Die OPC UA Arbeitskreise im Überblick

Shutterstock

Der VDMA koordiniert die Aktivitäten von über 26 Arbeitskreisen, die in Form von „OPC UA Companion Specifications“ eine gemeinsame, branchenübergreifende Sprache zwischen Maschinen und Anlagen definieren. Hier ein Überblick.

Wie ist der aktuelle Stand in diesen OPC UA Arbeitskreisen? Was sind die Aufgabenstellungen der einzelnen Gruppen? Und welche Ziele verfolgen sie? Antworten auf diese Fragen finden Sie hier:

 

Allgemeine Lufttechnik

Oberflächentechnik

In der Oberflächentechnik wird eine Companion Specification für Versorgungsanlagen organischer Beschichtungsstoffe erarbeitet. Der Vorgang wurde im Jahr 2018 gestartet. Zunächst wurden die aktuell stattfindenen Kommunikationen betrachtet und ausgewertet. Inhaltlich sollen in der Companion Specification operative Anwendungsfälle wie beispielsweise Cleaning/Flush, Filling, Spray oder Colour Change abgedeckt sein.


Luftreinhaltung

Der Kick-Off der Arbeitsgruppe Luftreinhaltung fand am 15.07.2019 statt. Die Inhalte müssen noch definiert werden. Voraussichtlich werden Filteranlagen und deren Vernetzung in der Produktion betrachtet werden.

 

Baumaschinen & Baustoffanlagen

Glastechnik

In der Glastechnik wird eine Companion Specification für das Zuschneiden in der Flachglasindustrie entwickelt. Die Arbeiten hierzu wurden im Jahr 2018 gestartet. Im Wesentlichen wird eine Vereinheitlichung der vertikalen Vernetzung angestrebt, um die Anwendungsfälle Plug & Produce und Condition Monitoring abzudecken. Im Laufe des Jahres 2020 soll ein erster Entwurf zur Interoperabilität in der Flachglasverarbeitung entstehen.


Elektrische Antriebe

Drive Technology

Per Definition enthält ein Powertrain (deutsch: Antriebsstrang) in der Companion Specification sowohl das vollintegrierte Antriebsmodul, den Motor und die Transmission des elektrischen Antriebs. Angestrebte Anwendungsfälle sind Asset Management und Diagnose und somit eine vertikale Vernetzung. Der Kick-Off fand im April 2018 statt, der Entwurf soll bis zur SPS im November 2020 fertig gestellt sein.


Fördertechnik- & Intralogistik

Krane & Hebezeuge

Die Companion Specification, welche in Kooperation mit der European Materials Handling Federation (FEM) erarbeitet wird, soll eine vertikale Kommunikation zu Partnern wie MES, ERP oder Cloud ermöglichen. Ziel ist es dabei, die Anwendungsfälle Asset Management, Condition Monitoring und Predictive Maintenance abzudecken. Der Kick-Off fand im Oktober 2018 statt.

FTS & Lagertechnik

Die Arbeitsgruppe dieser Companion Specification beschäftigt sich im Wesentlichen mit fahrerlosen Transportsystemen (FTS) und Regalbediensystemen. Der Kick-Off erfolgte im April 2019 und das IPA in Stuttgart ist in den Prozess involviert. Ziel ist zunächst die Umsetzung vertikaler Kommunikation und die Identifikation von Maschinen und Systemen.


Holzbearbeitungsmaschinen

Woodworking Machinery

Seit dem Juli 2017 entwickelt die Arbeitsgruppe eine Companion Specification für Holzbearbeitungsmaschinen. Hierzu sitzen Mitglieder aus dem europäischen Sektorkomitee EUMABOIS zusammen, um eine standardisierte vertikale Vernetzung zu erreichen. Sie arbeiten eng mit den Verantwortlichen von umati (Werkzeugmaschinen) zusammen, da viele Ähnlichkeiten bestehen. Abgedeckte Anwendungsfälle sind Asset Management, Identification, Predictive Maintenance und Condition Monitoring. Der Release soll 2020 erfolgen.

Machine Vision Part I

Die finale Version der Companion Specification für bildverarbeitende Systeme erschien im September 2019. Durch standardisierte Inhalte für die Steuerung, Konfigurationsverwaltung, Rezeptverwaltung und Ergebnisverwaltung soll die vertikale standardisierte Vernetzung ermöglicht werden. Dabei wird nach dem Blackboxverfahren vorgegangen, bei welchem nur die Ein- und Ausgangsgrößen standardisiert werden. Die so entwickelten Systeme können vielfältig eingesetzt werden.

▶︎  OPC UA for Machine Vision (OPC Machine Vision) - Teil 1: Steuerung, Konfigurationsverwaltung, Rezeptverwaltung, Ergebnisverwaltung

 

Machine Vision Part II

Im September 2019 fand der Kick-Off für eine zweite Companion Specification der Bildverarbeitung statt. Im Fokus wird voraussichtlich eine strukturelle Beschreibung des Systems und dessen Komponenten stehen.

End of Arm Tools

Die Gruppe End of Arm Tools wurde im September 2018 gegründet und beschäftigt sich mit Montage- und Handhabungseinheiten, die sich typischerweise am Ende eines Roboterarms befinden können. Die Standardisierung findet in spezialisierten Sub-Arbeitskreisen statt:


Gripper

Die Arbeitsgruppe der Greifer startete im Februar 2019. Neben der Konfiguration der Greifer stehen Condition Monitoring und Asset Management im Vordergrund der Arbeit. Dementsprechend wird eine horizontale Vernetzung sowohl auf Feldebene als auch eine vertikale Vernetzung angestrebt.


Industrial Joining Techniques

Der Kick-Off für die Arbeitsgruppe der Schraubtechnik (Tightening Technologies) fand im Mai 2019 statt. Die Companion Specification zielt hauptsächlich auf eine vertikale Vernetzung ab. Anwendungsfälle sind Condition Monitoring, Asset Management und eine standardisierte Abfrage von Montage-Ergebnissen (Results).


Kompressoren, Druckluft- und Vakuumtechnik

Drucklufttechnik

In dieser Companion Specification wird die für die Steuerung von Druckluftsystemen benötigte Informationsmodellierung standardisiert. Der Kick-Off erfolgte im Januar 2019. Als Ziel ist festgelegt, dass die Anwendungsfälle Identification, Configuration, Remote Control, Condition Monitoring und Predictive Maintenance erfüllt werden. Dementsprechend wird die vertikale Vernetzung zum Kunden betrachtet.

Gemeinsam mit dem europäischen Dachverband „EUROMAP“ werden unter dessen Namen die OPC UA Schnittstellen für Kunststoff- und Gummimaschinen definiert.

EUROMAP 83

Die EUROMAP 83 ist eine Companion Specification für allgemeine Informationen in Bezug auf Kunststoff- und Gummimaschinen. Der Gedanke dabei ist, dass Objekttypen, die für verschiedene Maschinen und Anwendungen genutzt werden, nur einmal definiert werden. Für die konkreten Anwendungen gibt es spezifische Companion Specifications (EUROMAP 77, 79, 82, 84). Deren allgemein gültigen Ergebnisse werden dann in der Euromap 83 zusammengefasst. Der Entwurf wurde im Mai 2019 veröffentlicht.

▶︎  EUROMAP 83 - OPC UA Schnittstellen für Kunststoff- und Gummimaschinen


EUROMAP 77

Bei der Euromap 77 steht der Datenaustausch zwischen Spritzgießmaschinen und einem übergeordneten Produktionsleitsystem (MES) im Vordergrund. Ziel ist es, eine einheitliche Schnittstelle zur einfacheren Qualitätssicherung, Auftrags- und Datensatzverwaltung bereitzustellen. Der Entwurf wurde im Mai 2019 veröffentlicht.

▶︎  EUROMAP 77 - OPC UA Schnittstellen für Kunststoff- und Gummimaschinen - Datenaustausch zwischen Spritzgießmaschinen und MES


EUROMAP 79

In der Companion Specification Euromap 79 wird die Schnittstelle zum Datenaustausch zwischen Spritzgießmaschinen und Robotern erarbeitet. Hier findet ein Austausch zwischen Spritzgießmaschinenherstellern und Roboterherstellern statt, um eine bestmögliche Interoperabilität zu erreichen.


EUROMAP 82

Unter Euromap 82 werden die OPC UA Schnittstellen zu Peripheriegeräten für Kunststoff- und Gummimaschinen definiert. Die Companion Specification besteht aus mehreren Teilen, wobei für jeden Teil eine Gerätegruppe (z. B. Temperiergeräte) im Fokus steht. Der Entwurf wurde im Mai 2019 veröffentlicht.

▶︎  Part 1: OPC UA Informationsmodell für die Kommunikation von Waagen und wägetechnischen Systemen

▶︎  Part 2: OPC UA Schnittstellen für Kunststoff- und Gummimaschinen - Peripheriegeräte -
Teil 2: Heißkanalgeräte

▶︎  Part 3: OPC UA Schnittstellen für Kunststoff- und Gummimaschinen - Peripheriegeräte -
Teil 3: Flüssigsilikondosiersysteme

 

EUROMAP 84

Der Arbeitskreis zur Euromap 84 entwickelt Informationsmodelle für die Extrusion. Dabei werden in den verschiedenen Teilen sowohl die Extrusionslinie als Ganzes als auch die einzelnen Komponenten betrachtet. Insbesondere die Überwachung der Gesamtproduktion und die Verwaltung der Produktionsaufträge sind mögliche Anwendungsfälle.

▶︎ Part 1: OPC UA Schnittstellen für Kunststoff- und Gummimaschinen - Extrusion -
Teil 1: Allgemeine Typdefinitionen

▶︎ Part 2: OPC UA Schnittstellen für Kunststoff- und Gummimaschinen - Extrusion –
Teil 2: Extrusionslinie

▶︎ Part 3: OPC UA Schnittstellen für Kunststoff- und Gummimaschinen - Extrusion –
Teil 3: Extruder

▶︎ Part 4: OPC UA Schnittstellen für Kunststoff- und Gummimaschinen - Extrusion –
Teil 4: Abzug

▶︎ Part 5: OPC UA Schnittstellen für Kunststoff- und Gummimaschinen - Extrusion –
Teil 5: Schmelzepumpe

▶︎ Part 6: OPC UA Schnittstellen für Kunststoff- und Gummimaschinen - Extrusion –
Teil 6: Filter

▶︎ Part 7: OPC UA Schnittstellen für Kunststoff- und Gummimaschinen - Extrusion –
Teil 7: Düse

▶︎ Part 8: OPC UA Schnittstellen für Kunststoff- und Gummimaschinen - Extrusion –
Teil 8: Granulierung

▶︎ Part 9: OPC UA Schnittstellen für Kunststoff- und Gummimaschinen - Extrusion –
Teil 9: Trenneinrichtungen

▶︎ Part 10: OPC UA Schnittstellen für Kunststoff- und Gummimaschinen - Extrusion –
Teil 10: Kalibrierung

▶︎ Part 11: OPC UA Schnittstellen für Kunststoff- und Gummimaschinen - Extrusion –
Teil 11: Corrugator


Mess- & Prüftechnik

Wägetechnik

In der Wägetechnik wird seit Anfang des Jahres 2018 an einer Companion Specification gearbeitet. Diese soll eine Schnittstellenstandardisierung für diverse Waagentypen realisieren. Dabei steht insbesondere die vertikale Vernetzung von der Waage zu einem übergeordneten MES- bzw. ERP-System im Fokus. Im September 2019 wurde der Release Candidate für die CS fertig gestellt. Der Prozess wurde vom Institut ISW der Universität Stuttgart unterstützt.

▶︎  OPC UA Informationsmodell für die Kommunikation von Waagen und wägetechnischen Systemen
 

Längenmesstechnik

In der Längenmesstechnik wurde ebenfalls entschieden, eine Companion Specification anzufertigen. Der Kick-Off fand im September 2019 statt. Analog zur Wägetechnik wird hier ebenfalls das Institut ISW der Universität Stuttgart in den Erstellungsprozess einbezogen.

High Pressure Die Casting Production Cell

Diese Companion Specification behandelt sowohl Schnittstellen als auch Definitionen in Bezug auf Druckguss-Produktionszellen und in Bezug auf alle Geräte, die diesen zugehörig sind oder in Verbindung damit stehen. Hierzu sind mehrere referierende CS oder eine aus vielen Teilen bestehende CS geplant. Letztlich sollen mit Identifikation, Zustandsüberwachung, Dokumentation, Automation, Alarms & Conditions, Konfiguration, Prozesskontrolle, Wartung und Service diverse Anwendungsfälle abgedeckt und somit eine standardisierte vertikale und horizontale Vernetzung erreicht werden.


Mining

Mining

Seit 2018 wird an einer OPC UA Companion Specification für den Bereich Mining gearbeitet. Der Inhalt setzt sich aus vielfältigen Maschinengruppen zusammen. Beispiele sind Longwall, Mine-Operation, Mobile Machines und auch die Förderung. Dadurch ergeben sich je nach Art der Maschine unterschiedliche Anwendungsfälle und Vernetzungsarten.

OPC UA for Weihenstephaner Standard

In dieser Companion Specification werden die Weihenstephaner Standards als Grundlage für die Erstellung genutzt. Enthalten sind die Bereiche Pack, Food, Bake und Brew. Eine vertikale Vernetzung soll erzielt und eine breite Spanne von Anwendungsfällen, wie z. B. Identifikation, Operation oder Ähnliches soll abgedeckt werden. Die TU München unterstützt den Arbeitskreis.


Pumpen & Systeme

Pumpen & Systeme

Hier soll ein bereits erarbeites allgemein definiertes Geräteprofil als Grundlage genutzt werden. Die TH Köln ist in den Entwicklungsprozess mit einbezogen. Anwendungsfälle sind Identifikation, Betrieb und Maintenance. Eine vertikale Kommunikation, beispielsweise zu einem MES-System, wird dementsprechend angestrebt.

Robotics Part I

Am 24.05.19 wurde die finale Version der Companion Specification für die Robotik veröffentlicht. Die Companion Spec definiert die vertikale Kommunikation zwischen Robotern, die dort generisch als Motion Device Systems beschrieben sind, und übergeordneten Steuerungs- und Auswertesystemen. Hauptanwendungsfälle sind Asset Management, Condition Monitoring und Predictive Maintenance.

▶︎  OPC UA Companion Specification für Robotik (OPC Robotik) - Teil 1: Vertikale Integration

 

Robotics Part II

Im September 2019 fand der Kick-Off für eine zweite Companion Specification der Robotik statt. Hier soll neben der Lesefunktion auch die Schreibfunktion von OPC UA im Standard genutzt werden. Mögliche Themen für die zweite Spezifikation sind State Machines, Events & Conditions und eine geometrische Beschreibung.

Umati

Unter dem Markennamen universal machine tool interface, kurz umati, hat die gleichnamige Arbeitsgruppe im Jahr 2017 unter anderem die Erarbeitung einer OPC UA Companion Specification begonnen. Diese soll ein universales Kommunikationsinterface für die Schnittstelle zwischen Werkzeugmaschinen und vertikalen Kommunikationspartnern, wie z.B. MES oder ERP, bereitstellen. Seit Juli 2017 ist diese CS im Status eines Release Candidate.


CNC Systems

Diese Spezifikation wurde analog zu umati unter der Leitung des Vereins Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken e.V. (VDW) entwickelt. Sie ist bereits veröffentlicht und definiert ein OPC UA Informationsmodell zum Verbinden und Austauschen von Daten mit computergestützten Numerischen Steuerungen (CNC).

▶︎  OPC UA für Computerized Numerical Control (CNC) Systeme