Umati wordt de universele taal van de slimme fabriek

De nieuwe open standaard 'umati' is bedoeld om de communicatie van alle werktuigmachines te uniformiseren. Zo kunnen de bedrijven die de standaard gebruiken, op minder gefragmenteerde oplossingen vertrouwen en de tijd van de inbedrijfstelling van nieuwe apparatuur fors terugschroeven. Voor de fabrikanten van werktuigmachines is umati een uniek en belangrijk verkoopargument.

De invoering van geavanceerde productieoplossingen zal aanzienlijk versnellen als deze compatibel zijn met het geïnstalleerde productiepark én als de overeenkomstige normen en technische specificaties coherent zijn met wat reeds bestaat. In dit opzicht is de normalisatie van kapitaal belang; het succes van de geavanceerde productie vereist immers een ongeziene mate van integratie van de systemen, over de grenzen van de domeinen, de hiërarchieën en de fasen van de levenscyclus heen. Op consensus gebaseerde normen en technische specificaties, en een nauwe samenwerking tussen de onderzoekers en de SDO's (Standards Developing Organizations) zijn de randvoorwaarden voor een succesvol resultaat, vooral in dit domein.

Met dit doel voor ogen hebben VDW (Duitse vereniging van machinefabrikanten) en VDMA (Duitse machinebouwvereniging) in april 2020 aangekondigd dat hun teams samen aan het vastleggen van interoperabiliteitsnormen voor de mechanische sector zouden werken. De interfacenorm zal niet allen een communicatie tussen machines van verschillende merken mogelijk maken, maar ook met andere softwareoplossingen van het bedrijf, zoals de ERP- (geïntegreerd beheer) en MES-systemen (Manufacturing Execution Systems), de cloud, de automatiseringssystemen, enz. Deze interoperabiliteitsnormen zijn gebaseerd op het OPC UA-communicatieplatform en worden onder het umati-label verspreid.


(Bron: VDW)

Dankzij de vele deelnemende bedrijven is de kans groot dat een volwaardige norm wordt gecreëerd en niet een zoveelste geïsoleerde oplossing. De keuze van OPC UA voor de implementatie van het informatiemodel zorgt er bovendien voor dat de risico's voor de leveranciers bij de implementatie van het systeem tot een minimum beperkt blijven; OPC UA is immers al als norm voor gegevensuitwisseling getest en gevalideerd.

Vanwaar komt umati ?

Umati is al sinds 2017 in ontwikkeling, op initiatief van VDW en 17 partners (de grootste machinewerktuigfabrikanten van Duitsland en Zwitserland, en de belangrijkste fabrikanten van digitale besturingen), in samenwerking met de OPC Foundation. Doel is een interface te ontwikkelen voor verschillende gebruikstoepassingen, zoals het identificeren van de machines en de werktuigen, het monitoren van de status van de apparatuur en de werktuigen, de voortgang van een productieorder, het verzamelen van de nodige gegevens om de KPI te berekenen, het monitoren van fouten en alarmmeldingen, het anticiperen op menselijke tussenkomsten voor het wisselen van werktuigen of voor het onderhoud. De werkgroep heeft de eerste versie van een gestandaardiseerde semantiek onthuld ter gelegenheid van de vakbeurs AMB in Stuttgart, in september 2018.

umati
Roadmap voor de uitwerking van een gestandaardiseerd informatiemodel

Op de vakbeurs EMO in Hannover, in september 2019, stelde VDW een functionele toepassing voor met 110 verschillende werktuigmachines die in verbinding stonden met een totaal van 28 softwarediensten. De gegevensuitwisselingsstandaard voor deze demonstratie werd toen voorgesteld onder de naam 'umati'. 

De Duitse machinebouwvereniging VDMA opteerde van haar kant al heel vroeg voor OPC UA als gegevensuitwisselingstandaard en werkte het handboek Industry 4.0 Communication with OPC UA uit; hierin worden zeer concrete maatregelen voorgesteld om bedrijven te helpen de Industrie 4.0-communicatie met succes in hun eigen productieprocessen in te voeren. Daarop achtte VDMA het nodig er andere specificaties aan toe te voegen, in het verlengde van de eerste, om een universele interface tot stand te brengen. Sindsdien werken meerdere werkgroepen binnen VDMA samen om uit de reeds gepubliceerde of in ontwikkeling zijnde specificaties, alle technologieën en industriesectoren door elkaar, een gemeenschappelijke noemer te distilleren die van toepassing is op alle types van machines. Deze gemeenschappelijke noemer kreeg de naam OPC UA for Machinery mee. Ook de werkgroep onder leiding van VDW werd bij het ontwerp van OPC UA for Machinery betrokken.

Gelijktijdige publicatie van twee specificaties 

Het eerste deel van OPC UA for Machinery werd op 25 september 2020 gepubliceerd, onder het specificatienummer 40001-1 in de door VDMA ontwikkelde database. OPC UA for Machinery wil in de eerste plaats een kadernorm zijn die de basiselementen van het informatiemodel uitzet. Het gaat om basiselementen voor twee use cases: identificering van de machine en lokaliseren van alle machines in een OPC UA-server.  

De inhoud van deze specificatie is toepasbaar op alle apparatuur die energie (bijv. elektriciteit, damp, gas, menselijke energie, druk) omzet in mechanische bewegingen, warmte, elektrische signalen of druk om een welbepaalde taak in de mechanische industrie uit te voeren. Dit eerste deel zal binnenkort met een tweede deel worden aangevuld.

De norm die voorheen gekend was onder de naam umati, werd omgedoopt tot OPC UA for Machines Tools en werd tegelijk met OPC UA for Machinery gepubliceerd onder het specificatienummer 40501-1. OPC UA for Machine Tools, die op het modulaire concept van OPC UA berust, is de specificatie voor machinebouw die volledig de specificatie OPC UA for Machinery én de specificatie OPC 10000-200 - Part 200: Industrial Automation Model integreert.


Type inheritance 
(Bron: umati)

umati

umati

Voorbeeld van een instance in het informatiemodel OPC UA for Machine Tools. Dit informatiemodel geeft een lijst van 'ObjectTypes' die nodig zijn om een werktuigmachine-interface te modelleren. Bepaalde types 'erven' de semantiek over van de bovenliggende specificatie.
(Bron: VDMA 40501-1)

Umati, een gebruikersgemeenschap

De naam 'umati' heeft een tweede leven gekregen. Vandaag verwijst de naam naar een platform voor de verspreiding en de uitwerking van OPC UA-normen die een echte plug-and-playomgeving voor alle types van apparatuur mogelijk maken. Op 10 november 2020 organiseert VDMA een online event met experts die in verschillende fasen de OPC UA-normen voor machinebouw en diverse subsectoren zullen voorstellen (voor meer informatie en inschrijving, klik hier). 

Dit artikel werd opgesteld in het kader van Normenantenne Industrie 4.0. 

Verwante artikels

Bronnen

 

#industrie4.0 #norms #digital