Maschinenkommunikation: OPC UA als sprachliche Grundlage

Communication is key, das gilt auch für Maschinen, da die Kommunikationsfähigkeit von Maschinen wirtschaftliche Vorteile hat. Dafür braucht es aber zunächst eine gemeinsame sprachliche Grundlage, denn dann können die Maschinen besonders effizient eingesetzt werden. Thorsten Kühmann vom Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau VDMA erläutert im Interview, was OPC UA im Zusammenhang mit M2M-Kommunikation bedeutet und warum sie die Zukunft der Produktion ist.

Herr Kühmann, was ist OPC UA?

Thorsten Kühmann: OPC UA (Open Platform Communications Unified Architecture) ist die Weltsprache der Produktion. Einfach ausgedrückt geht es darum, dass Maschinen in derselben Sprache miteinander kommunizieren können. Erst dadurch wird herstellübergreifend und international eine Maschine-zu-Maschine-Kommunikation ermöglicht.

Warum ist OPC UA für die Kunststoffindustrie in Zukunft unabdingbar?

Kühmann: Es ist deswegen unabdingbar, weil mit der Produktionssprache eine entscheidende Voraussetzung geschaffen wird, intelligente Maschinensysteme anbieten zu können. Intelligenz entsteht durch Algorithmen, die aus einer Vielzahl von Daten erstellt werden können. Die Grundvoraussetzung dafür ist, dass Daten zuverlässig entlang der Prozesskette gesammelt werden. Dazu braucht es einen zuverlässigen, standardisierten Datenflow, und genau das soll die auf OPC UA basierende Produktionssprache liefern.

Was kann die Technologie heute schon leisten? Wohin will die Branche sie noch bringen?

Kühmann: OPC UA bietet das technische Grundgerüst für die neue Sprache; es ist quasi die Grammatik einer neuen Sprache. Wir arbeiten innerhalb der Industrie international an der Definition von Schnittstellen für den jeweiligen Anwendungsfall, den sogenannten Specifications. Das ist dann vergleichbar mit den Wörtern einer Sprache. Im Bereich Spritzgießen, Extrusion und Peripherie sind wir da bereits ein gutes Stück vorangekommen.

Inwiefern wird das Thema auch auf der K 2022 präsent sein?

Kühmann: Es wird durch eine Vielzahl von Anwendungsfällen präsent sein. Die Besucherinnen und Besucher werden mit den Smartphones auf die OPC UA Reise geschickt und können bei etwa 70 auf der K ausgestellten Maschinen definierte Daten auslesen. Im VDMA Dome werden wir zusätzlich ein Control Panel installieren, mit dem die Besucherinnen und Besucher alle angeschlossenen Maschinen erreichen können. So erhalten sie einen Eindruck von der herstellerübergreifenden Maschine-zu-Maschine-Kommunikation.  

Gibt es Aussteller, die OPC UA schon erfolgreich anwenden?

Kühmann: Allein auf der K sind es über 40 ausstellende Unternehmen aus Europa, Japan, China und Kanada vertreten, die die Anwendungen vor Ort zeigen!

Welche Erfahrungsberichte bekommen Sie von diesen Anwendern?

Kühmann: Die Erfahrung zeigt, dass Kundinnen und Kunden zunehmend interessiert sind, weil eine Vernetzung auf dem Shopfloor direkte Vorteile bietet: Die Produktion wird von Tag 1 an transparent und damit lässt sich unbestechlich und zuverlässig steuern. Gerade in der aktuellen Zeit, bei hohen Energie- und Materialkosten, müssen Prozesse entlang der gesamten Kette optimiert werden. Beispielsweise macht es schlicht keinen Sinn, Material kontinuierlich vorzuheizen, wenn es vollkommen ausreicht, dies on demand zu tun. Hinzu kommen Anforderungen an den Rezyklateinsatz und die CO2 Bilanz. Die Prozesse lassen sich nur durch Digitalisierung punktgenau steuern und transparent machen.

Was fehlt, damit OPC UA voll funktionsfähig ist?

Kühmann: Der Datenflow selbst funktioniert mit OPC UA; jetzt müssen noch viele Spezifikationen geschaffen werden, um alle Maschinensysteme anzuschließen!

Der nächste entscheidende Schritt wird dann die Datensammlung und -verarbeitung über den Shopfloor hinaus sein. Es geht also um eine Interoperabilität zwischen den Unternehmen. Das ist notwendig, um intelligente und selbststeuernde Maschinensysteme zu schaffen. Neben der technischen Voraussetzung spielt hier das Vertrauen der Kundinnen und Kunden eine entscheidende Rolle. Erst wenn sie bereit sind, Daten in großem Umfang zu liefern, können über Algorithmen smarte Services entstehen. Das kann dann bis zu selbstlernenden und -operierenden Maschinen führen. In Zeiten von Fachkräftemangel und hohen Kosten für Energie und Material sind das genau die richtigen Antworten. Erste Überlegungen gehen in Richtung einer föderalen Struktur der Datensammlung mit einer von der Industrie geschaffenen Governance. Der VDMA ist an dieser Stelle mit der Bundesregierung unter dem Stichwort Manufacturing-X im Austausch!