Um Produktionsabläufe bestmöglich zu steuern, müssen Daten zahlreicher Sensoren und Maschinen zusammengeführt werden – kein einfaches Unterfangen angesichts der Vielzahl von Kommunikationsprotokollen. Bosch hat deshalb mit dem Production Performance Management Protocol (PPMP) eine Maschinensprache für die Industrie 4.0 initiiert. Sie basiert auf offenen Standards und wird von Bosch nicht als Konkurrenz zu OPC UA gesehen, sondern als schlanke Alternative.
Das Zusammenspiel unterschiedlichster Partner im IoT (Internet of Things – Internet der Dinge) und in der Industrie 4.0 will Bosch mit dem sogenannten PPM-Protokoll (PPMP – Production Performance Management Protocol) erleichtern. Von dem selbst entwickelten offenen Industriestandard zum Austausch von Daten in der vernetzten Industrie sollen insbesondere auch kleinere Unternehmen profitieren, für die der Datenaustausch eine der Einstiegshürden ist. „Wir haben nach einem einfachen Format gesucht, das bestehende Technologien aus der IoT-Entwicklung nutzt, aber auch die Industriebedürfnisse abdeckt“, erläutert Axel Meinhardt, Senior Solution Architect bei Bosch Software Innovations. Vorteile sind:
- Flexibilität, um über mehrere Protokolle transportiert zu werden – was die Nutzung vorhandener IoT-Technologien erlaubt,
- Vergleichbarkeit, um die Interpretation der Daten sicherzustellen, sowie eine
- leichte Implementierung in einer benutzerdefinierten Umgebung.
Anders formuliert: „ So einfach wie möglich und dennoch mit ausreichendem Informationsgehalt für Anwendungsfälle und funktionale Anforderungen“, so Meinhardt weiter. „Wir möchten mit PPMP die IoT-Transportprotokoll-Infrastruktur vervollständigen, um so die heutige Lücke bei Fertigungsprotokollen zu schließen.“ In bisherigen Industrie-4.0-Projekten habe man festgellt, dass die bestehenden Protokolle nicht immer die vorgenannten Anforderungen abdecken.
Offene Standards als Grundvoraussetzung
Mit PPMP können kleine und mittelständische Unternehmen Daten ihrer an Hersteller gelieferten Sensoren schnell, einfach und sicher an die Produktionssysteme großer Firmen übertragen. Das Protokoll selbst ist frei verfügbar und kostenlos. „Offene Standards sind eine der Grundvoraussetzungen, um Chancen der Industrie 4.0 nutzen zu können“, betonte Bosch-Chef Dr. Volkmar Denner anlässlich der Vorstellung des Protokolls im September 2016. „Damit kann sich jeder am Austausch von Daten beteiligen – denn das erhöht die Interoperabilität, ermöglicht neue Geschäftsmodelle und steigert die Wettbewerbsfähigkeit aller beteiligten Unternehmen.“ Der von den Bosch-Experten entwickelte Standard unterstützt das Production Performance Management (PPM), ein Verfahren, das in der Industrie 4.0 eine zentrale Rolle spielt. Ziel ist es, die Produktionsabläufe weiter zu verbessern sowie effizient und umfassend zu steuern.
Unterschiede zu OPC UA
Interessant ist angesichts des neuen Protokolls vor allem die Frage, welche Vorteile Bosch gegenüber dem M2M-Kommunikationsprotokoll OPC UA sieht, das ja von weiten Teilen der Industrie als möglicher Standard im Zusammenhang mit Industrie 4.0 gesehen wird. „PPMP ist absichtlich deutlich leichtgewichtiger als OPC UA angelegt“, erläutert Axel Meinhardt. „Gleichwohl unterstützen wir OPC UA wo es möglich ist und sehen PPMP nicht als Konkurrenz.“ Überall dort, wo die Anwendung von OPC UA – unter Beachtung der Grenzen/Kosten von Hardware, Implementierung und Betrieb – möglich sei, sollte es auch weiterhin bevorzugt eingesetzt werden.
Genau diese Grenzen seien häufig das Problem, so der Senior Solution Architect weiter. „Häufig ist bestehende Hardware nicht auf den kontinuierlichen Betrieb eines OPC-UA-Stacks ausgelegt; im schlimmsten Fall könnten Anfragen via OPC UA sogar den Betrieb der Maschine und damit die Produktion selbst verlangsamen.“ PPMP biete hier eine schlanke Alternative, um von der Maschine die wichtigsten Informationen wie Messdaten oder Maschinenmeldungen für ein Condition Monitoring verständlich an eine übergeordnete Software zu übertragen, beispielsweise den Production Performance Manager. „PPMP konzentriert sich auf den Inhalt und die Struktur der zu übertragenden Datenpakete beziehungsweise Telegramme – und kann auf diese Weise von bestehenden Übertragungsstandards wie TCP, AMQP, REST und anderen genutzt werden.“
Praktische Erfahrungen sammeln
Weiterentwickelt wird der neue Standard nach Angaben von Bosch in der Open-Source-Community Eclipse. Darin werden auch die ersten praktischen Erfahrungen einfließen. Die seitens Bosch gestartete Initiative unterstützen bereits mehrere mittelständische Unternehmen wie Balluff, EGT, Rampf, Cadis, KLW und Schmalz – weitere Firmen sind ausdrücklich eingeladen, sich zu beteiligen. Zudem wird der gemeinsame Standard in einem Innovationsprojekt – einem sogenannten Testbed – unter dem Dach des Industrial Internet Consortium (IIC) und der Plattform Industrie 4.0 zum Einsatz kommen. „Das Testbed ist aktuell in der Umsetzungsphase und wir werden auf der Bosch ConnectedWorld im März 2017 in Berlin einen ersten Implementierungsstand vorstellen“, fährt Meinhardt fort. Im Bosch-Werk Homburg arbeiten dazu Tata Consulting, Dassault Systèmes, SAP und Bosch zusammen. Dank des neuen Standards zum Informationsaustausch gelangen dort bereits jetzt Informationen von vielen verschiedenen Objekten, Daten von Maschinen und Angaben zu Energieverbräuchen in ein System zur Produktionssteuerung. co
Hinweis:
Die vierte Konferenz Bosch ConnectedWorld 2017 findet am 15. und 16. März 2017 in Berlin statt. Hier trifft sich die IoT-Branche, um in die vernetzte Welt der Zukunft zu blicken. Weitere Infos zur Veranstaltung finden sich hier:
Beteiligung erwünscht
PLUS
Das Production Performance Management Protocol (PPMP) soll einfach, verständlich und frei von Lizenzgebühren sein. Den technischen Rahmen zur Entwicklung bietet das Eclipse Unide-Projekt. Auf der Projektseite finden sich hierfür alle relevanten Informationen und interessierte Firmen und Entwickler können hierüber in Kontakt treten:
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