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Nachgehakt bei Dr. Thomas Kuhn

Ein Betriebssystem für Industrie 4.0

01. August 2016, 12:39 Uhr   |  Meinrad Happacher

Ein Betriebssystem für Industrie 4.0
© Fraunhofer IESE

Dr. Thomas Kuhn, Abteilungsleiter Embedded Software Engineering am Fraunhofer IESE: "Ziel ist eine Open-Source-Plattform"

Am 1. Juli fiel der Startschuss des mit 12. Mio. Euro geförderten BMBF-Projektes 'Basissystem Industrie 4.0'. Was es mit dem geplanten 'Betriebssystem' für Produktionsanlagen auf sich hat erläutert Projektleiter Dr. Thomas Kuhn.

Herr Dr. Kuhn, ein Betriebssystem für Produktionsanlagen. Gibt es was Vergleichbares aus anderen Branchen?
Auch im Bereich der eingebetteten Systeme werden Plattformen, die von Hardware-Schnittstellen abstrahieren und damit hardwareunabhängige Software ermöglichen, immer populärer. Ein prominenter Vorreiter hierfür ist die Autosar-Plattform für Software im Automobilbereich. Diese trennt Software in eine Basissoftware, die grundlegende Funktionen wie zum Beispiel die Kommunikation realisiert, und Applikationssoftware, die spezifische Anwendungen wie zum Beispiel Assistenzsysteme umsetzt.

Wie muss man sich Ihr ‚Betriebssystem‘ vorstellen?
BaSys 4.0 wird ein modulares System realisieren. Einige der Module werden Dienste realisieren, die auch andere Betriebssysteme anbieten. Dazu gehören Kommunikationsschnittstellen, der Zugriff auf Geräte und Dienste sowie Funktionen zur Task- und Speicherverwaltung. Darüber hinaus wird es spezifischere Dienste geben, die im Bereich eingebetteter Systeme noch nicht Standard sind. Hierzu zählt zum Beispiel das Nachladen einer hardwareunabhängig entwickelten Applikation in eine Produktionsanlage oder die Unterstützung für digitale Zwillinge. Diese repräsentieren alle für die Produktionsanlage relevanten Daten und Dienste in einem einheitlichen und herstellerunabhängigen Format. Sie sind damit eine zentrale Technologie, um übergreifende Steuerungen zu realisieren.

Das modulare Konzept von BaSys 4.0 wird es Drittherstellern erlauben, bestehende Module gegen neue Implementierungen aus­zutauschen oder neue Module in das System zu integrieren, die vollständig neue Funktionen realisieren. Zum Beispiel wird man auf diese Weise neue Netzwerk-Technologien und Gerätetypen in das System integrieren können.

Das Projekt ist auf drei Jahre angesetzt. Welche Schritte sieht Ihre Roadmap vor?
Das Projekt ist in sechs Iterationen unterteilt, am Ende jeder Iteration steht ein demonstrierbarer Prototyp. In der ersten Itera-tion erfolgt die Entwicklung der modularen Gesamt-Architektur und die Fest-legung der Schnittstellen für die zentralen Module. In den weiteren Iterationen werden Referenzimplementierungen für ausgewählte Module realisiert und getestet. Diese Referenzimplementierungen ergeben im Verlauf des Projekts eine Referenzplattform, die die zentralen Eigenschaften von BaSys 4.0 umsetzt. Diese ­Referenzplattform wird unter einer Open-Source-Lizenz zur ­Verfügung gestellt werden. Ebenfalls denken wir darüber nach, für zentrale Module Akzeptanz-Tests zu entwickeln. So können auch unabhängige Entwickler schnell überprüfen, ob ihr Modul ­konform zur BaSys-Spezifikation ist.

Gibt es denn Basisarbeiten, auf die Sie zurückgreifen können?
Es gibt zahlreiche Technologien, die bereits verfügbar sind – es ist daher nicht notwendig, das Rad in allen Bereichen neu zu erfinden. Besonders zu nennen ist hier zum Beispiel das Projekt S3P – Smart, Safe & Secure Platform. Es handelt sich um ein französisches Konsortial-Projekt, das eine Plattform für die Entwicklung sowie Anwendung von Software für das Internet of Things realisiert. Da das Internet of Things eine Basistechnologie für ­Industrie 4.0 ist, schauen wir sehr genau auf deren Ergebnisse. Der Industrial Data Space ist ein weiteres vom BMBF gefördertes Projekt der Fraunhofer Gesellschaft. Der Fokus liegt hier darauf, dass auch im Kontext von Industrie 4.0 die Besitzer von Daten ­immer die Souveränität über diese Daten behalten. Realisiert wird dies zum Beispiel mit Konzepten zur Datenintegration und dem sicheren Datenaustausch.

Ihr Projekt ist beim BMBF aufgehängt; die Plattform Industrie 4.0 läuft beim BMWi. Werden denn Ihre Ergebnisse bei der Plattform Einzug finden – oder ist Ihr Projekt eher eine Konkurrenz-Veranstaltung?
Industrie 4.0 kann nur mit offenen Systemen und offenen Standards funktionieren. Wir werden eng mit der Plattform Industrie 4.0 zusammenarbeiten, um dies zu gewährleisten. Dass unsere Aktivitäten in unterschiedlichen Ministerien aufgehängt sind, wird nach unserer Erfahrung kein Problem sein, der fachliche Austausch wird dadurch nicht gestört.

Als Ergebnis des Projektes peilen wir eine Referenzplattform an, die Module, offene Schnittstellen und eine frei verfügbare Referenzimplementierung beinhaltet.

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