So wird die Automatisierung im Maschinenbau revolutioniert

Ein Mobiltelefon ohne Apps? Die Vorstellung, das Smartphone gegen ein altes Tastenhandy zu tauschen, scheint absurd – zu groß sind die Vorteile der digitalen Miniprogramme, die sich rasch laden lassen und immer neue und immer bessere Funktionen ermöglichen. Während wir den bequemen Zugang zu Innovationen im privaten Alltag längst als gegeben betrachten, ist diese Flexibilität in der Industrie vielfach noch nicht angekommen. Die meisten Produktionswerke sind – bildlich gesprochen – noch immer mit dem alten Tastenhandy unterwegs, weil ihre Anlagen keine Möglichkeiten für unkomplizierte Erweiterungen bieten. Das liegt an der Architektur der gängigen Automatisierungstechnik. Sie ist im Schnitt dreißig Jahre alt – nachträgliche Anpassungen sind deshalb oft mit einem hohen Zeit- und Kostenaufwand verbunden oder schlicht nicht möglich.

Um dem Fortschritt voraus zu sein, wurde bei Bosch Rexroth für die Entwicklung von ctrlX AUTOMATION die Organisation umgestellt. Rund 500 Mitarbeiter aus drei Standorten organisierten sich in agilen Teams. In ihnen wurde das Know-how aus mehreren Bereichen, darunter Vertrieb, Hard- und Software-Entwicklung sowie Produktmanagement, Marketing und Produktion gebündelt. Hierarchieebenen wurden reduziert und damit mehr Eigenverantwortung und Freiheiten ermöglicht. „Die Automatisierung wird zunehmend komplexer“, sagt Krauskopf, „und um Lösungen wie ctrlX AUTOMATION zu entwickeln, braucht es unterschiedliche Kompetenzen. Dass wir in großem Stil funktionsübergreifend arbeiten und uns nicht nur technisch, sondern auch kulturell umgestellt haben, war ein Schlüssel zum Erfolg.“ Denn: Schon nach knapp zwei Jahren Entwicklung war ctrlX AUTOMATION ausgereift und wurde im November 2019 auf einer Fachmesse präsentiert.

Als innovative Automatisierungsplattform bietet ctrlX AUTOMATION die Möglichkeit, die Anlagensteuerung durch Apps und Open-Source-Software über den ganzen Lebenszyklus anzupassen. Soll beispielsweise eine Produktionsanlage um einen Industrieroboter ergänzt werden, wird einfach die entsprechende App auf der Steuerung installiert. Die Integration einer separaten Robotersteuerung entfällt somit. Dabei werden die Anwender auch dazu befähigt, ihre eigenen Stärken auszuspielen. „Sie können ihr spezifisches Know-how in die Steuerung einfließen lassen, indem sie selbstgeschriebene Apps integrieren – und sich dadurch vom Wettbewerb abheben“, sagt Krauskopf.

ctrlX AUTOMATION ist ein Sprachtalent: Über den Software- und Engineering-Baukasten ctrlX WORKS lassen sich Apps flexibel mit unterschiedlichen Script- und Programmiersprachen erstellen, beispielsweise mit C++, Python, Java, Go und auch mit neuen grafischen Sprachen wie Node-RED oder Blockly. Klassische Programmierungen sind auch weiterhin möglich, aber nicht mehr zwingend erforderlich.

Mit mehr als 30 Schnittstellen ermöglicht ctrlX AUTOMATION eine extrem vielseitige Konnektivität. Kommunikationsprotokolle wie EtherCAT, OPC UA, MQTT, Profinet, CAN und IOLink werden unterstützt. Die Systemarchitektur ist sowohl offen als auch plattformunabhängig. Sie bietet deshalb die Möglichkeit, Zukunftsstandards wie 5G einzusetzen. Innerhalb der Steuerung kommunizieren die Apps über eine spezielle Softwareschicht miteinander, dem ctrlX Data Layer. Auf das Layer können auch sogenannte Edge-Server zugreifen, die Daten ohne den Umweg über eine Cloud direkt aus der Anlage heraus verarbeiten. Der schnelle Datenstrom ist eine wichtige Grundlage für das Internet of Things (IoT) und den Einsatz von künstlicher Intelligenz. „Die drei Bereiche Maschinensteuerung, IT-Technik und IoT waren in der Automatisierung bislang getrennt“, sagt Krauskopf. „Durch ctrlX AUTOMATION werden sie jetzt in einer durchgängigen Architektur vereint.“

Während die meisten Maschinen mit zusätzlicher IT-Sicherheitshardware ausgestattet werden müssen, bringt ctrlX AUTOMATION diese ab Werk mit. Mit Linux kommt eines der stabilsten und sichersten Echtzeitbetriebssysteme zum Einsatz, kombiniert mit einer speziellen System-Software, die einen hohen Schutz gegen Viren und Trojaner bietet. Netzwerkkommunikation findet nur verschlüsselt statt, eine integrierte Firewall erlaubt es, unberechtigten Datenverkehr zu verhindern und die konfigurierbare Benutzerverwaltung verhindert unautorisierte Zugriffe. Über das ctrlX Device Portal von Bosch Rexroth können Anwender zudem alle intelligenten Komponenten von ctrlX AUTOMATION digital aus der Ferne und über das Internet verwalten und Security-Updates sowie neue Funktionen installieren.

Über den ctrlX Configurator können Anwender ihre Systemlösung vor dem Kauf online individuell anpassen. Produktkenntnisse sind dabei nicht nötig, denn die gewünschten Systemtopologien lassen sich ganz einfach grafisch zusammenstellen und vom Konfigurator auf ihre Umsetzbarkeit hin überprüfen. Auch wenn die Software bei der Automatisierung in der Produktion eine immer wichtigere Rolle spielt, vernachlässigt Bosch Rexroth natürlich nicht die Hardware: Für alle Komponenten wird deshalb eine Servicefähigkeit von mindestens 25 Jahren sichergestellt. Da kann auch ein Smartphone nicht mithalten.