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Industrie 4.0: Der Weg von Bosch

Auf der Hannover Messe 2018 hat Bosch die Bündelung von Software und Services unter dem Namen ‚Nexeed‘ bekanntgegeben. Was es damit auf sich hat und welche Rolle dabei der PPMP-Standard spielt, erläutert Dr. Stefan Aßmann, Leiter Bosch Connected Industry.

Der Industrie-4.0-Weg von Bosch Bildquelle: © Bosch

Herr Dr. Aßmann, was steckt hinter ‚Nexeed‘?

Dr. Stefan Aßmann: Nexeed ist das In­dustrie-4.0-Software- und -Service-Portfolio von Bosch. Unser Ziel ist es, An­wendern damit bei der Vernetzung ihres kompletten Wertstroms zu unter­stützen – von der Beschaffung über die Herstellung bis hin zur Lieferung an den Endkunden. Das Portfolio ist so konzipiert, dass es Firmen unterschiedlicher Größenordnung und aus unterschiedlichen Bereichen einen bedarfsgerechten Einstieg in die vernetzte Fertigung und Logistik ermöglicht: von Starter-Kits und Retrofit-Lösungen bis hin zum Gesamtpaket. Mit anderen Worten: Wir bieten damit kein plattformbasiertes IoT-Betriebssystem für Entwickler, sondern bereits zu Ende entwickelte Lösungen an, die auf offenen Standards aufbauen. 

Welche Einheit kümmert sich federführend darum? 

Das Portfolio läuft unter dem Dach der zu Beginn des Jahres gegründeten Einheit ‚Bosch Connected Industry‘, wo wir die Software-Aktivitäten rund um Fer­tigungs- und Logistikthemen bündeln. Das Team besteht aus rund 500 Mit­arbeitern, zu denen neben Software-­Spezialisten und Mathematikern unter anderem auch Maschinenbauer, Elek­trotechniker und Logistikexperten gehören. 

Wie stellen Sie Ihre Lösungen zur Verfügung?

Der Zugang zu unseren Lösungen lässt sich je nach Bedarf und IT-Umgebung des Anwenders individuell gestalten – ob über die Cloud, on-premise oder als ‚Software as a Service‘. In Sachen Cloud laufen die Lösungen sowohl auf unserer eigenen ‚Bosch IoT Cloud‘ als auch auf Clouds anderer Anbieter. 

Die Software kann paketweise heruntergeladen und ausprobiert werden. Dies kommt gerade Mittelständlern zugute, die nicht gleich mit einer großen Industrie-4.0-Lösung einsteigen möchten. Stattdessen können sie mit kleinen Bausteinen beginnen und das System bei Bedarf modular erweitern.

Dr. Stefan Aßmann Bildquelle: © Bosch

Dr. Stefan Aßmann: "Wo Anwendungen unter Einsatz von OPC UA kalkulatorisch an ihre Grenzen stoßen, bietet PPMP eine schlanke Alternative."

Nexeed setzt unter anderem auf den PPMP-Standard. Warum braucht es überhaupt einen neuen Standard? Worin unterscheidet er sich von anderen – etwa OPC UA?

Das Production Performance Management Protocol – kurz PPMP – ist ein ­offener Industriestandard zum Austausch von Daten in der vernetzten Industrie. Mit PPMP lassen sich Informationen ver­schiedener Quellen – vom Maschinenstatus bis zum Stromverbrauch – ge­koppelt an Kontext-Informationen wie Teile- oder Typennummer als Gesamtpaket an die übergeordnete Software übermitteln. 

Im Unterschied zu anderen gängigen Formaten, wie OPC UA, ist PPMP schlank gehalten und speziell für die einfache Kommunikation zwischen Endgeräten und IT-Lösungen ausgelegt. Dabei spezifiziert PPMP lediglich den Inhalt der Daten und kann über bereits etablierte, leichtgewichtige Kommunikationsstandards wie http/REST, AMQP oder MQTT übertragen werden. 

Verwendet die Maschine PPMP, gelangen fertigungsrelevante Informationen ohne kostenintensive Integrationsprojekte und ohne den Prozess auszubremsen an die übergeordnete Software. Genau deshalb eignet sich PPMP auch optimal für ältere Maschinen, die mit komplexeren Protokollen häufig überfordert sind. So lassen sich teure Modernisierungsmaßnahmen oder gar Neuanschaffungen vermeiden. 

Und wie steht es um OPC UA?

Wir unterstützen OPC UA und sehen PPMP nicht als Konkurrenz dazu. Wo sinnhaft und unter Beachtung der Kosten-Nutzen-Kalkulation hinsichtlich Hardware, Implementierung und Betrieb sollte OPC UA auch weiterhin bevorzugt eingesetzt werden. 

Was bedeutet ‚Open Source‘ im Fall von PPMP?

PPMP ist als Teil des Unide-Projekts über die Open-Source-Community Eclipse kostenlos verfügbar und kann von jedem genutzt und entsprechend den spezifischen Anforderungen weiterentwickelt werden. Bei Bedarf können Entwickler  eine neue Kom­ponente isoliert vom laufenden Betrieb testen, beispielsweise über eine zur Ver­fügung gestellte Handy-App von Unide. Teilweise sehr kostspielige und häufig nicht unmittelbar verfügbare Hardware, wie etwa eine große Werkzeugmaschine, muss so im Testbetrieb nicht bereitstehen.

Doch wie bei allen Open-Source-Initiativen gilt: Nur gemeinsam können wir das Protokoll so weiterentwickeln, dass es allen Beteiligten langfristig einen Mehrwert bietet. Je mehr Hard- und Software verschiedener Hersteller das Protokoll unterstützt, desto einfacher wird also die Implementierung neuer Komponenten in bestehende, bereits mit PPMP kommunizierende Anlagen und Prozesse. Unternehmen können so völlig unabhängig voneinander an Lösungen auf Sender- und Empfängerebene arbeiten.

Um die Zusammenarbeit von verschiedenen Komponenten und ihre Möglichkeiten zu testen, wurden interdisziplinäre und unternehmensübergreifende Projekte wie das Eclipse-Testbed und das PPMP-Testbed ins Leben gerufen. 

Inwiefern hat sich PPMP mittlerweile in der Praxis bewährt?

PPMP ermöglicht bereits bei diversen  Anwendungsfällen innerhalb der Bosch-Werke und auch bei anderen Unternehmen den einfachen Datenaustausch. Bei SEG Automotive im Werk Hildesheim zum Beispiel sorgt es für die reibungslose ­Kommunikation zwischen Produktionsstationen verschiedener Hersteller, diversen Prozessen innerhalb der Linien – beispielsweise Paktieren, Pressen, Feinschweißen und Wuchten – und der übergeordneten Software. Die übertragenen Maschinen- und Produktionsdaten stehen dem Nutzer dabei über den ‚Nexeed ­Production Performance Manager‘ zur Verfügung.