Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und KonstruktionstechnikProduktionsanlagen in der Industrie 4.0 kommunizieren quasi autonom miteinander und optimieren so den gesamten Produktionsprozess.
Vernetzung leicht gemacht mit Low Code
Das Fraunhofer IPK stellt Open Source Connectivity und Validierung zur Vernetzung bereit. So werden auch ältere Produktionsanlagen fit für Industrie 4.0.
Open Source für Cyber-Physische Systeme aus dem Fraunhofer IPK: CPS-Konnektor & CPS-Validierungsadapter
Im Zeitalter der Digitalisierung und dem Industrial IoT wird es immer wichtiger, dass Maschinen eines Produktionssystems automatisiert miteinander kommunizieren. Das Fraunhofer IPK stellt mit dem CPS-Konnektor und der CPS-Validation zwei wesentliche Komponenten für die Produktionsanlagen in der Industrie 4.0 bereit.
Mit der Entwicklungsanlage werden verkettete Fertigungs- und Montageprozesse integriert mechanisch und informationstechnisch entwickelt und gegenüber den Zielmerkmalen getestet.
Vernetzung leicht gemacht mit Low Code
Die Kommunikation zwischen Maschinen auf der Ebene der Produktionsanlagen in der Industrie 4.0 ist ein wesentlicher Faktor für die Optimierung des gesamten Produktionsprozesses. Wenn Maschinen quasi autonom miteinander kommunizieren sollen, erfordert dies eine offene, vernetzte Infrastruktur, an die vorhandene Technologien angebunden werden können. Der damit verbundene hohe Vernetzungsbedarf wirkt auf Entscheider oft abschreckend. Jedoch können Maschinen und Anlagen mit überschaubarem Aufwand in eine neue „Steuerungswelt“ überführt und in die bestehende IT-Infrastruktur und Prozesse integriert werden.
Grundlage ist der offene und plattformunabhängige Kommunikationsstandard OPC-UA für industrielle Automatisierungsanwendungen. Er ermöglicht die Kommunikation zwischen verschiedenen Systemen und Komponenten in einem Netzwerk und sorgt so für eine optimale Zusammenarbeit. So können zum Beispiel auch Maschinen unterschiedlicher Hersteller miteinander kommunizieren. Aufgrund seiner hohen Flexibilität und Skalierbarkeit ist OPC-UA auch für zukünftige Anforderungen bestens gerüstet.
Mit dem CPS-Konnektor und dem CPS-Validierungsadapter bietet das Fraunhofer IPK zwei Lösungen auf Basis von OPC-UA. Dabei handelt es sich um einen Verbund von Komponenten aus dem Regelungs- und Steuerungsumfeld, die aus mechanischen und elektronischen Teilen bestehen − so genannte Cyber-Physische Systeme (CPS). Diese Komponenten sind in der Lage, sich untereinander auszutauschen und zu koordinieren, um so eine optimale Produktion zu gewährleisten.
CPS-Konnektor
Der CPS-Konnektor erlaubt eine schnelle Einbindung von Anlagen in eine OPC-UA Infrastruktur. Das ist insbesondere für ältere Anlagen interessant. Ein Konnektor für Cyber-Physische Systeme ermöglicht die Kommunikation zwischen physischen und digitalen Systembestandteilen. Es ist ein wesentlicher Baustein der Industrie 4.0 und sorgt dafür, dass Maschinen, Sensoren und andere Geräte miteinander kommunizieren und kooperieren können. Das System ermöglicht es auch, Daten aus verschiedenen Quellen zu erfassen und zu analysieren, um so die Produktivität zu steigern und die Effizienz zu verbessern.
CPS-Validierungsadapter
Ein Validierungsadapter für Cyber-Physische Systeme ermöglicht die Validierungs- und Testfunktionen innerhalb des Systemverbunds. Dazu wird den spezifischen Anforderungen des jeweiligen Systems oder einer bestimmten Komponente Rechnung getragen. Kurz gesagt: Die Validierungs- und Testfunktionen des Systems werden erfüllt, indem die Bausteine miteinander verbunden und eine konsistente und zuverlässige Kommunikation zwischen den Komponenten sichergestellt wird.
Diese ermöglichen es vor allem auch KMU, schnell und kostengünstig in die Industrie 4.0 zu investieren. Durch die Integration in bestehende IT-Infrastrukturen und Prozesse können Maschinen und Anlagen in eine neue „Steuerungswelt“ überführt werden. Durch die einfache Anbindung und Testfunktion für virtuelle Inbetriebnahmen von Altmaschinen über OPC Unified Architecture-Konnektoren können Ergebnisse schneller übertragen und Implementierungen sicherer durchgeführt werden. Ein Anwendungsbeispiel hierfür ist die Verwendung des , durch den auch KMU die Digitalisierung schnell und kostengünstig realisieren können.