Unabhängig und frei verfügbar

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Mit der Schnittstelle Euromap 77 auf Basis von OPC UA schaffen die Spritzgießmaschinenbauer eine wichtige Voraussetzung für Industrie 4.0.

Der Trend zur Individualisierung verändert die Fertigungsprozesse. Die Produktion muss heute schneller umgestellt werden können und sie muss flexibel regelbar sein, damit auch in der Massenproduktion die Herstellung notfalls eines einzelnen, individualisierten Teils noch wirtschaftlich machbar ist. Außerdem wird die zentrale Qualitätsüberwachung immer wichtiger. Voraussetzung dafür ist die Digitalisierung – also die Vernetzung der einzelnen Teile der Produktion und die Kommunikation der verschiedenen Maschinen und Komponenten miteinander.

Dem vollen Nutzen der Digitalisierung für die Produktion stehen in vielen Industrien noch unterschiedliche Schnittstellen-Standards im Wege. Eine Produktionsmaschine des einen Herstellers kann nicht ohne weiteres über den Leitrechner oder das Produktionsleitsystem (MES) mit der Maschine eines anderen Herstellers verbunden werden, es sei denn, die beiden Hersteller hätten sich vorher mit ihrem Kunden auf eine gemeinsame Schnittstelle verständigt. Die Kunststoffverarbeiter, also die Kunden der Maschinenbauer, sind dadurch in der Vernetzung ihrer unterschiedlichen Produktionsanlagen stark eingeschränkt. Der Aufwand zur Umsetzung von Industrie 4.0 ist groß, und die Planungen dazu bleiben oft im Frühstadium stecken.

Spritzgießmaschinenhersteller unter den First Movern

Als eine der ersten Industrien haben sich die europäischen Spritzgießmaschinenbauer unter Federführung des VDMA zusammengesetzt und eine international einheitliche Schnittstelle für den Datenaustausch zwischen Spritzgießmaschinen und Leitrechnern oder MES erarbeitet: die Euromap 77. Vorgestellt wurde sie im vorigen Herbst auf der Branchenleitmesse „K“ in Düsseldorf. Ein Demonstrator zeigte dort anschaulich, wie verschiedene Maschinen, die in unterschiedlichen Messehallen aufgestellt waren, Daten miteinander austauschten. Euromap 77 basiert auf dem Kommunikationsstandard OPC Unified Architecture (OPC UA), der von der nicht-kommerziellen OPC Foundation erstellt worden ist und schon in vielen Industrien als Grundlage der Kommunikation zwischen Maschinen unterschiedlicher Hersteller benutzt wird. Der unabhängige Industrieverband war auch beratend an der Entwicklung von Euromap 77 beteiligt. „Der große Vorteil von OPC UA ist, dass man herstellerunabhängig ist. Auch die Wettbewerber untereinander. OPC UA ist eine Technologie, die für jeden verfügbar ist und nicht abhängig von einem Steuerungshersteller. Diese Herstellerunabhängigkeit ist ein wesentlicher Grund, warum sich OPC UA immer mehr als Standard von Industrie 4.0 abzeichnet“, sagt Jürgen Peters, Abteilungsleiter Softwareentwicklung bei Arburg.

Zweite Version von Euromap 77 verfügbar

Im September 2017 wurde von Euromap 77 ein zweiter sogenannter Release Candidate, also eine Art Beta-Version, veröffentlicht und ist damit für jeden frei einsehbar. "Transparenz ist uns an dieser Stelle sehr wichtig, um eine breite Akzeptanz unter den Maschinenbauern den Software-Anbietern und letztendlich den Anwendern zu erreichen", sagt Dr. Harald Weber, der die technischen EUROMAP-Arbeitskreise leitet. An der Entwicklung der neuen Schnittstelle waren alle großen Spritzgießmaschinenhersteller im europäischen Dachverband Euromap beteiligt: Neben Arburg auch Engel, Ferromatik Milacron, Krauss Maffei, Netstal, Negri Bossi, Sumitomo (SHI) Demag und Wittmann Battenfeld. „Als Hersteller von Spritzgießmaschinen ist es für uns wichtig, gemeinsam mit weiteren Anbietern einen neuen technologischen Standard zu definieren. Damit ist zum einen sichergestellt, dass nicht jeder Hersteller zeit- und kostenaufwändige kundenspezifische Schnittstellenlösungen entwickeln muss. Zum anderen liegt der große Vorteil für den Kunden darin, dass die Produkte verschiedener Anbieter die gleiche Sprache sprechen", sagt Peters. Es ist eine Win-win-Situation für alle am Prozess beteiligten Unternehmen. „Für MES Hersteller bietet Euromap 77 den großen Nutzen, dass eine Maschine, die diesen Standard unterstützt, praktisch „plug & play“ angeschlossen werden kann und ein verlässliches Grundset an Informationen liefert, mit dem die wesentlichen MES-Funktionen abgebildet werden können“, sagt Alexander Koblinger, technischer Leiter beim MES-Anbieter T.I.G.

Weitere Schnittstellen für Kunststoff- und Gummimaschinen in Arbeit

Die Euromap 77 ist erst der Anfang. An der Entwicklung einer weiteren Schnittstelle, der Euromap 79 wird bereits gearbeitet. Sie soll die sichere Verbindung zwischen Spritzgießmaschinen und Robotern herstellen. Die größte Herausforderung hier: Einige Signale müssen in Echtzeit verfügbar sein, damit es nicht zu Kollisionen zwischen Maschine und dem sich bewegenden Roboter kommt. Da OPC UA an sich nicht echtzeitfähig ist, wird hier Time Sensitive Networks (TSN) verwendet. Aber auch bei Euromap 79 wird es nicht bleiben. „Die Nachfrage an standardisierten Schnittstellen ist sowohl bei Maschinenherstellern als auch bei den Kunststoffverarbeitern groß“, sagt Dr. Weber. Geplant sind schon Schnittstellen für die Anbindung von Peripheriegeräten, zur Materialflusskontrolle und für Extrusionsanlagen. Deshalb verfolgt auch der Recyclingspezialist Erema die Entwicklung der Euromap 77. „Euromap 77 betrifft uns zwar nicht direkt. Aber es werden hier Schnittstellen definiert, die uns dann im Bereich der Extrusionsmaschinen, bei der Euromap 84, in der Umsetzung helfen, um dort auch in der ersten Reihe mitzuwirken. Denn wenn es um technologischen Fortschritt geht, wollen wir als Technologieführer für das Recycling immer vorne dabei sein“, sagt Stefan Heitzinger, CTO von Erema.

Die zunehmende Zahl von Schnittstellen erfordert schließlich eine einheitliche, übergeordnete Struktur. Auch daran wird bereits gearbeitet, damit die Schnittstellen für verschiedene Kunststoff- und Gummimaschinen am Ende einem einheitlichen Schema folgen.

Eine Liste der laufenden Projekte ist unter www.euromap.org/i40 abrufbar.