Welchen Mehrwert bringt Umati?

Standardisierte OPC-UA-Schnittstelle für Werkzeugmaschinen

Welchen Mehrwert
bringt Umati?

Was verbirgt sich hinter dem Begriff Umati? Welche Rolle spielt OPC UA dabei? Und wie soll eine gemeinsame Maschinensprache die einfache Umsetzung von Digitalisierungsprojekten ermöglichen? Der folgende Beitrag gibt Antworten auf diese Fragen, beleuchtet Hintergründe und stellt die Inhalte der Schnittstelle vor.

Bild: VDW/Chiron

Kern von Umati ist die Nutzung des Kommunikationsprotokolls OPC UA. Dieses umfassende Framework mit integrierter Security definiert gleichzeitig ein Informationsmodell hinter dem Protokoll. Das bedeutet, dass neben den ausgetauschten Informationen auch eine Grundstruktur der Inhalte durch sogenannte Types vorgegeben ist, in denen Parameter übermittelt werden können. Diese Parameter können entweder verbindlich oder optional vorliegen. Durch die Grundstruktur werden übermittelte Daten in einen Kontext gesetzt, der vorher fest definiert ist. Das stellt sicher, dass OPC-UA-Clients und -Anwender sowohl wissen, wo sie Informationen finden können, als auch welche Inhalte dort zu erwarten sind. Innerhalb dieser Strukturdefinitionen werden Vererbungskonzepte verwendet, sodass z.B. auch herstellerspezifische Erweiterungen auf Basis von bestehenden Grundstrukturen möglich sind. Viele Grundstrukturen sind durch die OPC Foundation bereits zentral vorgegeben. Hier gibt es neben den klassischen Datenhaltungstypen auch Funktionen wie Events, das Ausführen von Methoden und State-Machines. Es beginnen aber auch immer mehr Branchenverbände, Grundstrukturen für ihre Technologien und Anwendungen zu definieren. Diese werden in sogenannten Companion Specifications branchenspezifisch veröffentlicht.

Bild: Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken e.V.

Standard für Mehrwert

Umati will eine solche branchenspezifische Grundstruktur als Schnittstelle für Werkzeugmaschinen entwickeln. Doch hinter dem Konzept und Markennamen verbergen sich noch weitere Dimensionen. Die Companion Specification definiert nicht nur ein Kommunikationsprotokoll, sondern auch ein Informationsmodell der übermittelten Inhalte. Zusätzlich bestimmen sogenannte Profiles, welche Anforderungen bezüglich Verschlüsselung, Authentifizierung und Server Performance erfüllt sein müssen. Daneben sind auch Testwerkzeuge und Qualitätssicherungstest für die Umati-Schnittstelle geplant. Das zugehörige Markenlogo soll nach der finalisierten Spezifizierung Produkte mit der Werkzeugmaschinenschnittstelle deutlich sichtbar kennzeichnen. Doch Umati wird nicht nur für neuartige Produkte eingesetzt. Mithilfe angepasster Umfänge sollen sowohl Retrofitmaschinen als auch technologiespezifische Erweiterungen der Schnittstelle mit Sonder-Labels umgesetzt werden. Zudem ist auch die Definition eines herstellerunabhängigen Konfigurations-Tools vorgesehen, das die Transformation von Rohdaten nach Kundenbedarf ermöglicht. Hier sollen Steuerungsinformationen, Maschinensignale oder externe Sensordaten mit einer zur Verfügung stehenden Funktionsbibliothek auf dem OPC-UA-Server frei konfiguriert werden können.

Gemeinschaft in der CNC-Branche

Hinter Umati steht eine internationale Gemeinschaft an Werkzeugmaschinenherstellern, die sich zu dem Standard bekennen und ihn im Moment in einer sogenannten Joint Working Group mit der OPC Foundation spezifizieren. Zusätzlich finden sich auch zuliefernde Steuerungshersteller sowie Softwarefirmen und Endanwender im Standardisierungsgremium, sodass alle Sichten vertreten sind. Nicht zuletzt ist der VDW in seinen Standardisierungsaktivitäten eng vernetzt mit VDMA-Fachgruppen, die ebenfalls OPC UA Companion Specifications entwickelt haben oder aktuell dabei sind. Fachgruppenübergreifend entwickelt der VDMA gerade, im Austausch mit Umati als Standard für Werkzeugmaschinen, eine allgemeine OPC-UA-Grundstruktur für Maschinen aller Art. Ein Showcase auf der EMO in Hannover bündelt die Beteiligung von mehr als 50 Unternehmen und demonstriert welche Vorteile die Einigung auf eine gemeinsame Maschinenschnittstelle über OPC UA bringt. Hier sind sowohl Steuerungshersteller als Zulieferer, Werkzeugmaschinenhersteller und auch Mehrwertanbieter mit Dashboards und Cloudlösungen beteiligt. Die Messedemo soll mit einem vereinfachten Modell zeigen, wie Umati als gemeinsame und volldefinierte Schnittstelle den Schritt in die Digitalisierung für alle Anwender vereinfacht.

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Thematik: News
Ausgabe:
Universität Stuttgart
www.isw.uni-stuttgart.de, www.vdw.de

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