Medienkonvergenz in der Produktion

Von Ralf Keuper

Die Standards und Netze für den Datenaustausch in der Produktion stammen noch aus einer Zeit, als die Kommunikation zwischen den Maschinen spärlich und überwiegend innerhalb der Grenzen des eigenen Unternehmens verlief. Darauf weist Bernd Müller in Fabrik-Vernetzung mit TSN-Ethernet und OPC-UA hin.

Seit Beginn der 2000er Jahre boomt der Ethernet-Standard (IEEE 802.3), der seit Jahrzehnten PCs vernetzt und extrem schnell und zuverlässig ist. Doch in Fabriken kann von Standard keine Rede sein, denn im Lauf der Zeit haben viele Anbieter Ethernet so „verbogen“, dass es heute ein Dutzend unterschiedlicher Varianten gibt, die nicht automatisch miteinander kompatibel sind. Darüber hinaus gibt es noch viele weitere Feldbus-Standards wie Profibus, Modbus, CC-Link und weitere, die zusammen immer noch fast die Hälfte der Installationen stellen.

Kurzum: Aus offenen Standards wurden mit der Zeit proprietäre Lösungen, die ein Hindernis für die vernetzte Produktion sind. Offene Standards bzw. die Konvergenz zu einem oder wenigen Standards sind nötig. Gleiches gilt für die Fähigkeit zur Echtzeitverarbeitung. Ethernet ist dafür nur sehr bedingt geeignet.

Abhilfe verspricht das TSN – Time Sensitive Network als neuer Standard für die Datenübertragung.

Sein großer Vorteil ist, dass er nicht aus dem Automatisierungsumfeld stammt, sondern aus dem Audio/Video-Bereich, und er damit auf geringere Ablehnung und Konkurrenzdenken der Automatisierer treffen dürfte. Konzerthallen haben Echtzeit-Ethernet, damit Tonsignale aus unterschiedlichen Mikrofonen an die zahlreichen Lautsprecher stets ohne Laufzeitunterschiede gespielt werden. Schon Verzögerungen von wenigen Millisekunden zwischen Audiokanälen würden sich als Echos bemerkbar machen.

Während TSN die Echtzeitverarbeitung übernimmt, versieht OPC-UA als weiterer Standard die Daten mit Bedeutung.

Auf der diesjährigen Hannover Messe stellten mehr als 20 internationale Organisationen und führende Industrieanbieter gemeinsam das “Time-Sensitive Networking (TSN) + OPC Unified Architecture (OPC UA) Smart Manufacturing Testbed” für sechs große Industrial Internet Szenarien vor. Darunter Huawei, die Alliance of Industrial Internet (AII), die Avnu Alliance, das Edge Computing Consortium (ECC) und Fraunhofer FOKUS.

In der Pressemitteilung wird Dr. Alexander Willner vom Fraunhofer FOKUS zitiert:

Seit der Einführung von Programmable Logic Controllers (PLCs) in den 1970er Jahren, sind industrielle Automatisierungsprozesse erheblich optimiert worden. Die Konvergenz dieser Technologien mit modernen Informations- und Kommunikationstechnologien wird interessante und spannende Innovationen in der gesamten Wertschöpfungskette fördern. Mit OPC UA und TSN haben wir zwei vielversprechende Bausteine für den interoperablen Echtzeit-Informationsaustausch in industriellen Bereichen.

Die Konvergenz bislang getrennt voneinander existierender Technologien ist auch ein Beispiel für den Medienwandel, der sich nicht auf den Medienkonsum der Endverbraucher beschränkt. Maschinen sind Erzeuger, Empfänger und Interpreten von Daten und Informationen. Ergebnis ist eine Medienkonvergenz:

Technische Geräte wachsen zu einer multifunktionalen Einheit zusammen und ermöglichen den Zugriff auf Inhalte, die bisher über unterschiedliche Wege übertragen wurden. Neben den Geräten konvergieren auch Inhalte, die uns bisher auf verschiedenen Übertragungswegen erreich haben: Fernsehserien leben auf Internetseiten weiter, Popsongs mutieren zu Handy-Klingeltönen, Internetblogs bestücken Zeitungsbeiträge und Computerspiele werden zu Kinofilmen. Ganze Medienzweige konvergieren und klassische Verlagshäuser machen Umsätze mit Internetportalen, Computerhändler mit Musikbörsen. Ausgefeilte Komprimierungsmethoden und immer größere Bandbreiten bei der Übertragung unterstützen und beschleunigen diese Prozesse (in: Im Blickpunkt: Medienkonvergenz)

Auslöser von Produktionsprozessen, jedenfalls bei der Losgröße 1, ist der Endkunde, der dadurch – mehr oder weniger direkt – mit der Produktion verbunden ist (Vgl. dazu: Digitalisierung eine Herausforderung für KMU). Die Produktion wird technologie- und informationsintensiver. Damit wächst der Bedarf an Interpretation und Repräsentation. Diese Rolle übernehmen in der Produktion die neuen Medien, wie Augmented Reality, Virtual Reality und digitale Zwillinge.

Weitere Informationen:

Augmented und Virtual Reality in der Automatisierung

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