Wenn sich rund dreißig Digitalisierungsexperten aus dem Maschinen- und Anlagenbau unterschiedlicher Branchen treffen und zwei Tage lang gemeinsam Maschinen vernetzen, standardisierte Datenmodelle implementieren und Code generieren und testen, dann findet ein Umati-Hackathon statt. Nach 2022 ist es die zweite Veranstaltung dieser Art, die in diesem Jahr im Mai im schweizerischen Steffisburg bei der Fritz Studer AG stattfand, dem Rundschleifmaschinen-Spezialisten der United Grinding Group.
„Als Gastgeber dieses Events ermöglichen wir eine kreative Plattform, die Entwickler aus verschiedenen Firmen zusammenbringt – nicht zum Selbstzweck, sondern immer mit dem Fokus auf konkreten Kundennutzen“, sagt Christian Josi, Head of Digital Engineering der United Grinding Group. „Wir sind große Befürworter von Umati und unterstützen die Initiative seit dem ersten Tag.“
Universelle Datenschnittstelle für Maschinen
Umati steht für „Universal Machine Technology Interface“ und hat das Ziel, eine universelle, herstellerunabhängige Datenschnittstelle für Maschinen auf Basis von OPC UA in die Nutzung zu bringen. Dank dieser Schnittstelle können Maschinen auf dem Shopfloor miteinander und mit ihrem Produktionsumfeld in einer einheitlichen Sprache kommunizieren. Der VDW und der VDMA sind die Initianten und Träger dieser Initiative. „Die Standardisierung von Kommunikation und Schnittstellen ist von enormer Bedeutung für den Maschinenbau und die Industrie der Zukunft“, sagt Dr. Alexander Broos, Leiter Forschung und Technik im VDW und Projektleiter von Umati. „Ohne diese Standardisierung wird es keine digitale Transformation in der Produktion geben können. Denn damit Maschinen unterschiedlicher Hersteller Daten austauschen können, ist eine einheitliche Sprache die Grundvoraussetzung.“
Diese einheitliche Sprache kann nur in Zusammenarbeit mit den unterschiedlichen Maschinenherstellern entwickelt werden. Mittlerweile engagieren sich ca. 310 Partner aus aller Welt bei Umati. Alle eint dabei das Ziel, ihrer Kundschaft das Arbeitsleben zu erleichtern und die Produktivität in der Produktion zu erhöhen, indem das Potenzial der Digitalisierung nutzbar gemacht wird. Und das gelingt mit Umati durch die Umsetzung des Kommunikations- und Schnittstellenstandards OPC UA, der mittlerweile durch zahlreiche Teilspezifikationen, sogenannte Companion Specifications, für weite Bereiche des Maschinenbaus nutzbar ist. Dadurch ergeben sich folgende Vorteile:
- Schneller Überblick über alle Maschinen-, Prozess- und Produktionsdaten, da alle Maschinen an ein Monitoring-System angeschlossen werden können, was das Aufdecken von Optimierungspotenzialen in der Produktion erheblich erleichtert;
- Plug & Produce – also das einfache Verbinden von Maschinen verschiedener Hersteller untereinander und mit dem übergeordneten Produktionssystem, ohne zeitintensive Abklärungen im Vorfeld und mühsame manuelle Konfiguration, was viel Zeit und Ressourcen spart;
- Die Vielfalt der verschiedenen Schnittstellen werden mit Umati reduziert; damit werden die Transparenz erhöht und die Komplexitäten beherrschbar.
Bestandsmaschinen im Fokus
Bei dem jüngsten Hackathon stand vor allem die Einbindung von Bestands-Werkzeugmaschinen unter Nutzung der OPC 40501 „UA for Machine Tools“ im Vordergrund. Denn während heute mehrheitlich Neumaschinen mit dem integrierten Umati-Standard ausgestattet sind, liegt ein großes Potenzial bei Bestandsmaschinen – dem so genannten „Brownfield“.
Die Bedeutung des Brownfield ist sehr groß, da Maschinen generell und Werkzeugmaschinen im Besonderen eine lange Lebensdauer haben und oftmals mehrere Maschinen verschiedenster Baujahre in einer Produktion zu finden sind. Die Experten zeigten am Hackathon eindrücklich, dass Umati auch für Bestandsmaschinen geeignet ist – und zwar unabhängig vom Baujahr und Hersteller.
Standisierte Energieverbrauchsdaten
Ein weiteres Fokusthema des Hackathon in Steffisburg war die Implementierung von ersten standardisierten Energieverbrauchsdaten der gerade in Entwicklung befindlichen Energy-Monitoring-Erweiterung der OPC 40001 UA for Machinery. Elektrische und pneumatische Verbraucher lieferten ihre Werte in einheitlicher Sprache auf der Datenschnittstelle. Diese Weiterentwicklung ist wiederum ein Beispiel dafür, dass Umati nicht stehen bleibt, sondern sich stetig verändernden Kundenbedürfnissen anpasst und weiterentwickelt.
Die Veranstaltung war auch aus Sicht von Christoph Plüss, CTO der United Grinding Group, ein voller Erfolg. „Es begeistert mich immer wieder zu sehen, welche Dynamik entsteht und welcher Teamgeist aufkommt, wenn die Experten aus den unterschiedlichen Unternehmen zusammenarbeiten. Umati hat es geschafft die Kompetenzen von Herstellern in einer Initiative zu bündeln, die im Tagesgeschäft vielleicht sogar Konkurrenten sind, um gemeinsam ein Ziel zu verfolgen: die Digitalisierung voranzutreiben und dem Kunden damit einen Mehrwert zu bieten. Nur mit vereinten Kräften kann ein Industriestandard entstehen und wachsen und ich bin überzeugt, dass dies der richtige Weg ist und auch unsere Kunden davon profitieren.“
Sowohl Veranstalter als auch Teilnehmer waren mit dem Ergebnis des Hackathons sehr zufrieden. „Die Resultate der einzelnen Arbeitsgruppen machten deutlich, dass auch Bestandsmaschinen dank Umati standardisierte Daten liefern können. Einmal mehr wurde die Theorie durch Praxis bestätigt“, fasst Christian Josi, Head of Digital Engineering & Digital Solutions bei United Grindig, den Hackathon zusammen. Um die Entwicklungen weiter voranzutreiben und die Branche zu vernetzen, wird Umati die Veranstaltungsreihe auch künftig fortsetzen. Die nächste Veranstaltung ist im Umfeld der EMO Hannover im September 2023 geplant.
Umati-Demonstrator auf der Automatica
Mit einem dezentralen Umati-Demonstrator macht der VDMA Robotik und Automation auf der Automatica (27. bis 30. Juni in München) die Interoperabilität vernetzter Maschinen live erlebbar. Technische Basis des Demonstrators ist das Umati Dashboard, das auf dem offenen Industrie-4.0-Standard OPC UA basiert und für herstellerübergreifende Kompatibilität sorgt. Der Demonstrator umfasst diverse, über fünf Hallen verteilte Maschinen, Roboter, Bildverarbeitungssysteme und Schraubsysteme, deren Daten per Smartphone einsehbar sind. Mit dabei sind ABB, asentics Vario, asentics vision technology, Beckhoff, Deprag, Fanuc, Keba, Kuka, MVTec Software, Siemens, Spin Robotics, VDMA Robotik + Automation, Weber und Yaskawa.
Konnektivität im Realitäts-Check
Zum Zugriff auf das Netzwerk brauchen Besucher lediglich ein Smartphone, mit dem sie die QR-Codes der entsprechenden Exponate einscannen. Sobald das Umati-Dashboard auf ihrem Screen erscheint, können sie diverse Daten und Maschineninformationen einsehen – rund ums Condition Monitoring oder beispielsweise zur Achsenposition und Achsengeschwindigkeit von Robotern. Einen Überblick aller teilnehmenden Aussteller und Maschinen bietet der VDMA-Stand.
United Grinding Group
www.grinding.ch/de/
Umati
https://umati.org/
VDW ( Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken)
www. vdw.de
VDMA Fachverband Robotik + Automation
www.vdma.org/robotik-automation
Über Umati
Umati (Universal machine technology interface) ist eine globale Initiative für offene Kommunikationsschnittstellen für die Maschinenbauindustrie und ihre Kunden. Maschinenbauer, Softwarehersteller, Komponentenlieferanten und Anwender schließen sich zu einer Gemeinschaft zusammen, um den Einsatz offener, standardisierter Schnittstellen auf Basis von OPC UA Companion Specifications voranzutreiben. Umati sorgt für deren identische Implementierung, bietet eine Plattform zum Erfahrungsaustausch, schafft Sichtbarkeit im Markt und demonstriert praxisnah die Mehrwerte unter https://umati.app.
Umati ermöglicht den Datenaustausch zwischen Maschinen, Komponenten und Anlagen und deren Integration in kunden- und anwenderspezifische IT-Ökosysteme – einfach, nahtlos und sicher.
Umati wird getragen von VDW und VDMA und basiert auf OPC UA, einem Kommunikationsframework zwischen Geräten im Shopfloor. Standardisierte Datenmodelle, die in OPC UA Companion Specifications definiert sind, können einfach um kunden- oder herstellerspezifische Daten erweitert werden. Für den Maschinenbau wurden bereits rund 25 Companion Specifications für verschiedene Technologien wie Robotik, Messsysteme, Kunststoff- und Gummimaschinen, Holzbearbeitung, Werkzeugmaschinen usw. veröffentlicht. 30 weitere sind in der Entwicklung. Zusätzlich enthält die zentrale Companion Specification „OPC UA for Machinery“ grundlegende Bausteine, die für den gesamten Maschinen- und Anlagenbau entscheidend sind, z .B. Identifikation, Auftragssteuerung, Energieüberwachung (https://umati.org).
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