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1 Open Core Engineering Title of presentation Open Core Engineering Neue Möglichkeiten für Maschinensoftware 1 Norbert Sasse Bosch Rexroth AG

2 Steigende Bedeutung von Software in Maschinen Flexibilität Produktivität Sicherheit Intelligenz 2

3 Herausforderungen und Lösungsansätze im Engineering Software-Qualität Projekt-Modularisierung Versionskontrollsysteme Produktinnovation Flexibilität in der Anwendung Neue Technologien und Standards Mechatronische Lösungen Multitechnologische Software-Baukästen Simulation von Maschinenabläufen Maschinenbedienung Web-Technologien und UX-Design Smart Devices Quelle: Marktstudie Engineeringprozess Mechanik Elektrik Software, Rothhöft,

4 Geänderte Kompetenzen im Maschinenbau Industrie 1.0 Industrie 2.0 Industrie 3.0 Industrie DC-IA/SPF3 NS Open Core Engineering Bosch Rexroth AG All rights reserved, also regarding any disposal, exploitation, reproduction,

5 Verbindung von User Experience und mobiler Vernetzung 09. Januar 2007 Vorstellung des iphone 1 Macworld Conference & Expo 5

6 Mobile Anwendungen treiben die Datenkommunikation 45,0% Anteil mobiler Endgeräte am weltweiten Webtraffic 40,0% 35,0% 30,0% 25,0% 20,0% 15,0% 10,0% 5,0% 0,0% 38,32% 37,56% 27,02% 23,14% 20,32% 18,7% 15,15% Quellen: Google, 2014 STATISTA,

7 Industrie 4.0: Austausch von Informationen als Basis Produktion als kooperierendes, dezentrales Netzwerk von Fertigungseinrichtungen unterschiedlicher Hersteller Herstellerübergreifende Einigung auf standardisierte Schnittstellen und Syntax/Semantik zum Datenaustausch Wertschöpfende Dienste und neue Lösungen in der Fertigung aus der produktionsweiten Verfügbarkeit von Informationen Quelle: acatech, ZVEI, 2013, Bild: Bosch 7

8 Open Core Engineering Die Brücke zu Industrie 4.0 Verbindung von hoher Engineering-Effizienz in der SPS-Automation mit der Welt der IT-basierten Automatisierung Integration neuester Software- Technologien und Lösungen in Maschinen als Basis für erhöhte Intelligenz in der Produktion Automationsbaukasten aus intelligenten Komponenten, Subsystemen und Systemen IndraMotion MLC IndraLogic XLC IndraMotion MTX NYCe IndraDrive IndraMotion MLD SYTRONIX 8

9 Software Tools für effiziente SPS-Automatisierung IndraWorks Project Management Configuration Motion Toolboxes Programming Robotics Safety Debugging Diagnoses Commissioning HMI Projecting Simulation 9

10 Function Toolkits für gesteigerte Produktivität 10

11 Function Toolkits Beispiel Energiemanagement Toolbox zur Überwachung und Reduzierung des Energieverbrauchs Bausteine zur Energieüberwachung Bereitstellung von Informationen über Verbrauch und Leistungsspitzen Bausteine zur Energiesteuerung Energiereduzierung über Abschalten nicht benötigter Verbraucher Visualisierungsbausteine zur Einbindung in die HMI-Lösung Sercos Energy Profile als Regelwerk zur Implementierung 11

12 Function Toolkits Beispiel WebConnector Web-basierte HMI & Smart Apps Geräteunabhängige Erstellung von standardisierter Lösungen mit HTML5 WebConnector Kommunikations-Middleware als Dolmetscher zwischen Web- /.NETbasierten Anwendungen und Steuerungen Steuerungen Performante und offene HMI- Schnittstelle über integrierten Webserver, OPC UA Server und WebSocket-Kommunikationsprotokoll 1) MQTT = Message Queue Telemetry Transport, openm2m protocol, see 12

13 Offene Standards für offene Automationslösungen

14 Offener Standard für Industrie 4.0: OPC UA Standardisiertes M2M-Kommunikationsprotokoll mit Migration von OPC Classic Umfangreiches Informationsmodell zur Definition komplexer Informationen Plattformunabhängig von Embedded- Steuerungen bis Cloud-basierten Infrastrukturen Security integriert Verschlüsselung, Authentifizierung und Prüfung Erweiterbar Integration neuer Features ohne Änderung bestehender Anwendungen 14

15 OPC UA-Informationsmodell in der Steuerung Umfangreichste Implementierung Services des OPC UA-Informationsmodells über OPC UA-Server in den Steuerungen Zugriff auf sämtliche Engineering- Objekte der Steuerung wie SPS, Motion Control und Feldgeräte über standardisiertes OPC UA-Protokoll Neue und zukunftsfähige webbasierte HMI-Lösungen in Verbindung mit WebConnector und Open Core Interface IndraControl XM 15

16 Open Core Interface Sprachen als Tor zur Industrie 4.0 Brückenschlag zwischen SPS- und IT-basierter Automation Direkter Funktionszugriff auf die Steuerungsfunktionen über unterschiedliche Hochsprachen Open Core Interface Realisierung individueller Lösungen und innovativer Maschinenkonzepte 16

17 Open Core Interface Anwendungsbereiche Planung Konstruktion Montage Inbetriebnahme Produktion Service Rapid Control Prototyping / Modellbasiertes Engineering Individuelle Steuerungsfuntionen PC basierte IT-Automation Smart Devices Beispiele Virtuelle Inbetriebnahme Messen und Prüfen Big Data Regelalgorithmen Protokolle Auswertungen M2M Datenbanken Big Data Bedienung Inbetriebnahme Service & Diagnose 17

18 Smart Devices Open Core Interface Entwicklung von Smart Apps Anwendung Native Apps Web Apps Erstellung nativer Apps mit direktem Zugriff auf Steuerungsfunktionen Entwicklungs -plattform Android Studio Xcode Erstellung Web Apps auf Basis HTML5 und WebSockets-Kommunikation Sprache Betriebssystem Java Objective-C WebConnector ist Kommunikationsserver und client mit Webseiten Steuerung Open Core Interface Web Connector Open Core Interface Offene Kommunikation zu Steuerungen via OPC-UA Software Development Kit / Schnittstelle DC-IA Open Core Engineering Bosch Rexroth AG All rights reserved, also regarding any disposal, exploitation, reproduction, editing, distribution, as well as in the event of applications for industrial property rights.

19 Smart Devices Leitfäden zu Apps für Anwender im Maschinenbau App-Entwicklung für die Industrie Ergebnis aus VDMA Arbeitskreis Smart Devices unter Beteiligung Bosch Rexroth Grundlagen und Entscheidungshilfen für App-Strategie : u.a. Mobilitätsanalyse, Anwendungen, Technologien, Deployment) Apps & Mobile Services Tipps für Unternehmen Ergebnis einer Projektgruppe des BITKOM-Arbeitskreis Apps & Mobile Services Informationen zu Technologien und Deployment von Apps in Unternehmen 19

20 IT-Automation PC-basierte IT-Automation Funktionale Anbindung PC-basierter Anwendungen über Hochsprachen, z.b. Funktionen, Programm-Module und Erweiterungen Softwareanwendungen mit COM 1) - basierten Schnittstellen Office-Tools, MES-Lösungen, Produktionsrechner Big Data-Anwendungen Vereinfachte M2M-Kommunikation, z.b. zum vereinfachten Tracken von Status, Diagnose- oder Prozessdaten 1) COM: Component Object Model. Von Microsoft entwickelte objektorientierte Kommunikationsschnittstelle zum Vernetzen von Prozessen und Programmen. 20

21 Rapid Control Prototyping / Modellbasiertes Engineering Gesteigerte Effizienz und Durchgängigkeit im Engineering-Workflow Implementierung komplexer Steuerungs-Algorithmen Rapid Control Prototyping Iterative Entwicklung und Optimierung von Maschinenprozessen Beschleunigte Adaptation von Programmen durch Simulationsmodelle Virtuelle Maschinen-Inbetriebnahme 21

22 Individuelle Steuerungsfunktionen Individuelle Steuerungsfunktionen OEM-spezifische Funktionen und Anwendungen über Hochsprachen direkt auf der Steuerung SPS- und Hochsprachen-Applikation in Koexistenz mit identischem Funktionsvorrat C/C++-basierte Anwendungen lauffähig im Echtzeit-Kontext der Steuerung Einfache Wiederverwendung von bereits bestehendem Programmcode 22

23 Die Sprachen für M2M und Internet der Dinge Individuelle Steuerungsfunktionen Sprache der Enterprise-Anwendungen Bindeglied zu Embedded- und IoT- Plattformen Nachladbare Dienste-Pakete über Apache felix Leistungsstarke skriptbasierte Hochsprache Plattformunabhängige Programmierung Nachfolger der Robot Control Language zur sequentiellen Programmierung Meist verwendete Programmiersprache der IT OEM-spezifische Funktionen auf Basis VxWorks Engineering mit Wind River Workbench OEM 23

24 Open Core Interface Sprachenvielfalt für neue Lösungen (Echtzeitfähige) Anwendungen direkt auf der Steuerung oder individuelle Anwendungen auf externen Geräten unabhängig vom Maschinenprogramm Steuerung Externe Geräte Java Applikation Lua Applikation C/C++ Applikation SPS Applikation Motion-Logic Firmware Modelica Simulink MATLAB LabVIEW IT-Automation Smart Apps Real-Time Operating System Native Operating System 24

25 Die Brücke zu Industrie 4.0 Industrie 4.0 Open Core Engineering Hohe Engineering-Effizienz in der SPS- Automation mit technologieorientierten Toolbox-Bausteinen Vernetzte Steuerungslösungen mit dezentraler Geräteintelligenz aus einem umfangreichen Automationsbaukasten Enge Verzahnung von SPS- und IT- Automation über Hochsprachen Standardisierte Ethernet-basierte Kommunikation zum offenen Datenaustausch 25

26 Schönen Dank für Ihre Aufmerksamkeit 26