Industrie 4.0
01.11.2015

ZVEI: RAMI 4.0 – next steps und das IIRA des IIC im Vergleich

Im Frühjahr hatte der ZVEI das Referenzarchitekturmodell Industrie 4.0 (RAMI 4.0) und die Industrie-4.0-Komponente präsentiert. Nun informierte der Verband über den aktuellen Stand der Aktivitäten, im Speziellen diese beiden Modelle betreffend und im Allgemeinen innerhalb des ZVEI-Führungskreises Industrie 4.0. Außerdem zeigte er die Unterschiede zwischen RAMI 4.0 und dem IIC-Referenzarchitekturmodell IIRA auf.

Beispiel: Servohydraulische Achse im RAMI 4.0 (Quelle: ZVEI)

„Wir gehen davon aus, dass die Digitalisierung innerhalb der Industrie eines der Schlüsselthemen über die nächsten Jahren sein wird“, ist ZVEI-Geschäftsführer Frank Bechtloff überzeugt. Dem hält er eine Umfrage des VDMA entgegen, laut derer sich aktuell weniger als 30 % der CTO im Maschinenbau mit dem Thema befassen. „Wir müssen in den Abnehmerbranchen der deutschen Elektroindustrie – und ganz speziell auch im Mittelstand – ein noch größeres Interesse für das Thema Industrie 4.0 wecken“, ruft er auf. Ein Weg führt seiner Meinung nach über einen stärkeren Informationsfluss aus den Arbeitskreisen des ZVEI-Führungskreises Industrie 4.0 heraus.

Auf einem Presse-Round-Table im September informierten Experten deshalb über den Stand ihrer aktuellen Arbeiten. Ferner gaben sie – hinausgehend über die bisherigen theoretischen Betrachtungsweisen – weiterführende Informationen zu RAMI 4.0 und der I4.0-Komponente.

Servohydraulische Achse im RAMI 4.0 als Beispiel

Um RAMI 4.0 einen praktischen Bezug zu geben, zog Martin Hankel, Bosch Rexroth, ZVEI-Führungskreis Industrie 4.0, SG 2 „Referenzarchitektur, Standardisierung & Normung“ sowie SG 1 „Strategie & Framework“, in seinem Vortrag eine servohydraulische Achse als Beispiel heran, Bild 1. An dieser erläuterte er die vertikale Achse des RAMI 4.0, die sogenannte „Layers“-Achse, die aus sechs Schichten (Layers) besteht. Auf ihr wird die IT-Repräsentanz, das heißt das digitale Abbild von in diesem Fall der servohydraulischen Achse, strukturiert Schicht für Schicht beschrieben. Zu unterst wird hier das Asset, im Beispiel das System an sich, bestehend aus Zylinder, Block mit Pumpe, Servomotor, Ventilen usw., definiert.

„Hier werden auch Informationen hinterlegt, die elektrisch nicht in der digitalen Welt abgebildet werden, zum Beispiel solche zur Pumpe oder Ventilen“, erläuterte er. Das Verbindungsglied zur digitalen Welt stellt der Antriebsverstärker dar. Folglich ist er im Integration Layer angesiedelt. „Er ist mit einem Webserver ausgestattet und übernimmt die Umwandlung aller Sensorinformationen. Parallel führt er die Regelungen durch, zum Beispiel von Geschwindigkeit und Moment, und verfügt über zusätzlich ,ladbare‘ Funktionen, wie Condition Monitoring, Safety-Funktionen usw.“, so M. Hankel. Mit Blick auf die nächste Schicht, den Communication Layer, fügt er an: „Hier werden Daten zu Position und Energie weitergegeben. Dies geschieht über Ethernet und OPC UA. Auf dem Functional Layer ist die Lageregelung mit Positionsvergabe sowie dem Sammeln und Auswerten aller Energiedaten abgebildet.“ An dieser Stelle findet dann eine weitere Unterteilung statt: „Die Lageregelung erfolgt in einer Kopfsteuerung. Damit wird ein zweites RAMI mit einbezogen und diesbezüglich eine Verknüpfung mit dessen Functional Layer hergestellt.“ Und im Beispiel-RAMI 4.0 geht es mit dem Business Layer weiter, in dem das Energiemanagement als Geschäftsprozess abgebildet ist.

RAMI 4.0 versus IIRA

Aufgrund aktuell immer wieder aufkommender Diskussionen rund um RAMI 4.0 und das IIC-Referenzarchitekturmodell IIRA leistete M. Hankel auch dahingehend Aufklärungsarbeit: „Beim IIRA handelt es sich um ein eindimensionales Schichtenmodell, bei dem die Hierarchieebene sowie die Lebenszyklus- und Value-Stream-Ebene nach heutigem Stand nicht berücksichtigt sind.“ Dabei beschreibt er dessen Ansatz als stärker aus der IT-Architektur getrieben und das deutsche Modell als aus der Industrieautomatisierung geprägt. Die Unterschiede im Einzelnen werden in Bild 2 und der Tabelle verdeutlicht.

Unterschiede zwischen IIRA (links) und RAMI 4.0: Beispiel „Functional Viewpoint“ (Quelle: ZVEI)

Zusammenfassender Vergleich von RAMI 4.0 und IIRA (Quelle: ZVEI)

 

Aktuelle Tätigkeitsschwerpunkte

Nach diesem Exkurs lenkte Dr. Peter Adolphs, Mitglied des ZVEI-Führungskreises Industrie 4.0 und Sprecher der AG 1 „Plattform Industrie 4.0“, den Blick zurück auf die aktuellen Arbeiten innerhalb des ZVEI-Führungskreises. „Aktuell arbeiten wir an drei wesentlichen Themen, für die erste Ergebnisse bis Ende dieses bzw. Anfang nächsten Jahres vorliegen werden“, berichtete er. Als erstes nennt er die Strukturierung der Verwaltungsschale: „Eine I4.0-Komponente ist die Kombination aus einem Asset und einer IT-Repräsentanz aller Daten und Funktionen. Wichtig ist es nun, den Aufbau einer Verwaltungsschale zu standardisieren, um – und das ist das zweite wichtige Projekt, an dem wir arbeiten – eine reibungslose Kommunikation zwischen den Verwaltungsschalen oder von der Verwaltungsschale in die Cloud zu realisieren.“ In diesem Zusammenhang kann er sich gut eine engere Zusammenarbeit mit dem IIC vorstellen. „Wir gehen aber nicht davon aus, dass wir eine einzige einheitliche Beschreibungssprache für alle Möglich­keiten im Automatisierungsbereich erschaffen werden. Deshalb haben wir uns vorgenommen, zumindest eine grundlegende ,Grammatik‘ (Ontologie) zu entwickeln, die als Basis dient, um ,domänenspezifisch‘ – also auf bestimmte Anwendungsfälle hin – diese Basis auszuformulieren“, erklärte er. Hierbei setzen die Gremien auf verschiedenen bereits am Markt verfügbaren Standards auf. „Hier gilt es, zwischen den einzelnen Layern zu unterscheiden. Beim Data Layer sind „eCl@ss“ und Prolist zu nennen, beim Functional Layer sind es wiederum andere“, konkretisierte er. „Wenn wir in diesen beiden Punkten Ergebnisse vorweisen können, können wir im nächsten Schritt in die Implementierung gehen“, so Dr. P. Adolphs.

Als drittes wesentliches Thema führt er die Use Cases an. Dazu ein Rückblick: Im Frühjahr dieses Jahres hatte der ZVEI im Zusammenhang mit der Vorstellung der RAMI 4.0 und der I4.0-Komponente drei Use Cases für den Herbst angekündigt. Diese sollen gemeinsam mit den Fraunhofer IPA erarbeitet werden und die Branchen Automotive, Prozessindustrie und Maschinenbau ab­decken. Details wurden für den Herbst dieses Jahres angekündigt. Die Use Cases werden als weiterer wichtiger Schritt gesehen, um RAMI 4.0 und die Industrie-4.0-Komponente greifbarer zu machen und das Thema näher an den Maschinenbauer und Endkunden heranzuführen.

Internationale Zusammenarbeit

Der ZVEI verwies auch auf seine Offenheit, beim Thema Industrie 4.0 bzw. der Standardisierung mit anderen Ländern und dortigen Organisationen zusammenzuarbeiten. Dabei geht es ihm darum, die Kompetenzen zusammenzuführen, um gute Ergebnisse zu erreichen. Als die drei Schwerpunktländer wurden dabei China, Japan und die USA genannt. In diesem Zusammenhang ist es für die Beteiligten gut vorstellbar, dass RAMI 4.0 und die Industrie-4.0-Komponete auch in anderen Ländern als Modelle eingeführt werden. So seien diese auf die weltweiten Industrieanforderungen anwendbar.

www.zvei.org

www.plattform-i40.de

www.industrialinternetconsortium.org

 

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