In heutigen Fabrikhallen findet man dort typischerweise einen wahren Zoo an Maschinen und Anlagen. Von Bohrmaschinen aus dem frühen 20. Jahrhundert bis zu modernen Spritzgussmaschinen oder Bearbeitungszentren mit standardisierten Schnittstellen ist alles vertreten. Um diese Vielfalt an Maschinen an ein MES anzubinden, werden viele unterschiedliche Werkzeuge und Methoden gebraucht.
Besser im Standard bleiben
Die Faustregel ist: Je moderner eine Maschine, desto einfacher ist es, sie anzubinden, beispielsweise standardisiert mit OPC UA. Dafür nutzt ein MES verschiedene Kommunikationstreiber, die es ermöglichen, unterschiedlichste Maschinentypen anzubinden und so normiert Daten im System bereitzustellen. Die Kommunikationstreiber fungieren dabei als eine Art Übersetzer. Denn sie bereiten die Daten so auf, dass das MES diese zur Verwendung in den einzelnen Anwendungen bereitstellen kann. Die Anwendungen machen aus den Daten brauchbare Informationen und stellen sie etwa als Diagramm dar. Neben standardisierten Protokollen wie OPC UA, MTConnect und MQTT unterstützen MES-Anwendungen branchenspezifische Protokolle wie Euromap 63, ein Protokoll für die Spritzgussindustrie oder Umati für Werkzeugmaschinen. Mit einem Development Kit haben Nutzer darüber hinaus die Möglichkeit, eigene Kommunikationstreiber zu programmieren und mit dem MES zu verbinden, sofern die Maschine keines der verfügbaren Standardprotokolle unterstützt.
Wenn es nicht im Standard geht
Insbesondere ältere Maschinen ohne standardisierte Schnittstellen lassen sich mit einem IIoT-Device, also einer separaten Hardwarekomponente, an ein MES anbinden. Dafür wird die Konnektivitätslösung über Drähte mit der Maschine beziehungsweise deren Steuerung verkabelt. Das Industrial Internet of Things-Gerät (IIoT) leitet die erfassten Signale etwa mittels OPC UA und MQTT zur Verarbeitung an das MES weiter. Da diese Devices analoge und digitale Eingangssignale verarbeiten können, lässt sich eine große Bandbreite an Maschinen und Anlagen damit anbinden. Aber wie sieht das im Detail aus?
Das digitale Signal
Zu den einfachsten Arten der Maschinenanbindung gehört das digitale Signal. Hier lässt sich lediglich zwischen Ja oder Nein bzw. Ein oder Aus unterscheiden. Also Ja, die Maschine produziert oder Nein, das Licht ist aus. Digitale Signale lassen sich mit nachgerüsteten Lösungen vergleichsweise einfach erfassen. Durch ein entsprechendes Signalmapping erhält das Signal im MES eine Bedeutung. Diese Art der Maschinenanbindung wird hauptsächlich im Bereich Maschinendatenerfassung oder bei älteren Anlagen eingesetzt. Neben digitalen Signalen können Retrofit-Systeme auch Zählimpulse sowie analoge Signale erfassen – ersteres für Mengenerfassung und letzteres beispielsweise zur Erfassung von Temperaturen oder anderen Prozesswerten.