Nachgefragt: 6 Experten zur Industriekommunikation 4.0 – Teil 2 OPC UA: Wer schließt sich an?

Autor: Dipl. -Ing. Ines Stotz

Ziel der OPC Foundation ist es, OPC UA in den nächsten Jahren zum weltweit akzeptierten Standard für das Internet der Dinge voranzutreiben. Welche Aufgaben und Funktionen kann er in der künftigen Industrie 4.0 erfüllen? elektrotechnik hat sich in der Branche umgehört.

Firmen zum Thema

OPC UA bietet die Möglichkeit, eine weltweit standardisierte Kommunikationsschnittstelle in Steuerungen, Antrieben, Gateways, Operator Panels und Prozessleitsystemen bis hin zu ERP- oder MES-Systemen einzubetten.
OPC UA bietet die Möglichkeit, eine weltweit standardisierte Kommunikationsschnittstelle in Steuerungen, Antrieben, Gateways, Operator Panels und Prozessleitsystemen bis hin zu ERP- oder MES-Systemen einzubetten.
(Bild: © GraphicCompressor - Fotolia)

OPC UA (Unified Architecture) ist ein Software-Schnittstellen-Standard, der Daten zwischen sämtlichen Systemen innerhalb eines Unternehmens verfügbar macht. Und zwar von der Chefetage bis zur Feldebene – unabhängig von Betriebssystemen, Bussen, Protokollen und Treibern. Damit erfüllt er die wichtigste Voraussetzung für die Datenkommunikation der Zukunft.

Wie groß ist der Einflussbereich von OPC UA bereits heute und wie wird er sich zukünftig erweitern? Welche weiteren OPC UA-Companion-Standards wird es zusätzlich zu den bereits bestehenden (wie der kürzlich gesetzte AIM OPC UA; MES D.A.CH…) geben? Und: gibt es eine Konkurrenz-Situation mit dem IIC?

Bildergalerie
Bildergalerie mit 6 Bildern

Stefan Schönegger (B&R):

Stefan Schönegger, Marketing Manager bei B&R: „Jeder branchenspezifische Standard sollte in der Fabrikautomatisierung mit OPC UA umgesetzt werden.“
Stefan Schönegger, Marketing Manager bei B&R: „Jeder branchenspezifische Standard sollte in der Fabrikautomatisierung mit OPC UA umgesetzt werden.“
(Bild: B&R)

Viele B&R-Kunden setzen bei Neuentwicklungen bereits heute auf OPC UA, wir können davon ausgehen, dass in wenigen Jahren ein Großteil der Linien und Anlagen mit OPC UA kommunizieren werden. Daher sollte auch jeder branchenspezifische Standard in der Fabrikautomatisierung mit OPC UA umgesetzt werden. Die OMAC hat sich bereits auf OPC UA festgelegt, ähnliches würde sich zum Beispiel für die Euromap empfehlen. Wir könnten uns gut vorstellen, an der Umsetzung mitzuarbeiten. Auch das IIC täte gut daran, OPC UA als alleinigen Standard zu unterstützen.

Darek Kominek (Matrikon OPC): Die Bedeutung, die OPC UA für die Industrie hat, nimmt schnell zu. Obwohl viele Anwender des klassischen OPC-Standards seit einigen Jahren OPC UA und dessen Vorteile kennen, hat erst das rasante Wachstum des IoT, des Internet of Things, den Fokus auf und den Bedarf an OPC UA in der Industrie extrem verstärkt.

Darek Kominek, Sr. Strategic Marketing Manager bei Matrikon OPC: „Die Lösung verfügt über die benötigte Vielseitigkeit, so dass OPC UA ein tragbarer de facto Standard ist, auf den Unternehmen setzen können.“
Darek Kominek, Sr. Strategic Marketing Manager bei Matrikon OPC: „Die Lösung verfügt über die benötigte Vielseitigkeit, so dass OPC UA ein tragbarer de facto Standard ist, auf den Unternehmen setzen können.“
(Bild: Matrikon OPC)

Das IoT bietet vielfältige neue Geschäftsmodelle und Möglichkeiten – und so sind Unternehmen aus den Bereichen Telekommunikation und IT bis hin zu Anbietern von ERP-Systemen an neuen Möglichkeiten interessiert, sicher auf ihre Daten aus jeder Unternehmensebene zugreifen zu können. Derartige Datenverbindungen müssen effizient, flexibel, zuverlässig und sicher sein.

Basierend auf diesen Erwartungen zeigt OPC UA seine Vorteile: Die Lösung wurde für diese Art von Anforderungen entworfen und verfügt über die benötigte Vielseitigkeit, so dass OPC UA ein tragbarer de facto Standard ist, auf den Unternehmen setzen können.

Angelehnt an Gespräche die ich mit Tom Burke, Präsident der OPC Foundation, geführt habe, würde ich die Beziehung zwischen dem Industrial Internet Consortium (IIC) und der OPC Foundation als partnerschaftlich und nicht konkurrierend bezeichnen. Erstmals evaluiert das IIC verschiedene Technologien der Datenvernetzung im Bereich des Industrial Internet of Things und OPC UA wird in naher Zukunft mit aufgelistet sein.

Rahman Jamal (National Instruments): Auf Initiative von Kuka hin haben sich einige internationale Firmenvertreter für die aktive Unterstützung von TSN im Rahmen einer OPC-UA-Arbeitsgruppe innerhalb der OPC Foundation stark gemacht.

Rahman Jamal, Global Technology & Marketing Director bei National Instruments: „Die eigentliche Produktivität jedoch entsteht aus der Interaktion zwischen dem Internet der Dinge, ERP-Systemen - so genannten Business Analytics -, dem Internet of Services sowie Social Media, auch Social Web genannt.“
Rahman Jamal, Global Technology & Marketing Director bei National Instruments: „Die eigentliche Produktivität jedoch entsteht aus der Interaktion zwischen dem Internet der Dinge, ERP-Systemen - so genannten Business Analytics -, dem Internet of Services sowie Social Media, auch Social Web genannt.“
(Bild: National Instruments)

Ebenso wichtig in diesem Zusammenhang ist die AVnu Alliance, bei der NI wiederum aktiv agierendes Mitglied ist. Dieses industrielle Konsortium legt das Hauptaugenmerk auf die Schaffung von Zertifizierungsprogrammen, die für die Interoperabilität von Netzwerkgeräten sorgen – sprich es forciert Zertifizierungen deterministischer Netzwerktechnologien, und zwar auf der Basis offener Standards. Dies gestattet deterministische synchronisierte Vernetzungen auf Grundlage von IEEE-TSN-Basisstandards.

Ein weiterer erwähnenswerter Punkt ist, dass NI mit weiteren führenden Herstellern wie etwa Intel, Broadcom, GE, Marvell, Cisco usw. im AVnu-Konsortium an der Entwicklung eines Standards für eine Infrastruktur für zeitkritische Gerätekommunikation arbeitet. Ziel ist es, dass diese Infrastruktur bei einer Vielzahl von Organisationen eingesetzt werden kann und unabhängig vom Anwendungsprotokoll ist. Interesse an der Nutzung dieses Fundaments zur Optimierung des OPC-UA-Protokolls wurde bereits von Mitgliedern der OPC Foundation angemeldet. Ebenso interessieren sich bereits andere Organisationen für diese Grundlage.

Zum Thema ‚Konkurrenzsituation mit dem IIC‘ möchte ich sagen, dass in Deutschland sehr stark die Industrie 4.0 im Blickpunkt ist, sprich die intelligente Fabrik der Zukunft oder Smart Factory. Das Industrial Internet Consortium, kurz IIC, wiederum deckt das industrielle Internet of Things ab. Auch hier ist NI übrigens aktives Mitglied.

Im Fokus hierbei sind eher intelligente industrielle Systeme, die unschwer an dem Zusatz ‚smart‘ zu erkennen sind. Bekannt sind etwa Smart Grids, die für die intelligente Stromversorgung sorgen. Weitere Beispiele wären Smart Mobility für die intelligente Verkehrsführung, Smart Health für die Ferndiagnose oder Telemedizin oder eben auch Smart Factory, uns besser bekannt als Industrie 4.0. Sprich, Industrie 4.0 ist nur eine von vielen Disziplinen des Internet of Things. Treffen all diese ‚smarten‘ Szenarien aufeinander und in Beziehungen zueinander, ergeben sich wiederum sogenannte Smart Cities, also intelligente Städte.

Die eigentliche Produktivität jedoch entsteht aus der Interaktion zwischen dem Internet der Dinge, ERP-Systemen - so genannten Business Analytics -, dem Internet of Services sowie Social Media, auch Social Web genannt. Erst dann, wenn für einen nahtlosen Übergang zwischen all diesen Bereichen gesorgt ist, kann man von einer wirklichen vierten industriellen Revolution sprechen, die aus meiner Sicht wesentlich weiter gefasst ist als die intelligente Produktionsstätte, auf die hierzulande die Industrie 4.0 beschränkt wird.

Der Knackpunkt ist, dass die beiden Initiativen – Industrie 4.0 und IIC – komplett unterschiedlich agieren. Hier möchte ich gerne auf die Smart-Factory-Ausgabe der elektrotechnik verweisen, wo ich die Konkurrenzthematik genauer beleuchte. Als global agierendes US-amerikanisches Unternehmen mit einer starken Präsenz und Identität in Deutschland profitiert NI von beiden Ansätzen und ist in beiden sehr aktiv.

Stefan Hoppe (OPC Foundation): Ich selbst durfte im Jahr 2006 den ersten OPC-UA Server, integriert in eine Beckhoff SPS, zeigen – auch die Implementierung von PLCopen-genormten OPC-UA-Client-Bausteinen wurde dort initiiert.

Stefan Hoppe, Vice President der OPC Foundation: „Heute wollen viele Organisationen selbstverständlich ihre eigenen Datenmodelle weiterhin verwenden – aber als sicheren Transportkanal eben OPC UA nutzen.“
Stefan Hoppe, Vice President der OPC Foundation: „Heute wollen viele Organisationen selbstverständlich ihre eigenen Datenmodelle weiterhin verwenden – aber als sicheren Transportkanal eben OPC UA nutzen.“
(Bild: OPC Foundation)

Heute wollen viele Organisationen selbstverständlich ihre eigenen Datenmodelle weiterhin verwenden – aber als sicheren Transportkanal eben OPC UA nutzen. Somit gibt es ganz viele Kooperationen – neben den bereits genannten zum Beispiel MDIS aus der Öl- und Gasindustrie, PLCopen, Bacnet, FDI, FDT, ISA95, CNC-Systeme und weitere. Neu gestartet sind nun Ethercat und Euromap77 aus dem Bereich der Spritzgussmaschinenbauer.

IIC ist keine Konkurrenz: Die OPC Foundation ist eine internationale Organisation, welche mit OPC UA eine IEC-Spezifikation verfügbar hat, die bereits international adaptiert ist. Und zwar sehr stark in Europa, in China schnell wachsend und ebenso in Japan. Nicht umsonst steht OPC UA im RAMI4.0-Papier. IIC liefert den überwiegend amerikanischen Mitgliedern die Möglichkeit, Testbeds zu erstellen. Dabei sind Gründungsmitglieder wie GE auf OPC UA fokussiert.

David Eisl (Sigmatek): Führende Hersteller in der Automatisierungsbranche arbeiten an einem leistungsfähigen Kommunikationsstandard zur Umsetzung der Fabrik der Zukunft. Als Plattform in Deutschland dient Industrie 4.0, die bei der Kommunikations-Architektur auf OPC UA setzt.

David Eisl, Produktmanagement Industrielle Kommunikation bei Sigmatek: „Es gibt zahlreiche Arbeitsgruppen bestehend aus OPC-Mitgliedern und anderen Organisationen, die sich mit OPC UA Companion Standards beschäftigen.“
David Eisl, Produktmanagement Industrielle Kommunikation bei Sigmatek: „Es gibt zahlreiche Arbeitsgruppen bestehend aus OPC-Mitgliedern und anderen Organisationen, die sich mit OPC UA Companion Standards beschäftigen.“
(Bild: Sigmatek)

Der Einflussbereich von OPC UA ist somit sehr hoch und wird sich in Zukunft durch Erweiterungen wie Time Sensitive Networks (TSN) noch vergrößern. Sigmatek ist in einer Arbeitsgruppe, die sich mit der für den Maschinenbau erforderlichen Erweiterung um Echtzeitfähigkeit beschäftigt.

Das Ziel der OPC Foundation, in Bezug auf die OPC Companion Standards, ist es, Konsortien ausfindig zu machen, die Informationsmodelle zur Bewältigung von Aufgaben aus der Industrie beisteuern können. Es gibt zahlreiche Arbeitsgruppen bestehend aus OPC-Mitgliedern und anderen Organisationen, die sich mit OPC UA-Companion-Standards beschäftigen. Auch das Industrial Internet Consortium, eine offene, internationale Non-Profit-Organisation, befasst sich intensiv mit dem Internet der Dinge und bietet so eine Alternative beziehungsweise Ergänzung zum OPC UA Standard. In wie fern hier eine Konkurrenzsituation besteht ist schwer zu sagen.

Peter Seeberg (Softing): Mittlerweile gibt es OPC UA-Companion-Standards für Device Integration (DI), Analyzer Device Integration (ADI), Building Automation (Bacnet), IEC 61131-3 (PLCopen) und Field Device Integration (FDI). Auto Identification (AIM), AutomationML, MES Dach, Oil&Gas Subsea (MDIS) und Sercos sind in Entwicklung.

Peter Seeberg, Market Segment Manager Factory Automation bei Softing Industrial Automation: „Es laufen momentan mehrere solche Initiativen und man kann davon ausgehen, dass die Anzahl in den nächsten Monaten und Jahren zunehmen wird.“
Peter Seeberg, Market Segment Manager Factory Automation bei Softing Industrial Automation: „Es laufen momentan mehrere solche Initiativen und man kann davon ausgehen, dass die Anzahl in den nächsten Monaten und Jahren zunehmen wird.“
(Bild: Softing Softing Industrial Automation)

Auch die Ethercat-Organisation hat auf der Hannover Messe einen Companion-Standard angekündigt. OPC UA stellt dabei das Protokoll und die Services bereit – das ‚Wie‘ – um reichhaltige Informationsmodelle – das ‚Was‘ – zu publizieren und komplexe Daten zwischen unabhängig entwickelten Anwendungen auszutauschen.

Beim standardisierten Datenaustausch sollte zunächst sichergestellt sein, dass unterschiedliche Bereiche innerhalb des Unternehmens miteinander kommunizieren können, bzw. die Kommunikation zwischen den Unternehmensbereichen sollte gegebenenfalls auf Basis von vorhandenen Standards in die Wege geleitet werden.

Der nächste Schritt ist, sich mit den Wettbewerbern in seinem Markt zusammen zu setzen und sich auf den kleinsten gemeinsamen Nenner in Bezug auf ein für den Markt gültiges Datenmodell zu einigen.

Das ist der Weg, den die oben genannten Organisationen schon gegangen sind. Die Vorbereitung als OPC UA Companion-Standard erfolgt dann in Abstimmung mit der OPC Foundation und externen Spezialisten. Es laufen momentan mehrere solche Initiativen und man kann davon ausgehen, dass die Anzahl in den nächsten Monaten und Jahren zunehmen wird.

(ID:43560999)

Über den Autor

Dipl. -Ing. Ines Stotz

Dipl. -Ing. Ines Stotz

Fachredakteurin Automatisierung, Maschinenbau-Ingenieurin, Fachjournalistin seit 2001; Vogel Communications Group