Der Unified Namespace (UNS) entwickelt sich zunehmend zur zentralen Schnittstelle zwischen IT und OT in der Fertigungsindustrie. Dabei ist eine durchgängige Maschinenintegration im Unified Namespace (UNS) essenziell, um eine effiziente und skalierbare Dateninfrastruktur zu schaffen. Doch bislang erfolgt die Anbindung von Maschinen und Systemen häufig manuell, was mit hohem Zeitaufwand und hoher Komplexität verbunden ist. Besonders problematisch sind fehlende Standards sowie proprietäre Schnittstellen unterschiedlicher Maschinenhersteller, die eine nahtlose Integration erschweren. Dadurch entstehen Insellösungen, die den Datenaustausch zwischen Maschinen und IT-Systemen verlangsamen und die Skalierbarkeit von Industrie 4.0-Anwendungen behindern.
In dieser Case Study zeigen wir, wie machinetalk und i-flow die Maschinenintegration in den UNS vollständig automatisieren. Durch die Kombination beider Technologien entsteht eine effiziente, flexible und zukunftssichere Lösung, die die Maschinenanbindung erheblich vereinfacht und eine durchgängige, standardisierte Datenkommunikation ermöglicht.
Was ist der Unified Namespace (UNS)?
Der Unified Namespace (UNS) ist eine zentrale Echtzeit-Datenplattform, die als Single Source of Truth für Produktions- und IT-Systeme dient. Er ermöglicht eine effiziente, skalierbare und herstellerunabhängige Integration, indem er OT-, IT- und Cloud-Systeme über ein einheitliches, eventbasiertes Datenmodell miteinander verbindet. Dadurch werden Datensilos aufgelöst, und die Fabrikvernetzung wird erheblich vereinfacht und beschleunigt. Mit den drei Schlüsselkomponenten Edge, Broker und Hub bietet i-flow eine leistungsstarke Lösung für den Aufbau eines Unified Namespace (UNS). Detaillierte Informationen zum UNS und seinen Vorteilen finden Sie hier.
Herausforderung bei der Maschinenintegration im Unified Namespace (UNS)
Die Integration von Maschinendaten in den Unified Namespace (UNS) ist entscheidend für eine durchgängige und skalierbare Vernetzung in der Fertigungsindustrie. In der Praxis gestaltet sich dieser Prozess jedoch oft als herausfordernd. Die zentralen Hindernisse sind:
- Proprietäre Schnittstellen: Viele Maschinen – sowohl bestehende als auch neue – werden mit herstellerspezifischen Steuerungsschnittstellen betrieben, die eine einheitliche Datenintegration erschweren. Während OPC UA häufig als universelle Lösung gesehen wird, reicht eine im Lastenheft spezifizierte OPC-UA-Schnittstelle in der Praxis oft nicht aus, um eine nahtlose Integration in einen auf MQTT basierenden UNS zu gewährleisten. Mehr dazu erfahren Sie hier.
- Mangelnde Standardisierung: Einheitliche Standards für die Repräsentation von Maschinendaten fehlen oder sind zu komplex für eine praxistaugliche Implementierung. In vielen Fällen werden Standards von Herstellern definiert, während die tatsächlichen Datennutzer kaum involviert sind. Dies führt dazu, dass viele der existierenden Standards schwer verständlich, nicht praktikabel oder nicht flächendeckend etabliert sind.
- Hoher manueller Aufwand: Da einheitliche Lösungen fehlen, bleibt Maschinenbetreibern häufig nur die manuelle Interpretation und Bereitstellung von SPS-Bausteinen, entweder mit eigenen Ressourcen, durch externe Dienstleister oder in Zusammenarbeit mit dem Maschinenhersteller. Das Mapping dieser Daten in die Zieldatenstruktur des UNS ist aufwendig, teuer und fehleranfällig, wodurch die weitere Vernetzung und Nutzung der Daten erheblich erschwert wird.
Automatisierte Integration mit machinetalk und i-flow
machinetalk und i-flow bieten eine automatisierte und skalierbare Lösung zur nahtlosen Maschinenintegration im Unified Namespace (UNS). Die bisher manuelle und zeitaufwendige Einbindung von Maschinen wird durch eine intelligente Kombination aus automatischem Datenmapping, -aufbereitung und standardisierter Bereitstellung ersetzt.
Dies erfolgt in drei zentralen Schritten:
- Automatische Erstellung von Schnittstellenbeschreibungen mit machinetalk
machinetalk analysiert den Steuerungs-Quellcode, bestehende Dokumentationen sowie die Zielspezifikation und erstellt daraus automatisiert eine strukturierte Schnittstellenbeschreibung für das Mapping von Maschinendaten. Diese wird den Experten grafisch aufbereitet und bleibt vollständig editierbar. Nach der finalen Abstimmung dient sie als Grundlage für die Konfiguration des i-flow UNS. - Nahtlose Integration in den UNS mit i-flow
Sobald die Schnittstellenbeschreibung vorliegt, erfolgt die Integration in den UNS über den i-flow Hub. Dieser sorgt für die Instanziierung in einer i-flow Edge, die folgende Aufgaben übernimmt:- Auslesen der OT-Daten über die von machinetalk ermittelten Steuerungsadressen (z. B. aus einer OPC-UA-Struktur).
- Transformation der Daten in das gewünschte Zielformat.
- Bereitstellung der Daten per MQTT im UNS für eine standardisierte, systemübergreifende Nutzung.
- Skalierbare Datenverteilung und bidirektionale Kommunikation
Der i-flow Broker verteilt die verarbeiteten Daten an alle angebundenen Produktions- und IT-Systeme, wie MES, ERP oder Cloud-Anwendungen. Dabei ist auch eine bidirektionale Kommunikation möglich, sodass IT-Systeme über die definierten Schnittstellen Daten zurück in die Maschinensteuerung schreiben können.
Durch diese automatisierte Integration bleibt die Schnittstellenbeschreibung jederzeit dynamisch anpassbar und kann über machinetalk bei Bedarf erweitert oder modifiziert werden.
Vorteile der Kombination von machinetalk und i-flow
Die Automatisierung der Maschinenintegration in den Unified Namespace (UNS) mit machinetalk und i-flow hat wesentlich Vorteile, unter anderem:
- Reduzierter Integrationsaufwand und geringere Fehlerquote: Die automatisierte Maschinenintegration senkt den Zeit- und Kostenaufwand für die Anbindung neuer Maschinen oder Anpassungen bestehender Systeme um durchschnittlich 84 %. Gleichzeitig reduziert sich die Fehlerquote um 93 %, da manuelle Mapping-Prozesse entfallen.
- Flexibilität für neue Anforderungen: Änderungen an den benötigten Datenstrukturen lassen sich direkt im Zieldatenmodell des UNS vornehmen. Neue Datenpunkte oder zusätzliche Maschineninformationen können einfach in der Steuerung nachgeladen und automatisch in den UNS integriert werden – ohne aufwendige manuelle Konfiguration.
- Zukunftssichere und skalierbare Lösung: Die Kombination aus machinetalk und i-flow ermöglicht eine nachhaltige Erweiterbarkeit des UNS. Neue Maschinen und zusätzliche Use-Cases lassen sich ohne hohen Integrationsaufwand einbinden.
Fazit
Die Integration von Maschinen in den Unified Namespace (UNS) ist eine zentrale Voraussetzung für eine vernetzte, datengetriebene Produktion. Bislang war dieser Prozess mit hohem manuellem Aufwand, komplexen Schnittstellen und fehlenden Standards verbunden. Dies schränkte die Skalierbarkeit und Effizienz von Industrie 4.0-Lösungen erheblich ein. Durch die Kombination von machinetalk und i-flow wird die Maschinenintegration in den UNS erstmals vollständig automatisiert. Die intelligente Analyse und automatische Erstellung von Schnittstellenbeschreibungen reduziert den Aufwand für die Anbindung neuer Maschinen oder Anpassungen bestehender Systeme drastisch. Gleichzeitig ermöglicht die standardisierte Bereitstellung über den i-flow UNS eine durchgängige, herstellerunabhängige Datenkommunikation.
machinetalk ist ein Tochterunternehmen der IoT Werk GmbH. Die Gründer – Rainer und Peter – bringen jahrzehntelange Erfahrung mit Data Use Cases im Produktionsumfeld mit. machinetalk ist die erste Softwarelösung, die in enger Zusammenarbeit mit Kunden entwickelt wurde, um die hohen Kosten von Vernetzungsprojekten drastisch zu reduzieren. machinetalk ist universell einsetzbar und wird von Herstellern und Betreibern gleichermaßen geschätzt. Wir konzentrieren uns auf Unternehmen in Europa, weil wir glauben, dass datenbasierte Produktion Standortnachteile wie hohe Lohn- und teilweise Energiekosten ausgleichen kann.
