Wenn Roboter und Maschine
eine Sprache sprechen

Fehlende Standards für die Verbindung der digital vernetzten Maschinen untereinander behindern die Entwicklung von Industrie 4.0. Das muss geändert werden, hat sich der VDW vorgenommen. Der Verband hat einen umfassenden sowie gleichzeitig flexibel anwendbaren Standard formuliert, mit dem Peripheriegeräte wie Roboter oder Werkstückträgersysteme einfacher in ein Fertigungssystem integriert werden können.

Dieser Standard wird dem zuständigen technischen Komitee der Internationalen Organisation für Standardisierung ISO vorgelegt. „Damit haben wir die erste weltweit gültige Norm für Schnittstellen in automatisierten Fertigungssystemen in die Wege geleitet“, freut sich Dr. Hartmuth Müller, Vorsitzender der VDW-Arbeitsgruppe „Schnittstelle Werkzeugmaschine – Automation“, die den Standard erarbeitet hat.

Schub für die Automatisierung

Die fehlenden Standards für die Vernetzung von Produktionsanlagen behindern die Entwicklung. „Darunter leiden die Betriebe“, weiß auch Ralf Reines, technischer Referent beim VDW, denn sie müssen viel Aufwand betreiben, damit Maschinen in einer automatisierten Produktionskette miteinander kommunizieren können. Das Problem: „Wie Menschen nicht miteinander sprechen können, wenn sie nicht dieselbe Sprache benutzen, so verstehen sich Maschinen nicht, wenn die Schnittstellen nicht passen.“ Je nach Hersteller werden Signale wie „Lasse das Werkstück los“ und „Lege das Werkstück in die Ladestation“ unterschiedlich benannt und die Bedeutung dahinter nicht gleichermaßen definiert. Deshalb kann beispielsweise ein Roboter mit der zu bestückenden Maschine nicht zwangsläufig die Befüllung und anschließende Bearbeitung der Werkstücke „absprechen“.

Aufwendige Umprogrammierung entfällt

Größere Produktionsanlagen können vor der Montage nicht getestet werden, ob die Maschinen über die unterschiedlichen Schnittstellen tatsächlich richtig miteinander kommunizieren. Sie sind auch zu komplex, um sie in eine Testumgebung zu transportieren. Daher werden die einzelnen Schnittstellen – also die Verbindungen, über die die Daten der Maschinen miteinander ausgetauscht werden – im Vorfeld von Systemintegratoren auf Basis zahlreicher Dokumente besprochen und abgestimmt. Dann kommt der spannende Moment, wenn die Anlage erstmals eingeschaltet wird – und oft gar nichts funktioniert. Der finanzielle und zeitliche Aufwand, der die Umprogrammierung der Schnittstellen mit sich bringt, lässt sich vermeiden – wenn alle Schnittstellen einer Norm entsprechen – so wie sie der neue Standard nun vorgibt. „Das wird der Digitalisierung der Produktion einen deutlichen Schub geben und ist ein wichtiger Schritt hin zu Industrie 4.0“, ist sich Müller sicher.

Neue Norm ist flexibel anwendbar

Der Standard ist modular anwendbar, um unterschiedlichen Anforderungen gerecht zu werden – beispielsweise wenn Werkstücke von transportierenden zu bearbeitenden Maschinen gebracht werden. Dabei kann es sich um die einfache Entnahme von Teilen eines Produktes drehen oder eine komplexe Produktionsanlage, in der die Werkstücke an verschiedenen Maschinen bearbeitet werden. Insgesamt kann zwischen drei Stufen gewählt werden, um die Standards projektspezifisch auszulegen. So können steuerungstechnische Signale hinzugefügt oder weggelassen werden, abhängig davon, ob die bearbeitende Maschine eine schützende Ladetür besitzt. Auch die wichtigsten sicherheitstechnischen Aspekte sind in einer speziellen Sicherheitsschnittstelle festgelegt.

Um die einfache Anwendbarkeit zu garantieren, haben die Experten vom VDW den Standard in einer Excel-Datei beschrieben, mit der die Signale zu den verschiedenen Stufen und Optionen leicht gefiltert werden können.

Die formale Prozedur bei ISO startet mit einer Umfrage, ob das Standardisierungsvorhaben von internationaler Bedeutung ist. Dazu müssen mindestens vier Länder das Projekt für normungswürdig halten. Sollte das der Fall sein, wird die Arbeit zur internationalen Standardisierung gestartet. Die Experten zweifeln nicht daran, dass es noch in diesem Jahr dazu kommen wird.