Motivation
Viele Unternehmen, z.B. in der Halbleiter- und Photovoltaikindustrie, verfügen durch die enge Verzahnung zwischen Produktionsmaschinen und -anlagen sowie durch deren Integration mit der Unternehmenssoftware über hochgradig automatisierte Fertigungssysteme. Zur Abbildung des Informationsflusses in der Automatisierungspyramide müssen oftmals unterschiedliche Maschinen verschiedener Hersteller eingebunden werden. Die Maschinenanbindungen werden zumeist von Maschinenherstellern, Prozessautomatisierern sowie Softwaredienstleistern umgesetzt. Ebenso vielfältig wie deren Integrationslösungen sind die Herausforderungen aufgrund domänen-, hersteller- und maschinenspezifischer Auslegungen der Daten- und Informationsstrukturen, die in der Praxis auf der Maschinen- und IT-Seite existieren. Angepasste herstellerspezifische Standards und Protokolle bedingen bei Anbindungsprojekten stets großen manuellen Aufwand zur Verzahnung, Integration und Entwicklung von Konnektoren. Die stetige Weiterentwicklung und Anwendung von offenen Industriestandards (OPC-UA, AutomationML etc.) trägt zwar zur Vereinheitlichung bei. Allerdings ist die Wandlungsfähigkeit von Produktionssystemen im Sinne der Zukunftsvision Industrie 4.0 hinsichtlich der Integrationsdynamik während der Produktionsphase sowie dem Umgang mit Anpassungen im laufenden Betrieb noch nicht ausreichend gelöst.
Ziele und Vorgehen
Ziel des Vorhabens SAKOP ist es daher, eine Kopplungskomponente zu entwickeln, die eine intelligente, selbstkonfigurierende und herstellerübergreifende Integration von Maschinen mit Informations- und Steuerungssystemen ermöglicht. Der Fokus der Forschungsarbeit liegt dabei auf der Wiederverwendbarkeit von Transformationswissen. Ein spezielles Problem bei der Generalisierbarkeit dieses Wissens ist die Adaption und Komposition einzelner Abbildungsregeln zu einer Gesamttransformation. Der Lösungsweg sieht vor, Muster im Datenfluss zu finden, daraus die Regeln für Transformationen abzuleiten und diese für nachfolgende Anbindungen in einem Repository vorzuhalten. Erfolgen im laufenden Betrieb Änderungen an Maschinen in der Feld-Ebene oder an Anwendungssystemen auf IT-Ebene, soll das gesammelte Anbindungswissen angewandt werden, um den manuellen Aufwand für die Konfiguration und Parametrierung zu minimieren. Im Projekt wird dabei auf umfangreiche Vorarbeiten der beteiligten KMU sowie auf relevante Forschungsarbeiten des InfAI e.V. zur Anbindung von Maschinen an Informations- und Steuerungssysteme zurückgegriffen.
Innovationen und Perspektiven
Auf Basis der Forschungsergebnisse aus SAKOP sollen Maschinen- und Anwendungssystemhersteller die Integrierbarkeit und Adaptierbarkeit von Maschinen bis hin zur „plug&produce“-Fähigkeit verbessern können.