, diese Daten direkt zu verarbeiten. So können alle Daten, von einfache Zustandsinformationen, welche über digitale IO-Module bereitgestellt werden, bis hin zu komplexen Prozessdaten, welche aus den Anlagensteuerungen entnommen werden, unternehmensweit bereitgestellt werden. Damit kann jedes Unternehmen seinen Maschinenpark ein „Kommunikations-Retrofit“ verpassen und sich für zukünftige Anforderungen, in Bezug auf die Digitalisierung der Produktion, richtig aufstellen.

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Weitere Informationen:

Mit MTConnect und OPC-UA smart & universell vernetzt – PROXIA XI-Gateway macht´s möglich

PROXIA@Industrie 4.0 – Von der Vision zur praxisorientierten Realität

Von PROXIA Software AG