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SPS Whitepaper - Datenmanagement in der Automatisierungstechnik mit AUVESY

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Einheitliches Datenmanagement im Engineering Softwareunterstützung für ein einheitliches und durchgängiges Datenmanagement in der automatisierten Produktion Doch was bedeutet diese Ausgangssituation für das Datenmanagement, welches in diesem heterogenen Maschinen- und Geräteumfeld die Aufgabe einer systematischen und einheitlichen Projekt- und Datenverwaltung übernehmen soll? Um diese Frage zu beantworten, werden im Folgenden die ‘zwei Welten’ − ‘Theorie’ und ‘Praxis’ – gegenübergestellt, um daraus die Anforderungen für das Datenmanagement abzuleiten. Die Theorie: Alles ist gleich Die Betrachtung der aktuellen Situation im Umfeld der automatisierten Produktion zeigt: Je nach Fertigungsaufgabe werden die unterschiedlichsten Anforderungen hinsichtlich Komplexität, Flexibilität und Performance an den Automatisierungsprozess gestellt. Folglich werden in der Produktionsanlage genau die Maschinen, Steuerungen und Peripheriegeräte eingesetzt, die optimal diesen Anforderungen hinsichtlich ihrer Leistungsmerkmale unter Berücksichtigung ihrer Wirtschaftlichkeit gerecht werden. Dies hat zur Folge, dass heute üblicherweise im automatisierten Produktionsumfeld ein Nebeneinander von Maschinen und Geräten unterschiedlichster Hersteller, Typen und Varianten besteht. Bild: Auvesy GmbH & Co KG Ein einheitliches Datenmanagement bei unterschiedlichen Projektdaten erfordert eine Standardisierung der Datenverwaltung. Und tatsächlich: wenn man einen Schritt zurücktritt und aus einer abstrakten Sichtweise die Umsetzung, Optimierung und Verwaltung der Projektierungsdaten unterschiedlicher Geräte analysiert, so können − vereinheitlichend − folgende Aussagen getroffen werden: • Bis zur Freigabe in der Produktion durchläuft eine Geräteprojektierung unterschiedliche Optimierungs- und Anpassungsschritte. Insofern besteht die Notwendigkeit, immer die aktuellste Version zu kennen, um so eine zielorientierte Projektentwicklung zu gewährleisten. • Von der Basisversion bis zur Freigabeversion sind definierte Zwischenversionen als Meilensteine interessant, um so definierte Einstiegspunkte im Falle von nicht zielorientierten Entwicklungsschritten bereitzuhalten. • Jede Änderung im Automatisierungsprozess wird motiviert durch einen Anlass. Dieser Änderungsgrund soll im Zusammenhang mit der Verantwortlichkeit erfasst werden. Insofern ist eine systemgeführte Dokumentationspflicht von Änderungen unabdingbar. • Selbst eine Geräteprojektierung im produktiven Umfeld unterliegt der Notwendigkeit für Optimierungen, Justierungen oder Erweiterungen. Hier ist es entscheidend, dass jede Änderung am Produktionsprozess durchgängig (lückenlos) und transparent nachvollziehbar sein muss (Audit Trail). • Jede Optimierung führt wieder zu einer neuen aktuellsten Version. Hier besteht die Anforderung, dass diese Version nicht nur zentral frei- 6

gegeben und verfügbar sein muss, sondern es muss auch sichergestellt werden, dass diese Optimierungen auch im produktiven Automatisierungsprozess nachweislich zum Tragen kommt. Die Praxis: Der Unterschied liegt im Detail Das Arbeiten mit den Datenmengen von Projekt- und Projektierungsdatensätzen in einem heterogenen Produktionsumfeld hat nicht nur etwas mit der Dateiorganisation und dem Verwaltungssystem zu tun. Vielmehr übernimmt der Anwender eine entscheidende Rolle beim Datenmanagement, indem er Korrekturen und Optimierungen unter Berücksichtigung seines Know-hows in die Projektierung einbringt. Somit ergeben sich aus Anwendersicht folgende Herausforderungen: • Der Einsatz von unterschiedlichen Maschinen und Steuerungen bedeutet, dass sich auch gleichzeitig unterschiedliche Projektierungswerkzeuge im Einsatz befinden. Jede Entwicklungsumgebung bedarf einer Einarbeitungs- und Schulungszeit für den Anwender. • Die Projektierung für ein Automatisierungsgerät setzt nicht nur die Beherrschung des Entwicklungswerkzeuges voraus, sondern erfordert ebenso die spezifische Erfahrung des Anwenders hinsichtlich der Hardund Software. • Gleiche Automatisierungsaufgaben bei unterschiedlichen Automatisierungsgeräten unterliegen unterschiedlichen Projektierungs- und Parametrierungs-Strategien. Ein Wissenstransfer ist somit erschwert. • Die Projektierungsdatensätze und -strukturen unterschiedlicher Automatisierungsgeräte sind untereinander inkompatibel. Es wird deutlich: Auch wenn theoretisch und abstrakt alle Projektierungsdaten gleichbehandelt werden können, so ist das Arbeiten mit dem Projektinhalt (Erstellung, Anpassung und Auswertung) ausschließlich durch geschulte und erfahrene Anwender − also Spezialisten − möglich. Gilt es daher, ein konkretes Projekt für eine bestimmte Steuerung in einem Datenmanagementsystem im Detail zu analysieren, so reicht eine allgemeingültige und alles erschlagende Informationsauswertung (HEX , ASCII, XML,...) des Projektes nicht mehr aus. Vielmehr muss ein Datenmanagementsystem für Automatisierungsdaten sich auch auf den Inhalt einlassen. Für das Datenmanagement im praktischen Automatisierungsumfeld bedeutet dies folglich, dass es die Projektierungsdaten gerätespezifisch und intelligent hinsichtlich Syntax, Semantik und Format unterstützen muss, um so für den spezialisierten Anwender die Projektinformationen angemessen aufbereiten zu können. Resultierende Anforderungen Ausgehend von dem oben aufgeführten Gegensatz von Theorie und Praxis hinsichtlich einer einheitlichen und durchgehenden Projektdatenverwaltung in der automatisierten Produktion sind die resultierenden Anforderungen an das Datenmanagement gemäß folgender Kategorien zu klassifizieren: Zum einen sind dies die allgemeinen Anforderungen (Kategorie A1) an das Datenmanagement, die unabhängig vom unterstützten Gerätetyp aufgestellt sind, zum anderen sind dies die gerätespezifischen Anforderungen (Kategorie A2), die pro unterstütztem Gerät realisiert werden sollten. Allgemeine Anforderungen an das Datenmanagement im Umfeld der automatisierten Produktion: • Das System koordiniert die Bereitstellung der letzten gültigen Version (als Antwort auf die Frage: Wo ist die aktuelle Version?) • Alle Änderungen an der Projektierung einer Produktionskomponente müssen transparent durch eine Versionshistorie nachvollziehbar sein (als Antwort auf die Frage: Was wurde von wem geändert?). • Der Unterschied von zwei Projektversionen soll im Detail ausgewertet und kommentiert werden können (als Antwort auf die Frage: Warum wurde etwas geändert?) • Es soll überprüft werden können, ob der aktive Projektstand in der Steuerung der letzten gültigen Projektversion des Verwaltungssystems entspricht (als Antwort auf die Frage: Stimmt die Anlage mit dem Serverstand überein?). • Im Falle einer Gerätestörung oder eines Geräteausfalls stellt das System den Datensatz für ein Disaster Recovery bereit (als Antwort auf die Frage: Wann wurde das letzte Mal gesichert?). • Die verwalteten Projektdaten sind jederzeit in ihrem ursprünglichen Datenformat verfügbar (als Antwort auf die Frage: was passiert, wenn das Datenmanagement ausfällt?). Gerätespezifische Anforderungen an das Datenmanagement für eine schlüssige Integration eines Automatisierungsgerätes in das System: • Das Datenmanagementsystem muss bei der Repräsentation der verwalteten Projekte die geräteabhängigen Projektstrukturen adaptieren, um so eine verlustfreie und wiedererkennbare Informationsdarstellung für den Anwender zu ermöglichen. Die spezifische Geräteintegration im Sinne der Projektdatenaufbereitung optimiert sowohl den Schulungsaufwand als auch die Systemakzeptanz. • Um die Unterschiede in einer Geräteprojektierung für den Gerätespezialisten informationsgerecht aufzubereiten, ist ein intelligenter Vergleich erforderlich, der sich spezifisch auf Projektaufbau, Syntax und Parametrierung einlässt. • Die gerätespezifischen Projektierungswerkzeuge bleiben ausschließlich verantwortlich für die Projektänderungen. Hier muss vom System eine effiziente und einfache An- und Einbindung der jeweiligen Werkzeuge bereitgestellt werden. • Um den Projektstand zu überprüfen (also für den Vergleich zwischen der aktuellsten freigegebenen Version und dem Projekt, das aktuell in einem Gerät geladen und somit online im Automatisierungsprozess aktiviert ist) muss das System die gerätespezifischen Kommunikationswege unterstützen und entsprechend intelligente Upload- und Vergleichsstrategien beherrschen. Eine softwaretechnische Lösung Das Datenmanagement in heterogenen Umfeldern wie in der automatisierten Produktion verlangt also neben den üblichen, nicht branchenspezifischen allgemeinen Anforderungen (Kategorie A1) in besonderem Maße eine Art von ‘immanenter Intelligenz’ des Systems, auf das sich der Projektverantwortliche jederzeit verlassen kann. Nur so kann er sein Know-how gezielt einsetzen. Denn dann schafft ihm ein solches Datenmanagementsystem die erforderlichen Freiräume und den richtigen Überblick und lässt die Bewältigung der gerätespezifischen An- 7

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