umati: Wie eine Maschinen-Sprache die Smart Factory möglich machen soll

Der neue, offene Standard "umati" soll die Kommunikation aller Maschinen vereinheitlichen. Das wichtige Alleinstellungsmerkmal: Die Schnittstelle ist frei für alle Hersteller und jedes Produkt. So können Unternehmen auf weniger fragmentierte Lösungen setzen und die Turnaround-Zeit in der Produktion enorm verkürzen, da die Zusammenarbeit der verschiedensten Elemente deutlich schneller vonstattengeht.

Die Basis von umati stammt von der OPC Foundation. Die "Open Platform Communications Foundation", die sich seit Jahren für die offene Standardisierung der verschiedensten Maschinensprachen einsetzt, ist in der Branche eine geschätzte Institution. umati selbst ist seit 2017 in der Entwicklung; schon 2019 präsentierte der Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA) eine funktionierende Anwendung mit 110 verschiedenen Maschinen, die an insgesamt 28 verschiedene Softwaredienste angebunden waren. Der Schnittstellenstandard soll skalierbare, systemunabhängige und sichere Kommunikation zwischen Maschine bis hin zur Cloud erlauben. Andreas Faath, Projektmanager für Maschinenkommunikation, erklärt den Standard folgendermaßen: „Mit den OPC UA Companion Specifications schaffen wir die Universalfernbedienung.“

Arbeitskreise für dutzende Einsatzszenarien

Um die Vielfältigkeit von OPC UA zu präsentieren, hat der VDMA in Kooperation mit dem Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken (VDW) direkt mehrere Arbeitsgruppen ins Leben gerufen, die sich mit verschiedensten Spezifikationen und Anforderungen auseinandersetzen. Dieses Vorhaben hat die kritische Masse bereits überschritten: Der VDMA erwartet in den Arbeitsgruppen circa 15 Ausgründungen pro Jahr. Gleichzeitig wird Deutschland als Entwicklungs- und Wirtschaftsstandort maßgeblich an der Ausbreitung eines allgemeinen Standards beteiligt. Die umati-Arbeitsgruppen wurden in unter anderem diesen Kategorien gegründet:

• Antriebstechnik
• Drucklufttechnik
• Glastechnik
• Holzbearbeitung
• Industrielle Bildverarbeitung
• Krane und Hebezeuge
• Kunststoffmaschinen
• Metallurgie allgemein
• Mining / Tagebau
• Verpackungsmaschinen
• Oberflächentechnik
• Pumpen
• Robotik
• Wägetechnik
• CNC-Maschinen

Die zahlreichen Teams kümmern sich um die Erstellung der notwendigen Spezifikationen (Companion Specifications). So gab es vorher in fast jedem Bereich zahlreiche Schnittstellen, die jedoch fast nie über das Einzelprodukt hinaus reichten. Die Sammlung aller wichtigen Kommandos auf einen Standard entlastet die Entwicklung, Wartung und Ausbildung von neuem Personal.  Zu den über 400 Beiwirkern zählen unter anderem ABB, Bosch, Festo, Mitsubishi, Liebherr, Trumpf, Siemens, Wittenstein und viele weitere Unternehmen.

Erste Geräte mit neuem Standard ab 2020

In der zweiten Hälfte dieses Jahres sollen die ersten Maschine von der Stange laufen, die umati flüssig interpretieren können. Dann können Arbeitsumgebungen nach und nach umgerüstet werden. Durch die zahlreichen beitragenden Unternehmen stehen die Chancen gut, einen wirklichen Standard und keine weitere Insellösung ins Leben gerufen zu haben. Gleichzeitig sind die ersten Spezifikationen in einer vom VDMA zur Verfügung gestellten Datenbank bereits abrufbar.

Um das System im Vorfeld kennenlernen zu können, wird auf der umati-Homepage eine Testinstanz angeboten. Hier arbeiten Dummy-Maschinen zusammen, um die Verknüpfung zwischen verschiedenen Geräten zu visualisieren.  Zur Einführung von umati werden außerdem zahlreiche Leitfäden zur Verfügung gestellt. "Industrie 3.0 - Kommunikation mit OPC UA" stellt ein umfangreiches Basiswerk da, welches die technischen Grundlagen hinter dem Standard erläutert und die Ersteinrichtung mit Checklisten erleichtert.