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Fraunhofer IESE/Bosch

Ein Meilenstein auf dem Weg der Umsetzung?

20. Juli 2021, 09:10 Uhr   |  Meinrad Happacher


Fortsetzung des Artikels von Teil 1 .

Wie gelingt die Losgröße-1-Fertigung?

Übersicht über die Komponenten der BaSys 4 Middleware.
© Fraunhofer IESE

Übersicht über die Komponenten der BaSys 4 Middleware.

Für den Sprach-Transfer aller Daten sieht BaSys 4 das Prinzip der Verwaltungsschalen vor. Hierbei handelt es sich um standardisierte Digitale Zwillinge, die entsprechend einer einheitlichen Struktur aufgebaut sind. Jede Verwaltungsschale enthält Teilmodelle, die sowohl den Zustand eines realen Assets virtuell abbilden als auch bei Bedarf Live-Daten über diese zur Verfügung stellen. Der Clou dabei: Die Verwaltungsschalen können nicht nur an andere Unternehmen weitergegeben werden; der Standard ist vor allem offen und jederzeit einsehbar. 

Plant ein Unternehmen nun, eine effiziente Losgröße-1-Fertigung zu realisieren, hält BaSys 4 das Konzept der Führungskomponenten bereit. Jedes Gerät erhält dadurch eine einheitliche Dienstschnittstelle – und zwar indem die Ausführung von Produktionsprozessen von Produktionsdiensten getrennt wird. Zudem wird jede Fähigkeit einer Maschine ausreichend exakt beschrieben, sodass eine Fertigungsanlage möglichst einfach und effizient auf die Herstellung einer Sonderanfertigung umgestellt werden kann. 

Damit die BaSys 4 Middleware möglichst vielen Unternehmen die digitale Umstellung erleichtern kann, steht die Referenzimplementierung Eclipse BaSyx den Firmen Open Source zur Verfügung – und das gänzlich ohne Lizenzkosten. Software-Entwickler können den zur Verfügung gestellten Code in Form einbindbarer Bibliotheken direkt anwenden und sparen so wertvolle Zeit, die sie ansonsten selbst zur Code-Entwicklung und zum Beispiel zur Umsetzung des Verwaltungsschalenstandards und dessen Schnittstellen benötigen würden. Selbst Anwendern ohne Programmierkenntnisse ist es mittels der Off-the-Shelf-Komponenten somit möglich, direkt durchzustarten. Ebenso verringert es durch die vielen Beispiele die Einarbeitungszeit in die Thematik der Verwaltungsschale immens.

Was ändert sich mit dem 1.0 Release?

Frank Schnicke ist Expert ‚Industrie 4.0 System Architectures‘
© Fraunhofer IESE

Frank Schnicke ist Expert ‚Industrie 4.0 System Architectures‘ am Fraunhofer-Institut für Experimentelles Software Engineering IESE in Kaiserslautern. Außerdem koor-diniert er die Implementierung von Eclipse BaSyx am IESE.

Beim 1.0 Release handelt es sich um ein Versprechen: Die Middleware macht es ab sofort möglich, die im Rahmen der vom Bundeswirtschaftsministerium 2013 gegründeten ‚Plattform Industrie 4.0‘ entwickelten Standards und Konzepte flächendeckend und standardkonform umzusetzen.

Als ein Teil der Plattform hat sich hierbei die Arbeitsgruppe ‚Referenzarchitekturen, Standards und Normung‘ in den vergangenen Jahren eingehend mit der Entwicklung offener und einheitlicher Standards für die Industrie 4.0 beschäftigt. Diese sollen sowohl einen fairen Wettbewerb sichern als auch die Investitionsrisiken für Unternehmen senken. Die Standards schließen sämtliche Bereiche einer vernetzten Produktion mit ein: Hardware und Software, Anwender- und Anbieterbranchen sowie Produktdesign bis Produktrecycling. 
Dank des 1.0 Release sind ab sofort nun auch sämtliche Schnittstellen der Eclipse BaSyx Middleware stabil und die Kompatibilität zu zukünftigen Updates gegeben. Dadurch haben die Unternehmen die Garantie, auch zukünftige Features und Updates ohne Änderungen an bestehendem Code integrieren zu können. 

Wo kommt die Middleware zum Einsatz?

Constantin Ziesche
© Bosch

Constantin Ziesche ist Projektleiter für Produktentwicklung bei der Robert Bosch GmbH und Hauptentwickler des .NET Stacks der Middleware Eclipse BaSyx.

Eine Veranschaulichung, welche Vorteile der Einsatz der Middleware in der praktischen Anwendung bietet, liefert die Robert Bosch GmbH. Das Unternehmen war von Beginn an an der Entwicklung der Middleware beteiligt. Aktuell wird der 1.0 Release nun an vielen Stellen in der Produktentwicklung erprobt: von der Geräte- und Anlagenautomation über Plattform-applikationen bis hin zur Anwendung von Cloud-Szenarien. 

Ein konkreteres Beispiel liefert etwa der Nexo-Funk-Akkuschrauber aus der industriellen Schraubtechnik von Bosch. Bereits die nächste Generation des Schraubers wird über eine Verwaltungsschale verfügen, die mittels BaSyx entstand. Das heißt: Durch die Modularität und die vielfältigen Deployment-Möglichkeiten der BaSyx Building Blocks kann eine Verwaltungsschale sogar auf einer (Kleinst-)Steuerung bereitgestellt werden, die direkt in der Schrauber-Hardware integriert ist.
Für die Zukunft erhofft sich Bosch eine breite Anwendung der BaSyx Middleware in unterschiedlichsten Szenarien. Gerade beim Thema Vernetzung der Produktion sieht das Unternehmen großes Potenzial für die Anwendung der Middleware. 

So etwa im Customer Experience Center am neuen Standort Ulm, wo die Middleware eingesetzt wird. Sämtliche Geräte, Maschinen und Anlagen verfügen dabei über eine Verwaltungsschale, die mittels BaSyx erstellt wurde. Diese integrieren sich in einer zentralen Registry und ermöglichen dabei eine Vielzahl unterschiedlicher Anwendungsfälle, die als Applikationen darauf aufsetzen. Eine Anwendung ist die Ablaufsteuerung der Anlage mittels eines Business Process Modells (BPMN) und einer Workflow Execution Engine. Dieses System an Modellen und Applikationen für die Ablaufsteuerung bezeichnet Bosch als Orchestrierungslösung.hap

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