Wie offen muss oder soll eine Automatisierungslösung sein?
- Automatisierung
- Digitalisierung
- 30.11.2023
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Inhalt
Jede Branche hat einzigartige Anforderungen bei der industriellen Automatisierung, wobei die technische Komplexität stetig zunimmt. Der Trend zu immer kleineren Auftragslosen, kundenindividuellen Produkten und kürzeren Lieferzeiten stellt Unternehmen vor große Herausforderungen. Klassische Linienfertigungen sind oft weniger produktiv und erfordern einen höheren Steuerungsaufwand, wenn sich Kundenanforderungen ändern und zeitnah reagiert werden muss. Der Bedarf an flexiblen Produktionszellen und Produktionsprozessen, die verschiedenste Produktvarianten und skalierbare Stückzahlbereiche ermöglichen, sind zunehmend gefragt. Diese Produktionsprozesse kennzeichnen sich aber durch eine ständige Erhöhung des Automatisierungsgrades. Einerseits die Integration von Antriebs-, Mess- und Sensortechnik, sowie Rechenleistung und die notwendige Etablierung einer einheitlichen Informations- bzw. Softwaretechnik, die immer mehr an Bedeutung gewinnt.
Besonders bei der Steuerung komplexer Produktionsprozesse steigt der Softwareanteil eines Automatisierungssystems wesentlich an. Dies setzt allerdings eine flexiblere und offene Systemarchitektur der eingesetzten Automatisierungslösung voraus, damit bestehende Hard- und Softwarekomponenten weiterhin verwendbar und erweiterbar bleiben. Skalierbare und herstellerunabhängige Automationslösungen spielen in der Gesamt-Automatisierungsstrategie eine immer wichtigere Rolle, denn in Zeiten vulnerabler Lieferketten und den damit verbundenen Abhängigkeiten setzen viele Unternehmen zunehmend auf eine Mehrlieferantenstrategie.
Herausforderungen bei Auswahl und Integration von Hard- & Softwarekomponenten für eine ganzheitliche und skalierbare Automatisierungslösung
Bei der Integration aller Hard- und Softwarekomponenten der Produktionsumgebung in ein gemeinsames System ergeben sich zahlreiche Herausforderungen:
Möglichkeiten zur ausreichenden Datenerfassung und Datenauswertung, um Automatisierungsprozesse zu optimieren
Hohe Anforderungen an die Sicherheit der IT-Systeme (besonders bei Cloud-Anbindungen)
Zunehmende Notwendigkeit einer nachhaltigen Produktion sowie die Umsetzung von Richtlinien und Verordnungen (z.B.: EU-Maschinenverordnung, Cyber Resilience Act, EU Green Deal, ESG-Ratings,…)
Erhöhung der Flexibilität und Qualität des Produktionsprozesses um konkurrenzfähig zu bleiben
Fehlende Akzeptanz bei den Mitarbeiter:innen für „neue“ Systeme
Fachkräftemangel und weniger qualifiziertes Personal für immer komplexer und flexibler werdende Produktionsprozesse
Zunehmend „austauschbare“ Hardwarekomponenten und somit sinkende Differenzierung zu Mitbewerbern
Notwendig ist ein gemeinsames und softwarebasiertes „Ökosystem“, das flexibel, transparent, skalierbar und vor allem offen sein muss.
Was ist nötig für eine erfolgreiche Implementierung eines Automatisierungssystems?
Damit die erfolgreiche Implementierung eines modernen Automatisierungssystems wie Kemro X gelingen kann, reicht die reine Einbindung von Hardware in ein übergeordnetes System nicht mehr aus. Notwendig ist ein gemeinsames und softwarebasiertes „Ökosystem“, das flexibel, transparent, skalierbar und vor allem offen sein muss. Unabhängig von unterschiedlichen Herstellern und Lieferanten – denn nur so kann ein nahtloses Zusammenspiel aller Hard- und Softwarekomponenten, zur Optimierung und Steuerung eines automatisierten Produktionsprozesses funktionieren.
Ein offenes Ökosystem für die Automatisierung im Baukastenprinzip
In einem offenen Gesamtsystem setzen sich Hardware und Software zu modularen Gesamtlösungen zusammen, mit denen sich individuelle Herausforderungen lösen lassen. Bei KEBA beispielsweise in Form eines „Baukastens“, der die Basis für viele branchenspezifische Lösungen bietet - das beschreibt Kemro X wohl am besten. Diese Automatisierungslösung beinhaltet Applikationen, Software Engineering Tools und Hardwarekomponenten und kann aufgrund seiner flexiblen Systemarchitektur auf Basis einer Linux Plattform um das Kern-Know-how und Technologien von Dritten ergänzt werden. Bei KEBA haben wir uns seit Jahrzehnten tiefe Branchenkenntnisse angeeignet und spezifische Lösungen konzipiert, die wiederverwendet und erweitert werden können. So entstehen immer weitere Module auf der Kemro X Plattform und ermöglichen branchenspezifische Packages, die erprobt, adaptierbar und schnell einsatzbereit sind. Clever kombiniert lassen sich mit den Kemro X Modulen vielfältige Anforderungen in der Automatisierung lösen.
Den Kern von Kemro X bildet die offene Steuerungs-Softwareplattform auf Linux-Basis. Linux ist weit verbreitet und kundenspezifische Automationslösungen auf Basis von Kemro X lassen sich auch ohne viel Linux Kenntnisse sehr gut implementieren. Die Interoperabilität mit KEBA Hardware (z.B. Steuerungen, IO-Module, Antriebe, Servomotoren,..) funktioniert bestens und aufgrund der EtherCAT, Ethernet IP und Profinet Standardschnittstellen und der offenen Systemarchitektur sind Kunden nicht mehr abhängig von nur einem Lieferanten. Kundenspezifische Software-Bausteine und Software von Drittanbietern können somit leichter integriert werden. Aber auch Hardwareprodukte, wie zum Beispiel die KEBA KeDrive Steuerungen und KeTop HMI Lösungen können mit 3rd Party Steuerungen (via EtherCAT, Powerlink, Profinet) betrieben werden. Somit ist ein schrittweiser Umstieg auf ein offenes Automatisierungssystem noch leichter möglich.
Für wen ist Kemro X geeignet und was gilt es zu beachten?
Für alle Maschinenbauer, die Automatisierungslösungen benötigen, die zukunftssicher, skalierbar und kompatibel mit bestehenden Soft- und Hardwarekomponenten sein müssen. Jene, die auf Grund immer komplexer werdender Prozesse Gesamtlösungen aus einer Hand benötigen, aber ohne Angst haben zu müssen in „Abhängigkeit“ eines einzigen Gesamtanbieters bzw. Herstellers zu geraten. Kemro X zeichnet sich besonders durch die Möglichkeit aus, jederzeit eigene Software-Bausteine und Software von Drittanbietern einbinden zu können. Nicht immer sind komplexe kundenspezifische Lösungen nötig – Kemro X beinhaltet viele praxiserprobte Standardmodule und Applikationen, die schnell und einfach adaptiert werden können und somit Aufwand und Geld für die Implementierung sparen. Darüber hinaus ist Kemro X auch als reine SPS (speicherprogrammierbare Steuerung) erhältlich. Sollten keine eigenen In-house Ressourcen beim Kunden verfügbar sein, hat man mit KEBA einen verlässlichen Partner auf Augenhöhe, der vom ersten Entwurf bis zur Serienfertigung unterstützt. Gemeinsames Projektmanagement, Workshops, Trainings, gemeinsames Sourcecode-Management und die Synchronisierung von Roadmaps und Sprintplanung haben sich als äußerst effektiv in der Zusammenarbeit erwiesen.
Auch wenn ganzheitliche Automatisierungssysteme wie Kemro X stetig weiterentwickelt werden, sind bei der Interoperabilität bzw. Einbindung von 3rd Party Hardware und Software einige Dinge zu beachten. Auch wenn ein Standardprotokoll wie z.B. das DS402 Antriebsprofil unterstützt wird, kann es sein, dass sich nicht jeder Antrieb exakt gleich verhält und es zu minimalen Anpassungen kommen kann. Ähnliches gilt für die Integration von SPS Sourcecode basierend auf dem Standard der IEC 61131-3. Bei der Übernahme von 3rd Party bzw. Open Source Code ist darauf zu achten, dass die Echtzeitfähigkeit des Gesamtsystems gewährleistet werden kann. KEBA hat hier viel Erfahrung gesammelt und bietet entsprechende Guidelines an. Durch die Offenheit von Kemro X können zwar meist „ältere“ Protokolle übernommen werden, dennoch sollte überlegt werden, ob nicht auf modernere und zukunftsfähigere Protokolle umgestiegen wird.
