Die Evolution der Automatisierungspyramide!

Die Evolution der Automatisierungspyramide!

von 19. März 2018

Ein Artikel von Kepware zur Timeline des IIoT hat mich dazu inspiriert, die lange Entwicklungsgeschichte der Automatisierung näher zu beleuchten. Und die Frage aufgeworfen, wie die Zukunft der Automatisierungspyramide aussehen könnte. In der Automatisierungsbranche sind zahlreiche allgemeine Neuerungen und Ziele im Gespräch wie z.B. die intelligente Fertigung, die intelligente Fabrik, die komplette Digitalisierung, das IIoT und Industrie 4.0. Hierbei handelt es sich aber lediglich um interessante Schlagwörter, denn es mangelt an eindeutigen Definitionen und konkreten Ansätzen. Insbesondere für die Prozessindustrie.

Anders gesagt, was bedeutet ‚intelligente Fertigung‘ eigentlich für die chemische Produktion? Sollen sämtliche Transmitter ausgetauscht werden, um die Digitalisierung und das IIoT zu verwirklichen? In diesem Zusammenhang gibt es viele Fragen, die von der NAMUR und durch die Konzepte NAMUR Open Architecture (NOA) und Open Process Automation (OPA) von The Open Group beantwortet werden. Betrachten wir diese nun im Einzelnen.

Ein kleiner Ausflug in die „Geschichte“! NOA(h)

Die Abkürzung NOA steht für NAMUR Open Architecture, und ausgesprochen erinnert mich dieses Akronym NOA an die biblische Geschichte von NOAH und seiner Arche. Die Arche Noah ist bekanntlich das Schiff, das Noah baute, um seine Familie und jeweils ein Paar von jeder Tiergattung vor der Sintflut und dem Aussterben zu retten.

Die Situation der heutigen Automatisierungspyramide ist vergleichbar, und die Ähnlichkeiten sind frappierend. Die heutige Automatisierungsstruktur ist weithin anerkannt und basiert auf ausgereiften Systemen mit langen Lebenszyklen. Dennoch ist es einfach zu kompliziert, neue Technologien in dieser Architektur umzusetzen. Auch wenn sie nach der Implementierung nur selten oder gar nicht genutzt wird. Nun möchte der Endnutzer nicht auf die gewohnten Vorteile dieser Architektur verzichten, aber gleichzeitig bei Neuerungen immer auf dem neuesten Stand sein. Folglich müssen die Systeme entsprechend weiterentwickelt werden.

Hier finden Sie einen weiteren interessanten Post zu offener Kommunikation von Tim-Peter Henrichs.

Die natürliche Selektion

Ein Grundprinzip der Evolution ist die natürliche Auslese (Selektion), nach dem Veränderungen an den Erbanlagen zum Überleben einer Gattung unabdingbar sind. Dies lässt sich gut übertragen auf die heutige Automatisierungsinfrastruktur. Die Fortschritte im Bereich der Informationstechnologien bergen ernsthafte Risiken und gefährden einige der Hauptvorteile wie z.B. Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit. Diese waren allerdings das Fundament aufgrund derer die Automatisierungspyramide errichtet wurde. Vor allem wegen der immensen Investitionen, die der Endnutzer bereits für seine Infrastruktur hat tätigen müssen. Hier kommt uns „die Arche“ zur Hilfe. In diesem Falle NOA und OPA, welche die Systeme und Technologien bestimmen, die selektiert werden oder in der Flut der heutigen technologischen und wirtschaftlichen Herausforderungen überlebensfähig sind. Welche Elemente könnten beim bestehenden System weiterentwickelt werden?

• intelligente Sensoren im Feld
• eine offene Schnittstelle von der Kernstruktur zu anderen Anwendungen
• ein sicherer und streng geregelter Kommunikationsweg von anderen Anwendungen

Schauen Sie das NOA-Video!

Die TU Dresden hat einen Prototypen erstellt, um die Fähigkeiten von NOA aufzuzeigen. Hierfür wurden Felddaten wie die Hubzahl eines Regelventils von Sensoren mit Hilfe von HART erfasst und unter Verwendung des Standards OPC in der Cloud gespeichert. Diese Daten wurden dann von einer Anwendung genutzt, um die Effizienz des Steuerungsverhaltens im Prozessleitsystem (PLS) zu analysieren. Anschließend wurde ein wirksamer Integralwert (I) vorgeschlagen und über ein sicheres sogenanntes Verification of Request (VoR)-Modul an das PLS gesendet. Schließlich hat dann ein Bediener darüber entschieden, ob der vorgeschlagene Wert verwendet werden soll oder nicht.

Verification of request

Beispiel für den Umgang mit einem verifizierten NOA-Request in einer bestehenden Prozessgrafik

Alle Mann an Bord und Schiff ahoi!

Wie bereits oben erwähnt, sind dies die Probleme der Endnutzer und ihre Reaktionen auf die Situation. Die Situation resultiert wohl aus wirtschaftlichen, politischen und technologischen Hindernissen, sowohl beim Anbieter, als auch beim Endnutzer. Um die nächste Stufe der Evolution zu erreichen, ist Yokogawa als Systemanbieter verpflichtet, neue Lösungen zu entwickeln. Diese müssen nicht nur die Anforderungen erfüllen, sondern auch einen spürbaren Mehrwert beim Kunden schaffen. Es ist immer eine schöne Sache, neue Ideen und Prototypen zu entwickeln. Aber diese sollten auch mit Hilfe von handelsüblichen Systemen umsetzbar sein. Mit diesem Ziel vor Augen, unterstützen wir speziell auf die Prozessindustrie ausgerichtete Marktinitiativen und entwickeln IIoT-Lösungen wie z.B. Sushi-Sensoren und viele andere Innovationen.

An optimistic timeline for Process Automation evolution

Optimistische Timeline für die Evolution der Prozessautomatisierung

Geometrie der neuen Automatisierungspyramide!

Es gibt viele Forschungsprojekte dazu, wie die Arche Noah wohl ausgesehen haben mag und dementsprechend viele Abbildungen hiervon. Ebenso können wir uns nur eine ungefähre Vorstellung davon machen, wie die neue Struktur der Automatisierungspyramide aussehen wird. Teilen Sie uns Ihre Gedanken mit! Yokogawa hat sich im Laufe des vergangenen Jahrhunderts kontinuierlich weiterentwickelt, und wir sind fest entschlossen, dank unserem neuen Geschäftskonzept Synaptic Business Automation, unserer eigenen Automatisierungsstruktur, auch das nächste Jahrhundert zu meistern.

Halten Sie die Timeline für realistisch oder sind Sie anderer Meinung? Lassen Sie es uns wissen. Hinterlassen Sie einen Kommentar. Lassen Sie uns über die Evolution der Automatisierung diskutieren!

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