Manufacturing Execution Systems (MES) 2013/14 - IT&Production

Unabhängig von Plattformen
und Protokollen
Zur Kommunikation und Verarbeitung der auszutauschenden
Informationen bietet sich der Rückgriff auf
den Automatisierungsstandard OPC Unified Architecture
(OPC-UA) der OPC Foundation an. Dieser Standard
nach IEC 62541 findet in der Industrie immer
mehr Verbreitung und bietet vielfältige Möglichkeiten.
Die Kommunikation basiert dabei auf Webservices und
ist plattform- und protokollunabhängig, unterstützt die
asynchrone und verteilte Kommunikation und bietet
Lösungen für Sicherheit, Zuverlässigkeit und Redundanz
an. Darüber hinaus bietet OPC-UA durch ein vollvernetztes
Informationsmodell unter Zuhilfenahme objektorientierter
Modellierungsparadigmen die Möglichkeit
standardisierte, aber auch herstellerspezifische
Informationen zu integrieren. Der Standard unterstützt
damit explizit die Kommunikation von strukturierten Inhalten.
Dies ermöglicht den Einsatz über alle Ebenen
der Architektur der industriellen Automatisierung hinweg,
wie sie auch Aleksey Bratukhin beschreibt. Die
kommunizierten Informationen müssen aber auch für
alle Kommunikationspartner verständlich und verwertbar
sein. Es ist also wichtig, dass die kommunizierten
Daten strukturiert vorliegen und die Bedeutung der Inhalte
klar definiert ist, damit alle Systeme die Informationen
verstehen und optimal nutzen können. Wird
dies zusätzlich erreicht, spricht man von semantischer
Interoperabilität. Im Zusammenhang mit MES und
auch in anderen Ebenen der Architektur der industriellen
Automatisierung existieren dazu zahlreiche Normen
und Standards. Leider gibt es aktuell keinen einheitlichen
Standard über die Ebenen hinweg, der für alle
Aspekte anwendbar, praktikabel und dennoch vollständig
definiert wäre. Zur Beschreibung von Produktionsanlagen
und ihrer Komponenten und Eigenschaften
lässt sich Automation ML, das sich unter IEC 62714
ebenfalls in der internationalen Standardisierung befindet,
einsetzen. Wie von Rainer Draht beschrieben
wurde der Standard 2006 als Industrie-Konsortium gestartet
und wird mittlerweile vom AutomationML e.V.
weiterentwickelt, in dem über 20 Firmen und Forschungseinrichtungen
Mitglied sind. Der Standard
wurde als Datenaustauschformat in der Anlagenplanung
entwickelt und modelliert die Aspekte wie Anlagenhierarchie,
Geometrie, Kinematik, Ablaufplanung
und Verhalten, indem es auf bestehenden Standards
wie CAEX, Collada und PLC Open XML aufsetzt. Dazu
werden zusätzlich Einschränkungen festlegt, wie diese
verwendet und kombiniert werden. Automation ML ist
damit einer der Kandidaten für einen ‘Industrie 4.0’-
Standard. Denn in der vernetzten Fabrik wird ohne die
Nutzung solcher Standards Kommunikation zwischen
Geräten und Maschinen unterschiedlicher Hersteller
nicht möglich sein. Da ein Standard nur anwendbar ist,
wenn die Korrektheit der Modelle gewährleistet ist,
spielt der Test auf die Einhaltung der Syntax und der in
den IEC-Spezifikationen vorgeschriebenen zusätzlichen
Regeln eine zentrale Rolle. Eine entsprechende Syntaxprüfung
lässt sich mit Hilfe der XML-Schemata der
einzelnen Standards durchführen, die Formalisierung
der textuellen Zusatzregeln wird unter Zuhilfenahme
von Unified Modelling Language (UML) und Object
Constraint Language (OCL) realisiert. Neben all diesen
technischen Grundlagen darf bei der Systemauslegeung
auch der Mensch als Nutzer und Bediener nicht
vergessen werden. Entsprechend wichtig sind intuitiv
nutzbare Oberflächen für Bedieneffizienz und Anwenderakzeptanz.
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www.mes.fraunhofer.de
Autor
Dr. Olaf Sauer ist stellvertretender Leiter des Fraunhofer IOSB in Karlsruhe
sowie Vorsitzender des Fachbeirats Informationstechnik der VDI-Gesellschaft
Produkt- und Prozessgestaltung (GPP).
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