Fertigungsplattformen
Kein Ökosystem ohne Vielfalt
Allein für die Fertigung gibt es Schätzungen zufolge mehr als 500 verschiedene Plattformen. Doch was unterscheidet diese Plattformen von anderen? Und welche neuen Möglichkeiten eröffnen diese Angebote den produzierenden Unternehmen?
Bild: MPDV Mikrolab GmbHIn der Vergangenheit haben sich die meisten Fertigungsunternehmen für Softwareanbieter mit einem möglichst breiten Portfolio entschieden. Mit Industrie 4.0 sind viele neue Lösungsansätze und Angebote auf den Markt gekommen. Deshalb gibt es heute kaum noch Anbieter, die in allen Bereichen eine entsprechende Tiefe abbilden. Jeder verfügt über ein anderes Branchenwissen oder ein spezifisches Prozess Know-how. Auf einer Plattform für die Fertigung können Anbieter all diese Spezialisten auf einem Marktplatz zusammenbringen.
Bild: MPDV Mikrolab GmbHBreites Funktionsspektrum
Mit einer Plattform werden sämtliche für die Produktion relevanten Objekte zusammen mit deren Daten in einer gemeinsamen Datenbasis gehalten. Über standardisierte Services können Anwender auf diese Objekte und ihre Daten zugreifen. Das Funktionsspektrum einer offenen Plattform übersteigt den Umfang eines heutigen Manufacturing Execution System (MES) daher bei weitem. Die Interoperabilität ermöglicht es Nutzern, beliebige Anwendungen und Systeme über die Plattform zu integrieren und Informationen auszutauschen. Über offene Plattformen, die eine Fertigung virtuell abbilden, lassen sich bisherige Systemgrenzen auflösen und Anwendungsfunktionalitäten über eine gemeinsame und konsistente Datenbasis vereinen. Unternehmen können Plattformen somit auch dazu nutzen, um bestehende Insellösungen abzulösen und die Zahl der Schnittstellen auf ihrem Weg zur Smart Factory zu reduzieren.
Bild: MPDV Mikrolab GmbHAn den Bedürfnissen der Anwender
In einem Ökosystem für die Fertigung sollten die Bedürfnissen der Anwender im Mittelpunkt stehen. Offene Plattformen bieten die Möglichkeit, aus einem breiten Portfolio unterschiedlicher Hersteller das passende auszuwählen. Die verschiedenen Anwendungen einer Plattform sollen interoperabel sein und untereinander Informationen austauschen können. Womit wir beim ersten Merkmal vieler Ökosysteme wären: Sie müssen offen sein. So haben Nutzer die größtmögliche Flexibilität bei der Auswahl und Zusammenstellung der Lösungen. Ändert beispielsweise ein Metallumformer die Strategie und kauft ein Spritzgusswerk hinzu, so kann er durch den Einsatz einer Plattform jederzeit neue Lösungen ergänzen, die speziell für diese neuen Anforderungen geeignet sind.
Branchenkompetenz vereinen
Neben Hardware- und Softwareanbietern finden sich als Teilnehmer eines solchen Ökosystems häufig auch Systemintegratoren, Entwickler und Maschinenhersteller. Dieser Mix ermöglicht ein weitreichendes Angebot, was Ökosysteme ebenfalls auszeichnet: die Vielfalt. Spezialisten aus unterschiedlichen Bereichen und Branchen treffen auf einer Plattform zusammen und generieren gemeinsame Lösungen. Damit die Produkte verschiedener Anbieter einer Plattform interagieren können, muss sichergestellt sein, dass nicht jeder Entwickler mehrere Schnittstellen definieren und implementieren muss. Geeignete Plattformen für die Produktion sollten daher über eine gemeinsame, einheitliche und integrierende Informationsstruktur verfügen. So lassen sich beispielsweise Informationen zum aktuellen Zustand der Fertigung austauschen. Jedem erfassten Wert kommt dabei eine festgeschriebene Bedeutung zu. So wissen Anwendungen und Nutzer gleichermaßen, ob es sich bei einer Information beispielsweise um den Ausschuss, die Stillstandzeit oder eine Temperatur handelt.
Bild: ©zapp2photo/stock.adobe.comEigene Anwendungen programmieren
Durch das Mitwirken von Anwendern, Anbietern und Integratoren können offene Plattformen für die Fertigung ein Ökosystem mit vielen neue Möglichkeiten bilden. So sparen können sich Programmierer durch den Einsatz einer Plattform beispielsweise den Aufbau einer Struktur zur Datenablage sparen und sofort eigene Anwendungen erstellen. Integrationsplattformen verfügen häufig bereits über ein geeignetes Datenmodell und vordefinierte Strukturen für physikalische und virtuelle Objekte der Fertigung wie Auftrag, Maschine und Mitarbeiter. Bei der Entwicklung sind Programmierer frei in der Wahl ihrer Entwicklungsumgebung und -sprache, da die Interaktion mit der Integrationsplattform mit Technologien wie Webservices oder MQTT hergestellt wird. Dies ist notwendig, da die Applikationen je nach Einsatzzweck auf unterschiedlichen Umgebungen wie Maschinensteuerungen, mobilen Endgeräten, Industrie-Terminals oder einem Raspberry Pi zum Einsatz kommen sollen.
Maschinen anbinden
Beim Kauf einer neuen Maschine erwarten die meisten Fertigungsunternehmen heute, dass der Hersteller eine Software mitliefert, mit der sich die Anlage in die eigene IT-Landschaft integrieren lässt. Schließlich erfordert das Anbinden einer Maschine ohne die Unterstützung des Herstellers deutlich mehr Know-how und stellt einen größeren Aufwand für das Fertigungsunternehmen dar. Plattformen können auch hier helfen. So können Maschinenhersteller über eine Plattform Maschinenwerte wie Takte, Zeiten und Prozesswerte mit einer gemeinsamen Semantik für alle Anwendungen auf der Plattform zur Verfügung stellen. Heterogene Maschinenparks lassen sich zügig Zeit anbinden und Anwender haben Informationen darüber, welche Anlage beispielsweise wie viel Ausschuss produziert. Außerdem erhalten die Maschinen über die Plattform Informationen darüber, was wann gefertigt wird.
Mehr Flexibilität für Systemintegratoren
Oft möchten Fertigungsunternehmen Komponenten unterschiedlicher Softwareanbieter in ihrer Produktion nutzen. Das stellt Systemintegratoren vor große Herausforderungen. Schließlich sollen sie aus den verschiedenen Komponenten eine Komplettlösung mit den gewünschten Elemente erstellen. Plattformen können es erleichtern, etwa das Planungstool eines Softwareunternehmens mit der Personalzeiterfassung eines anderen zu kombinieren. Das vereinfacht die Arbeit eines Systemintegratoren unter Umständen enorm, spezifische Anforderungen zu erfüllen.
IoT- oder Integrationsplattformen
Die Plattformen, die am häufigsten in der Produktion zum Einsatz kommen, sind IoT-Plattformen, mit denen sich große Datenmengen erfassen, speichern und auswerten lassen. Der Unterschied zwischen IoT-Plattformen und Integrationsplattformen liegt häufig in der mitgebrachten Interoperabilität zur Verzahnung der vielen Systeme einer Fertigung. Im Zeitalter einer Industrie 4.0, in dem die Anzahl der betriebenen Systeme stetig wachsen dürfte, ist das eine mitunter kritische Fähigkeit. Denn der automatische Austausch zwischen Systemen in einer gemeinsamen Sprache ist eine Grundvoraussetzung für eine sich selbst regelnde Fabrik.
Bild: MPDV Mikrolab GmbHBreites Funktionsspektrum
Mit einer Plattform werden sämtliche für die Produktion relevanten Objekte zusammen mit deren Daten in einer gemeinsamen Datenbasis gehalten. Über standardisierte Services können Anwender auf diese Objekte und ihre Daten zugreifen. Das Funktionsspektrum einer offenen Plattform übersteigt den Umfang eines heutigen Manufacturing Execution System (MES) daher bei weitem. Die Interoperabilität ermöglicht es Nutzern, beliebige Anwendungen und Systeme über die Plattform zu integrieren und Informationen auszutauschen. Über offene Plattformen, die eine Fertigung virtuell abbilden, lassen sich bisherige Systemgrenzen auflösen und Anwendungsfunktionalitäten über eine gemeinsame und konsistente Datenbasis vereinen. Unternehmen können Plattformen somit auch dazu nutzen, um bestehende Insellösungen abzulösen und die Zahl der Schnittstellen auf ihrem Weg zur Smart Factory zu reduzieren.
MPDV Mikrolab GmbH
Dieser Artikel erschien in IoT Wissen Kompakt (September) 2020 - 04.09.20.Für weitere Artikel besuchen Sie www.it-production.com
