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Sprechende Maschinen sind seit über hundert Jahren in der Vorstellungskraft des Menschen verankert. Bereits im Jahr 1927 wurde mit „Metropolis“ ein Filmklassiker veröffentlicht, in dem ein Roboter mit menschlichen Zügen erschaffen wird. In den 80er Jahren wurde dann das sprechende Auto K.I.T.T., aus der Serie „Knight Rider“ mit David Hasselhoff, Kult. Damals galt diese Vorstellung noch als reines Wunschdenken. Rund 90 Jahre nach Erscheinen des Meisterwerks „Metropolis“, ist der Traum zur Realität geworden: Roboter und Maschinen sind in der Lage untereinander und mit dem Menschen zu kommunizieren. Zwar sieht ein „Gespräch“ nicht genauso, wie zwischen K.I.T.T. und David Haselhoff aus. Aber immerhin können Informationen ohne Verluste an den „Gesprächspartner“ gesendet und ausgewertet werden. Diese Entwicklung ist ein Meilenstein für die Industrie.

OPC-UA – die einheitliche Sprache

Allerdings ist eines sicher: Ohne eine geeignete Basis ist keine Kommunikation möglich. Denn wie hätten sich David Hasselhoff alias Michael Knight und K.I.T.T. auch unterhalten können, hätten beide nicht dieselbe Sprache gesprochen? Bei Maschinen ist das nicht anders. Alle brauchen eine gemeinsame Sprache: Das ist der Datentausch-Standard OPC-UA (Open Platform Communications Unified Architechture). Der vereinheitlicht die Anlagen nicht nur, sondern bringt noch einen großen Vorteil mit sich: Unabhängigkeit. Im Gegensatz zu seinen Vorgängern ist OPC-UA nicht mehr an ein bestimmtes Betriebssystem gekoppelt. Das ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu einer „Smart Factory“, deren intelligente, technische Systeme durch Selbstanalyse die Selbstoptimierung der Produktion durchführen.

Die Datendrehscheibe Orchestra

OPC-UA ermöglicht das Verständnis von Maschinen untereinander. So können Informationen über ein Produkt zentral zwischengespeichert werden, mehr aber auch nicht. Also welchen Vorteil hat es, wenn Daten vorliegen, sie aber nicht verarbeitet werden können? Zunächst einmal keinen oder wenn dann nur einen sehr Geringen. Deshalb müssen die Daten übersetzt und ausgewertet werden. Dafür ist eine leistungsstarke Middleware, wie Orchestra unabdingbar. Die Datendrehscheibe fordert sämtliche Informationen innerhalb einer Wertschöpfungskette an und transformiert diese anschließend für die IT-Systeme. Letztlich ist das vernetzte System in der Lage Befehle aus der IT-Ebene an die Anlagenebene zu senden, oder auch, um auf Fehler zu reagieren. Wie das im Detail aussieht, wird anhand des „Flaschenbeispiels“ vereinfacht dargestellt.

OPC-UA und Orchestra in der Theorie:
Das “Flaschenbeispiel”

Ein Unternehmen befüllt Flaschen mit Wasser und verschließt diese mit Deckeln. Zur Vereinfachung gibt es lediglich drei Maschinen in dem Unternehmen, eine „Füllmaschine“ und zwei „Deckelmaschinen“, wobei eine inaktiv ist. Beide aktiven Anlagen sind per OPC-UA an die Middleware Orchestra angedockt. Die Datendrehscheibe wiederum ist zusätzlich noch mit IT-Systemen verbunden, darunter etwa eine Website und ein RQM-System. Des Weiteren gibt es zwei Produktionsschritte innerhalb des Unternehmens: das Befüllen der Flasche mit einem Liter Wasser und das Verschließen mit einem Deckel. Nun wird die Flasche in der Füllmaschine mit einem Liter Wasser befüllt. Sobald die Flasche voll ist, sendet die Füllmaschine die Daten, in diesem Fall die befüllte Menge, an den OPC-UA-Server. Dort wird die Information zwischengespeichert. Diese Daten werden von Orchestra angefordert und verarbeitet. Anschließend nimmt die Website die Daten auf und zeigt darauf an, dass die Flasche mit einem Liter Wasser befüllt wurde. Zeitgleich liest das RQM-System die Informationen über die Befüllung aus und entscheidet, ob das Ergebnis „OK“ oder „Nicht-OK“ ist. Die Beurteilung wird dann wieder zurückgesendet. So bekommt die Füllmaschine eine Nachricht, dass die Flasche zum nächsten Produktionsschritt weitergeleitet werden kann. Ebenso bekommt auch die Deckelmaschine die Information, dass eine Flasche ankommt, die entweder richtig oder falsch befüllt wurde, und kann dementsprechend einen Deckel aufsetzen oder eben nicht. Sollte es zu Störungen innerhalb des Produktionsablaufes kommen, schafft Orchestra ebenfalls schnellstmöglich darauf zu reagieren. Kommt beispielsweise eine Problemmeldung an, dann wird die Produktion sofort auf die zweite Deckelmaschine umgeleitet, sodass letztlich kein Produktionsverlust entsteht.

Das Herzstück der “Smart Factory”

So sieht Orchestra in der vereinfachten Theorie aus. Die Middleware ist im Zusammenspiel mit OPC-UA der Mittler zwischen den IT-Systemen und den Maschinen. Eben getreu der Botschaft des Films Metropolis „Mittler zwischen Hirn und Händen muss das Herz sein“. Wie das Herzstück der „Smart Factory“ in der Praxis angewendet wird, erfahren Sie im Whitepaper „Mit OPC-UA und Orchestra gemeinsam in die Zukunft“.