BaSys 4.2 – das Basissystem für Industrie 4.0

Das vom BMBF geförderte Industrie 4.0 Projekt „BaSys 4.0 – Basissystem Industrie 4.0“ lief zum 30.06.2019 aus. Die Erfolgsstory geht weiter, denn mit BaSys 4.2 startete das BMBF-Projekt im Juli 2019 in eine weitere Phase: Unter der Leitung des Fraunhofer IESE werden 20 Partner aus Forschung und Industrie die nächsten drei Jahre das kontinuierliche Engineering von Fertigungsprozessen und Industrie 4.0 für die Prozessindustrie erforschen. Welche Ziele das Projektteam bisher schon erreicht hat und wo die Reise mit BaSys 4.2 noch hingehen soll, das erzählt Dr. Thomas Kuhn, Hauptabteilungsleiter am Fraunhofer IESE und BaSys Projektleiter, im Interview.

Herr Kuhn, mit welcher Zielsetzung sind Sie vor drei Jahren in das Projekt BaSys 4.0 gestartet und welche Ergebnisse konnten Sie am Ende der Projektlaufzeit vorweisen?

Ziel des BaSys 4.0 Teams war es, eine Industrie 4.0 Middleware zu entwickeln, die eine wandlungsfähige Produktion ermöglicht. Umgesetzt haben wir das Vorhaben mit unserer dienstbasierten Fertigungsarchitektur. Das heißt, wir haben den Fertigungsprozess nicht, wie heute oft üblich, verteilt auf speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) realisiert, sondern über Dienste, die von Orchestratoren basierend auf Produkt- und Prozessmodellen aufgerufen werden. Dabei kann man für jedes Produkt andere Rezepte definieren, die beschreiben, welche Dienste zur Fertigung notwendig sind. Das Ändern dieser Rezepte ist viel einfacher als die Neuprogrammierung von SPS. Informationen über Produkte und Geräte wie zum Beispiel die angebotenen Dienste und deren Kosten werden einheitlich in Verwaltungsschalen und deren Teilmodellen abgelegt. Diese können verteilt vorliegen und ermöglichen so den Zugriff auf verschiedenste Informationen über einheitliche Schnittstellen.

Kurz gesagt – was macht die Lösung in BaSys 4.0 so einzigartig?

Das Besondere an BaSys 4.0 ist, dass die IT mit den Geräten im Shopfloor kommuniziert, was bisher keine andere Industrie 4.0 Middleware erlaubt. Verwaltungsschalen realisieren definierte Schnittstellen zu Geräten und damit ist sogar eine Steuerung der Geräte möglich.

Wie geht es mit BaSys weiter?

Erfreulicherweise schließt sich an BaSys 4.0 direkt unser Folgeprojekt „BaSys 4.2“ an. Das BMBF fördert dieses auch die nächsten drei Jahre. Unser Ziel ist es, BaSys auf die Prozessindustrie auszuweiten. Außerdem wollen wir die kontinuierliche Wandelbarkeit von Produktionsprozessen weitertreiben und auch Werkzeuge zur einfacheren Konfiguration von BaSys bereitstellen. Interessierte laden wir herzlich ein, sich die Projektergebnisse und die Open-Source-Middleware auf https://www.eclipse.org/basyx/ herunterzuladen.

Welche konkreten Vorteile für die Industrie bietet die BaSys Middleware?

BaSys ist eine dienstbasierte Fertigungsarchitektur. Diese bietet für Nutzer ganz konkrete Vorteile. Diese lassen sich am besten anhand konkreter Anwendungsszenarien veranschaulichen:

Verwaltungsschalen ermöglichen einen durchgängigen Datenzugriff von der IT in den Shopfloor. Der Status von Geräten und Aufträgen steht jederzeit zur Verfügung. Prädiktive Wartung, Dashboards und Analysen können dank BaSys günstig realisiert werden. Mittels Sensordaten, zum Beispiel dem Energieverbrauch bei Fräsprozessen, lässt sich daher nicht nur die Qualität des Produkts vorhersagen, sondern auch ermitteln, wann eine Wartung fällig wird. Die dadurch mögliche Optimierung von Wartungsintervallen vermeidet Standzeiten und spart Kosten ein.

Dank des auf Verwaltungsschalen basierenden Objektmodells können BaSys-4.0-Nutzer Daten von Geräten in Echtzeit verarbeiten und Qualitätsdaten dem aktuellen Produkt zuordnen. Die Produktqualität kann daher in Echtzeit dokumentiert werden – dies wird von immer mehr Auftraggebern gefordert. Diese werden in der Verwaltungsschale des Produkts gespeichert und stehen jederzeit zur Verfügung. Durch die Anbindung an ERP-Systeme und leistungsstarke Datenbanken wie zum Beispiel SAP HANA können diese Daten jederzeit bereitgestellt und analysiert werden.

Die dienstbasierte Fertigungsarchitektur von BaSys 4.0 realisiert enorme Vorteile für produzierende Unternehmen. Werkstücke können auch in kleinen Stückzahlen effizient produziert werden; die Losgröße 1 wird Realität.