Serviceorientierte Architekturen in Produktionssystemen – DFKI auf der Hannover Messe Industrie 2011

Webservices steuern und kontrollieren den Produktionsprozess, überprüfen Status und Fertigungsgrad des Werkstücks, kommunizieren mit Sensoren und unterstützen aktiv bei der Parametrierung und Wartung von Feldgeräten: Der DFKI-Forschungsbereich Innovative Fabriksysteme IFS stellt auf der diesjährigen Hannover Messe Industrie vom 4. bis 8. April ein Konzept zur Übertragung des SOA-Paradigmas von der IKT auf die Fabrikautomation vor und demonstriert diesen Ansatz mit einer modularen Produktionseinheit.

Serviceorientierte Architekturen (SOA) mit integrierten Webservices haben sich in klassischen IT-Systemen als Lösung zur Steigerung der Flexibilität und Wiederverwendbarkeit von Komponenten bereits durchgesetzt. Die Übertragung des SOA-Paradigmas (die Strukturierung und Nutzung verteilter Funktionalität, die von unterschiedlichen Besitzern verantwortet wird) von der IKT auf Fabriksysteme bietet auch für die Produktionsdomäne eine Chance, die kommenden Herausforderungen zu meistern. Die Anforderungen an produzierende Unternehmen haben sich in Zeiten rapider Marktveränderungen, kürzer werdender Produktlebenszyklen und einem wachsenden Wunsch nach Individualisierung von Produkten gewandelt. Produktionsanlagen müssen in Zukunft flexibler werden, um diesen Anforderungen gerecht zu werden.

Während klassische industrielle Produktionsanlagen über sogenannte Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) angesteuert werden, die über digitale oder analoge Ein- und Ausgänge oder Feldbussysteme wie zum Beispiel Profibus mit Feldgeräten (Sensoren und Aktoren) kommunizieren, ist das auf der Messe präsentierte Demonstrationsmodul vollständig auf eine serviceorientierte Architektur umgestellt. Die industrietauglichen Feldgeräte stellen dabei ihre Funktionalität als abstrakte Webservices im Netzwerk zur Verfügung. Eine zentrale Orchestrierungseinheit kann diese Services sinnvoll zu einem Prozess, der eine servicebasierte Steuerung des Produktionsablaufs ermöglicht, zusammensetzen.

In das Demonstrationsszenario integriert wurden semantische Technologien für die Produktion. Durch die semantische Beschreibung der Funktionalitäten und Schnittstellen der Webservices wird deren Bedeutung maschinenverständlich. Somit können die im Demonstrator verfügbaren Services über eine Benutzerschnittstelle durch die Angabe von semantischen Auswahlkriterien durch den Besucher gesucht und auf dynamische Weise gefunden werden. Zum Aufruf der verschiedenen Webservices der Feldgeräte, zu deren Parametrierung und Wartung, sowie zum Ausführen und Steuern des Produktionsprozesses werden universelle, mobile Bediengeräte genutzt.

Serviceorientierte Produktionsanlagen weichen das bisher vorherrschende starre Ebenenmodell der Automatisierungspyramide deutlich auf. Eine Kommunikation über die Ebenen hinweg wird möglich, so dass zum Beispiel Informationen von einem Feldgerät zum Enterprise Resource Planning (ERP)-System nicht von Ebene zu Ebene übersetzt werden müssen, sondern direkt als Dienst zur Verfügung gestellt werden können. Durch den Einsatz von SOA-Technologien in der Produktionsdomäne können neue Geräte ohne großen Aufwand an das bestehende Netzwerk angeschlossen werden, wodurch sich Anlagen sehr flexibel erweitern oder modifizieren lassen.

Besuchen Sie uns vom 4.-8. April 2011 auf der Hannover Messe Industrie in Halle 8, Stand A16!

 

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Prof. Dr.-Ing. Detlef Zühlke
Leiter Forschungsbereich Innovative Fabriksysteme
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