Esslingen-Berkheim | Engineering-Prozesse sollen sich künftig intuitiver, schneller und effizienter umsetzen lassen, die einzelnen Automatisierungskomponenten über ein digitales Gedächtnis verfügen. Das sind die Ziele, die Festo im Rahmen des Verbundforschungsprojekts OPAK (Offene Engineering-Plattform für autonome, mechatronische Automatisierungskomponenten in funktionsorientierter Architektur) gemeinsam mit Partnern aus Wissenschaft und Wirtschaft verfolgt. Produktionsanlagen werden immer komplexer und der Aufwand für Planung und Inbetriebnahme nimmt zu. Im Forschungsprojekt OPAK, das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert wird, arbeiten Festo und weitere Kooperationspartner daran, diese Komplexität beherrschbar zu machen. Dr. Volker Nestle, Leiter Future Technologies bei Festo, erklärt: „Wir beschäftigen uns in dem Projekt mit zwei Themen: Zum einen vereinfachen wir den Engineering-Prozess und machen ihn deutlich effizienter. Zum anderen entwickeln wir Komponenten, die über ein digitales Gedächtnis verfügen – der erste Schritt auf dem Weg zu intelligenten Komponenten für Industrie 4.0.“ Um den Engineering-Prozess intuitiver und effizienter zu gestalten, wird in OPAK ein virtuelles Abbild der Produktionsanlage erstellt. So können schon in der Planungsphase alle Abläufe und Funktionen mit Hilfe der Engineering-Software simuliert und getestet werden – noch bevor die Anlage physisch entsteht. Der Entwickler beschäftigt sich dabei nur noch mit den gewünschten Automatisierungsprozessen, muss sich aber nicht mit abstrakten Befehlen bei der Programmierung von Steuerungen auseinandersetzen. Das Engineering-System führt während der Planung eine Plausibilitätsprüfung durch, so dass von vorneherein nur die Komponenten und Kombinationen ausgewählt werden können, die technisch möglich und sinnvoll sind. „Dadurch steht für den Entwickler die eigentliche Automatisierungsaufgabe und ihre Lösung im Mittelpunkt. Die detaillierten Schritte für die technische Umsetzung laufen im Hintergrund ab“, erklärt Volker Nestle. Die Voraussetzung, um ein solches virtuelles Abbild einer Produktionsanlage schaffen zu können, sind Komponenten, die in ihrem integrierten Controller alle zum Betrieb benötigten Informationen mitbringen. In Kombination mit anpassungsfähigen Schnittstellen, die den Aufwand für Montage, Konfiguration und Systemintegration auf ein Minimum reduzieren, werden die Komponenten so fähig für „Plug and Produce“: Ähnlich der USB-Schnittstellen an Computersystemen, über die sich angeschlossene Systeme direkt beim Hauptrechner anmelden und mit diesem kommunizieren, sollen sich in der Fabrik der Zukunft auch einzelne Komponenten selbst in der Produktionsanlage anmelden. Ein erstes Ergebnis der Arbeiten im Projekt OPAK ist der Prototyp eines integrierten Stopper-Modul. Es fasst sowohl die benötigte Aktorik als auch die Sensorik und Steuerung für einen Stopp von Werkstückträgern an einem Transportband in einer Komponente zusammen. Über eine standardisierte Schnittstelle wird die Funktion des Stopper-Moduls für andere Systeme zur Verfügung gestellt. Um darstellen zu können, wie eine Produktionsanlage der Zukunft aussehen kann und wie die Ergebnisse von OPAK dort einfließen, haben die Projektpartner eine exemplarische Industriezelle aufgebaut, die auch auf der Hannover Messe präsentiert wird. Dort ist zu sehen, wie eine flexible Anlage in der Fabrik der Zukunft funktionieren kann – vom Engineering bis zur Inbetriebnahme und der laufenden Produktion. Was derzeit noch im kleinen Maßstab erforscht und umgesetzt wird, soll in der Zukunft auf die gesamte Fabrik übertragen werden, erklärt Volker Nestle: „Die Vision, die hinter dem Projekt OPAK steht, ist eine Produktionsanlage, die komplett als virtuelles Abbild existiert. Einzelne Komponenten oder Anlagenteile können dadurch sehr einfach verändert oder ausgetauscht werden, denn alle Abläufe lassen sich vor der physischen Umsetzung virtuell testen. Ausfall- und Stillstandszeiten werden so auf ein Minimum reduziert und die Produktion kann flexibel an veränderte Bedingungen angepasst werden.“ Festo zeigt den OPAK-Demonstrator auf der Hannover Messe 2015 in Halle 15, Stand D07. www.festo.com