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Überall wird über Digitalisierung gesprochen und die globale Wirtschaftslandschaft ändert sich stetig: Produkte rufen nach mehr Individualität, Maschinen kämpfen für mehr Mitspracherecht und Softwaresysteme fordern mehr Gleichberechtigung.

Das ist kein Wahlprogramm, kein politisches Manifest – das sind die aktuellen Herausforderungen der Digitalisierung in der Fertigungsindustrie. Dort wo über Jahrzehnte streng hierarchische und eng miteinander verwobene Netzwerke der IT und OT geschaffen wurden, gilt es heute ein Höchstmaß an Flexibilität zu ermöglichen. Starre Strukturen müssen durchlässiger und beweglicher gestaltet werden Die einzelnen Systeme erlangen mehr Mitspracherecht und können sich frei im Netzwerk mit anderen Teilnehmern austauschen. Daten und Informationen müssen mobil sein und somit an allen Stellen leicht verfügbar sein können. Das Denken in Schichten gehört der Vergangenheit an, die Daten werden aus Ihren Boxen befreit. Die Demokratisierung der Fertigungssysteme wird so die Potenziale jedes einzelnen Sensors fördern.

So gelingt die digitale Integration: Manufacturing Service Bus

Aber was bedeutet dies für die Fertigungstechnik? Zum einen erhält der Vernetzungsgedanke eine weitere Dimension. Bislang war in diesem Zusammenhang von der horizontalen und vertikalen Integration die Rede. Allerdings sollte eine Vernetzung in alle Richtungen möglich sein (omnidirektional), da die verfügbaren Schnittstellen nicht die zukünftige Auswahl von z.B. Optimierungsapplikationen beeinflussen dürfen.

Ein weiterer Aspekt ist die Modularität. Bei einem genaueren Blick auf die Expertensysteme werden immer Funktionalitäten über Plattformen angeboten. Dadurch erschwert sich der Einsatz von spezialisierten Anwendungen, da der Integrationsaufwand aufgrund der hohen Kosten und Fehlerträchtigkeit gescheut wird. Als Beispiel sei hier das Thema Supply Chain Management angeführt. Die Anbindung an unterschiedliche Beschaffungsmarktplätze, egal ob intern oder extern, stellt einen entscheidenden Wettbewerbsvorteil dar. Ohne die Möglichkeit verschiedene als auch zukünftige Systeme anzukoppeln, bleiben diese Chancen ungenutzt.

Ein dritter nicht zu vernachlässigender Punkt ist die Skalierbarkeit. Durch die kürzeren Innovationszyklen und dynamische Expansion der Fertigungsindustrie steigt auch die Notwendigkeit, dass Softwaresysteme mitwachsen können.

Leider scheitert der Wandel hier meist an Barrieren und Brüchen in den Kommunikationsflüssen von Maschinen, Menschen und Prozessen sowie an fehlender Transparenz in der Produktion – ein Muss auf dem Weg zur Industrie 4.0. Der Anspruch ist, dass Vernetzung von IT-Systemen und Maschinen, egal um welche Schnittstellen und Systeme es sich handelt, zu gewährleisten. Technische Systeme sollen durch Selbstanalyse in die Lage versetzt werden, Selbstoptimierung in der Produktion zu steuern und durchzuführen. Die durchgängige Informationsweitergabe sorgt für Transparenz und Verlässlichkeit. Die klassische Automatisierungspyramide wird damit hinfällig, ein monolithisches Zeugnis einer obsoleten Systematik. Durch eine neue, service-orientierte Architektur wird die Fabrik mit zur „Smart Factory“.

Service-orientierte Architektur bis in die Feldebene

Wie bauen wir die Automatisierungspyramide zurück? Wie ersetzen wir sie durch eine vernetze, zukunftsweisende Struktur? Dieser grundlegende Umbau wird durch den Einsatz eines Manufacturing Service Buses, wie der Orchestra Industrie 4.0 Engine ermöglicht. Die Middleware ist der Vermittler zwischen allen Beteiligten einer Wertschöpfungskette. Dabei werden interne Kommunikationsprotokolle der Maschinen für die IT-Ebene übersetzt. Orchestra stellt sicher, dass auch vorhandene Systeme im Kontext der Industrie 4.0 für die weitere Verwendung tauglich gemacht werden. Durch eine unabhängige Kopplung der Systeme bietet sie eine schnellere und einfachere Anbindung von Produktionsanlagen sowie Datenabnehmern. Dazu müssen vorhandene Strukturen nicht erneuert werden, sondern die Middleware kann in jede vorhandene IT-/Anlagenlandschaft eingebettet werden und ist damit höchst skalierbar. Der Migrationsprozess wird phasenweise durchgeführt und kann auch parallel zur jetzigen Architektur betrieben werden, um jegliche Stillstandzeiten zu vermeiden.

Die fast unendliche Anzahl an Schnittstellen, die sich mit Blick auf die Fertigungsindustrie zeigen, waren bislang mit einem enormen Integrationsaufwand verbunden. Die immer weiter steigenden Anforderungen an dem zu fertigenden Produkt, bedürfen ein neues Maß an Flexibilität. Durch den Einsatz eines Manufacturing Services Buses wie Orchestra werden diese Aufgaben zentralisiert und gelöst.

Dieser Artikel ist in Zusammenarbeit mit Christos Lithoxopoulos, Business Development Manager unseres Partners neogramm entstanden. Er ist in voller Länge in der Ausgabe 1/18 des Digital Manufacturing Magazins erschienen.