Digitalisierung mit offenen Standards: das Rezept für einen erholsamen Schlaf

Können wir meine Prognosen einhalten? Können wir vor Ablauf der Frist liefern? Habe ich genug Einblick, um das mit Sicherheit zu wissen? Wie schneidet das Werk in Bezug auf QCDE (Qualität, Kosten, Lieferzeiten und Umweltauswirkungen) im Vergleich zu unseren Zielen und zur Konkurrenz ab? Dies sind nur einige der Sorgen, die Fabrikleiter nachts wach halten. "Bedenken, die mit Hilfe der Digitalisierung ausgeräumt werden können", erklärt Tim Foreman, European R&D Manager bei OMRON.

"In einer digitalisierten Produktionsumgebung müssen sich die Betriebsleiter keine Gedanken mehr über Unwägbarkeiten, Risiken und das, was passieren könnte, machen. Die Digitalisierung beseitigt die Unsicherheit und ermöglicht eine leistungsbezogene Optimierung. Sie liefert Erkenntnisse, die den Fabrikleitern helfen, die Qualität zu verbessern, die Kosten zu senken, die Lieferzeiten zu verkürzen und die Umweltbelastung zu verringern. Der Leiter einer digitalisierten Fabrik sollte sich mitten in der Nacht keine Sorgen machen müssen, und wenn doch, genügt ein kurzer Blick auf das Mobiltelefon, um zu wissen, dass alles ordnungsgemäß funktioniert", argumentiert Foreman. Der Übergang von schlaflosen Nächten zu einer gesunden Nachtruhe ist jedoch nicht einfach. "Die Digitalisierung kann ziemlich knifflig sein. Projektmanager haben selten den Luxus, mit einer weißen Weste zu beginnen. In der Regel arbeiten sie mit einer Kombination aus alten Technologien. Sie versuchen, Maschinen in Produktionslinien zu digitalisieren, die noch nie Daten erfasst haben und gebaut wurden, bevor es Datenkommunikationsprotokolle gab. All dies stellt eine große Herausforderung für die Integration von OT und IT dar.

Angestrebtes Ziel: 80%

"Mein Rat ist, zu akzeptieren, dass nicht jeder Quadratmeter einer bestehenden Fabrik digitalisiert werden kann", sagt Foreman. "Das wäre viel zu teuer und zu komplex. Die meisten Fabriken, die in den letzten fünf Jahren gebaut wurden, werden voraussichtlich in der Lage sein, mindestens 80% ihrer Arbeitsabläufe zu digitalisieren. Der Schlüssel dazu ist die Standardisierung. Das bedeutet, dass die Art der erzeugten und gesammelten Daten, die zur Dokumentation der Daten verwendeten Metadaten und die Art und Weise des Datenaustauschs und der Datenübermittlung standardisiert werden müssen. Für die Erfassung von Maschinen- und Prozessdaten in Echtzeit sorgt eine gemeinsame Modellierungssprache wie PackML für die Standardisierung. Eine erfolgreiche Digitalisierung erfordert auch ein standardisiertes Kommunikationsprotokoll, damit Maschinen untereinander und mit anderen Industrie 4.0-Komponenten kommunizieren können. OPC UA wird in der industriellen Automatisierungsumgebung immer häufiger eingesetzt. OMRON ist Teil eines von der Automatisierungsbranche geführten Lenkungsausschusses, der OPC UA unter dem Namen OPC UA FX auf industrielle Feldgeräte ausweitet. Dieser offene Standard unterstützt die vollständige Interoperabilität innerhalb einer Fabrik. Er ermöglicht es, dass Maschinen nicht nur datenmäßig miteinander kommunizieren, sondern auch mit IT-Systemen wie ERP- und MES-Systemen sowie mit Datenanalysesystemen, die in einer lokalen oder virtuellen Cloud betrieben werden."

Neue Möglichkeiten

Laut Foreman liegt das wahre Potenzial in der Fähigkeit, den gegenseitigen Informationsaustausch und die Kommunikation zwischen verschiedenen Standorten und im Liefernetzwerk zu unterstützen. "Die Digitalisierung mit offenen Standards ermöglicht es den Herstellern, verschiedene Fabriken zu vergleichen, um weitere Verbesserungen zu fördern und Arbeitsmethoden von einem Produktionsstandort auf einen anderen zu übertragen. Sie können sogar Daten aus den Prozessen ihrer Zulieferer als Informationen für ihren Produktionsplan nutzen, zum Beispiel Informationen darüber, wann ein bestimmtes Teil geliefert wird. Eine der Fragen, die mir oft zur Digitalisierung mit offenen Standards gestellt wird, ist, ob sie auch rückwirkend angewendet werden kann. OMRON hat einen Edge Data Controller entwickelt, der Daten von älteren Maschinen in die neuesten Sprachen und Datentypen übersetzt. Im Grunde handelt es sich um eine Gateway-Box, mit der ältere Maschinen mit dem offenen Standard kompatibel gemacht werden können."

Ruhig schlafen 

"Die Digitalisierung gewinnt immer mehr an Bedeutung, da das Bewusstsein für die realen Vorteile, die datengestützte Erkenntnisse bieten können, wächst. Allerdings ist die Standardisierung eine große Herausforderung für Fabriken, die die industrielle Automatisierung digitalisieren wollen. Durch die Verwendung offener Standards können Hersteller die Digitalisierung erfolgreich umsetzen und Fabrikmanager können ruhig schlafen."