Aansluiten en produceren maar

De markt en haar eisen veranderen snel. Als de consument meer geïndividualiseerde producten wil, dan moet de producent volgen met kortere innovatiecycli. Dit heeft uiteraard zijn invloed op het productieproces: kleinere batches en meer variaties in en tussen producten. Machinebouwers moeten daarom meer flexibele en aanpasbare productielijnen afleveren. Maar hoe kunnen we aan deze lokroep naar meer transformatievermogen tegemoet komen? Een plug-and-produce concept is wat u nodig heeft om de volgende stap te zetten naar een slimme fabriek.

Plug-and-produce kan intuïtief worden samengevat als een systeem dat eenvoudig de elementen verbindt en meteen de juiste bewerking uitvoert. De machines die geconnecteerd worden kunnen meteen met elkaar praten en de productieparameters configureren om te voldoen aan wat de operator vraagt. Ze kunnen zelfs evalueren en valideren of de bewerking mogelijk is binnen de gegeven configuratie. En ten slotte kunnen ze zich voorbereiden op de productie en van zodra de startknop is ingeschakeld de productie beheren en optimaliseren door zich aan te passen aan de veranderende omstandigheden. Een echt werkbare definitie van plug-and-produce kan dan neerkomen op een scenario waarin machines autonoom kunnen netwerken en zichzelf configureren en beheren met een minimum aan manuele inspanningen voor de integrator of operator. Er bestaan verschillende varianten binnen plug-and-produce, in functie van wat de machine samen vormen. De whitepaper spitst zich toe op diverse machines die samen een productielijn uitmaken.

Functionaliteiten gestandaardiseerd weergeven

Maar wat is nu nodig om een plug-and-produce omgeving te krijgen? De eerste voor­waarde is dat machines elkaar gaan begrijpen. Dit kan gerealiseerd door interfaces duidelijk af te bakenen. Een interface bevat immers de beschrijving van de asset (met een specifieke datastructuur) waar ook andere machines toegang tot hebben. Daarom is er een gestandaardiseerde definitie nodig voor die structuur en interpretatie. PACKML of Automation ML voldoen reeds aan deze eis, maar dat volstaat echter nog niet. Omdat de machines onafhankelijk kunnen opereren en zichzelf beheren is er geen centrale controller meer nodig om alles aan te sturen. Dat doen ze zelf. Maar de machine moet wel binnen een volledige productielijn kunnen werken. Elke machine die er deel van uitmaakt moet dus zijn functionaliteiten delen met de andere. Ze moeten welke services (oftewel Skills) beschikbaar zijn voor interactie. Deze moeten daarom ook omschreven staan in de interface en hun gedrag moet al een strikt gedefinieerd worden.

Maar wat is nu nodig om een plug-and-produce omgeving te krijgen? De eerste voorwaarde is dat machines elkaar gaan begrijpen. Dit kan gerealiseerd door interfaces duidelijk af te bakenen.

Machines veilig en gestandaar­diseerd laten praten met elkaar

Voor deze Skills bestaan er momenteel nog geen standaarden. Er moet dus een nieuw type interface ontwikkeld worden om de informatiestructuur en Skills te combineren. Zo een interface kan dan maar beter ook eenvoudig uitbreidbaar zijn om in de toekomst ruimte te laten voor nieuwe architecturale concepten. Een voorstel om dit te realiseren is Asset Administration Shell. Zie het als een universele softwarelaag waar elke machine mee is uitgerust. Het is het toegangspunt tot alle informatie en functionaliteiten van een machine en kan verschillende elementen bevatten, gestructureerd op een modulaire manier. Met andere woorden, alle informatie die relevant is voor de asset kan erin ondergebracht worden. De volgende stap is dan het introduceren van een universele taal. Er wordt veel verwacht van OPC UA, een open benadering tot onafhankelijke machine-tot-machine communicatie. Deze standaard beschikt over alle mogelijkheden om complexe informatiestructuren vorm te geven en laat ook een encryptieverbinding toe om dat in alle veiligheid te doen.

Conclusie

Ja, de droom van een zichzelf aanpassende en flexibele productielijn wordt steeds meer realiteit. De technologie is al beschikbaar, de concepten zijn duidelijk. Wat nu nog ontbreekt is de standaardisering. De eerste werkgroepen zijn intussen gestart met de implementatie van de AAS op het niveau van apparaten, terwijl de discussie op gang getrokken worden op machineniveau. Om voorbereid te zijn op de volgende stappen (en die zullen snel komen), denk na over hoe je software en hardware klaar zijn voor modularisering en werk actief mee aan het definiëren van de komende standaarden. Het is aan machinebouwers en de eindgebruikers om de handschoen op te nemen