Normen und Standards

So klappt es mit der Kommunikation

Von Elke von Rekowski · 2017

Bei Industrie 4.0 steht die enge Verzahnung aller Abläufe und Komponenten des gesamten produktiven Kosmos im Mittelpunkt. Eine Vielzahl von bestehenden und neu zu schaffenden Schnittstellen muss miteinander kommunizieren und Informationen transferieren. Prozessabläufe werden sehr vielschichtig und müssen in heterogenen Umgebungen optimal aufeinander angestimmt werden.

Für den Aufbau der Industrie 4.0 sind Normen daher von essenzieller Bedeutung. Die Integration unterschiedlichster Systeme gilt dabei als die größte Herausforderung. Denn schließlich ist Industrie 4.0 kein Gebilde, das komplett neu am Zeichentisch geplant wird. Industrie 4.0 stellt vielmehr eine Weiterentwicklung aus bestehenden Strukturen dar, die mit neuen Technologien kombiniert werden. Die heute sehr heterogene Landschaft, mit vielen kleineren, sehr proprietären Prozessabläufen muss dazu eine Konsolidierung erfahren, damit die Vernetzung der Abläufe erfolgen kann. Es gilt dabei, Schnittstellen zu vereinheitlichen und Übergabepunkte zu schaffen, mit denen die verschiedenen Komponenten kommunizieren können.

Standardisierung erfolgsentscheidend

Das Deutsche Institut für Normung (DIN) nimmt auf nationaler Ebene eine tragende Rolle ein. In Gremien und Ausschüssen werden hier Standards für Funktechnologien, die Maschine-zu-Maschine(M2M)-Kommunikation und ganz allgemein für das Internet der Dinge (IoT) entwickelt. Die Herausforderung in dieser Aufgabe besteht darin, bestehende Interfaces und Kommunikationsprotokolle einzubinden und die Funktionalität bestehender Systeme für Industrie 4.0 nutzbar zu machen. Das geschieht durch die systematische Erfassung des Ist-Zustandes und der Entwicklung von Referenzmodellen, an denen die neuen Vernetzungen modelliert und erprobt werden können. Auf internationaler Ebene ist das Industrial Internet Consortium (IIC) maßgeblich an der Standardisierung der Industrie 4.0 beteiligt. Das Konsortium setzt sich aus Unternehmen aus dem Sektor Kommunikationstechnologie zusammen und arbeitet speziell an industriespezifischen Standards, aber auch an Smart-City-Szenarien. Unterschiedliche Ideen sind derzeit noch im Rennen, einige davon sehr vielversprechend.

Einheitliche Kommunikation in einer heterogenen Landschaft

Eine dieser Ideen basiert auf einem modularen Kommunikationsansatz, der die einzelnen Grundbestandteile des Datenaustauschs spezifiziert. Diese Informationsmodelle sind schichtweise aufgebaut und unterstützen so unterschiedlich komplexe Regeln. Der Vorteil eines derartigen Systems liegt in der Interoperabilität mit unterschiedlich komplexen Schnittstellen an bestehenden Systemen. Jede höhere Interface-Ebene unterstützt dabei immer die darunter angeordneten grundsätzlichen Regeln. Zusätzlich werden unterschiedliche Schnittstellen dahingehend integriert, dass sie in standardisierten Informationspaketen zusammengefasst und so weitergeleitet werden. Letztendlich wird eine Vielzahl von (bestehenden) Schnittstellen unterstützt, deren Informationen auf eine normierte Ebene transferiert und so der Kommunikation zwischen den einzelnen Komponenten der Industrie 4.0 zugeführt werden. Dadurch wird auch eine weitere wichtige Voraussetzung für Industrie 4.0 erfüllt – die Flexibilität. Denn einmal eingerichtet, dürfen die Abläufe keineswegs statisch sein, sondern sind einem ständigen Prozess der Anpassung, Optimierung und Änderung unterworfen. 

So müssen viele Einzelsysteme miteinander vernetzt werden, aber auch neue Anlagen im System sollen reibungslos und nahtlos eingebunden werden können. Die Idee: Abläufe nutzen Mechanismen der Selbstbeschreibung. Dadurch wird der Grad der Automatisierung erhöht und der Wartungsaufwand minimiert. Nach diesen Vorgaben entwickeln derzeit schon einige Hersteller Komponenten und Systeme für die Industrie, um sie gezielt auf Level 4.0 zu heben.

Quelle: Bitkom Research, 2016