标准接口简化数控数字化

工业4.0设想的全球网络只有在整个流程链上通过标准接口进行数据交换时才能成功。在umati品牌下，VDW (Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken -德国机床制造商协会)正在开发一种将机床连接到高级信息技术(IT)系统的开放接口标准。这大大简化了数字化，使中型企业能够挖掘现代生产环境的潜力。

该接口将于9月16日至21日在2019汉诺威EMO上进行复杂的展示，来自国内和国际制造商的50至100台机器将通过OPC UA配套规范的第一份国际商定草案进行连接。

VDW的umati接口(通用机床接口)基于OPC UA(开放平台通信统一架构)，旨在确保来自配备不同控制系统的机器的数据通过开放的标准化连接路由。它相当于u盘。

VDW主席Heinz-Jürgen Prokop博士说:“这是关于创造一些计算机行业长期受益的东西。”

满足客户需求

数字化长期以来一直是机器制造商日常业务的一部分。公司有足够的时间来形成对umati实际应用的期望和想法。

“在prof罗尔，我们目前专注于分析机器数据，以实现更细的公差，同时确保工艺可靠性。例如，近年来，我们开发了一种硬度补偿系统，可以消除工艺方面进料材料的波动——可以说，这是一种智能机器。我们还没有大规模的机器状态数据处理。由于软件开发的内部资源有限，我们最初在VDW内部的其他地方开发umati标准，”来自Bad Düben的profrol技术有限公司董事总经理Stephan Kohlsmann博士说。

“我们的客户越来越需要特定部件的数据，以及有关机器状态和生产数量的信息。我们机床制造商知道操作员对哪些信息感兴趣，因此处于理想的位置，可以定义一个标准……与控制制造商[兼容]。在未来，各种机床的操作人员可以期望在统一的环境、统一的周期和统一的数据格式中接收他们所需的数据。这是一个巨大的进步，因为他们只需要关心具体的、标准化的数据存储和处理，”Kohlsmann继续说道。

关于通过统一的接口标准可以实现的潜在节省和改进，Kohlsmann说:“今天，机器制造商从每个客户那里收到一组关于以自己独特格式提供关键数据的要求。这足以证明在特定项目的基础上进行时间和成本密集的工程处理和软件调整是合理的。umati标准可以满足许多不同的客户要求。这是机械工程领域的一个革命性项目，可与新的移动传输标准5G相媲美，该标准将使自动驾驶、增强现实和虚拟现实或实时应用等开发成为日常生活的一部分。”

动态的未来业务模式

对于机床和汽车零部件制造商萨马格·萨尔菲尔德机械制造有限公司来说，数字化也是至关重要的。

“物联网(IoT)或工业4.0是基于对系统生命周期内产生的数据及其重要性的了解，以及使用一种公共语言，使所有系统元素能够相互理解。萨马格机床通过与优质供应商的开发部门密切合作，为实现这一目标创造了条件，”萨马格董事总经理罗兰·埃米格表示。

Emig继续说道:“对规划和/或控制系统进行优化、安全和标准化的数据访问，可以有效利用机器和工厂，避免计划外停机，并优化可用性和容量的规划。”

此外，这种通用方法为动态的、未来的业务模型提供了基础，如按使用付费、预测性维护、智能监控、智能数据服务和按需容量。

“通过立即在现有组织结构中实施机器和设备，无需国家调整，也有相当大的可能性使出口更加容易。此外，还有可能减少变体的数量，有可能在公司内部保护集中的专家知识，并改善发布安全和数据安全，”Emig说。

全球网络标准

正在创建的规范基于OPC UA——一种用于独立于制造商和平台的工业通信的数据交换标准。

该标准提供了数据模型和通信结构，用于以开放、标准化的形式实现参数和语义。这就是为什么它传播得如此之快，特别是在机械和工厂工程领域，”VDW研究和技术总监亚历山大·布鲁斯博士在解释技术基础时说。

实现相对简单，因为开发包可以用于配置和定制OPC UA服务器。(请参见“市场标准中的灵活性”。)

“OPC UA的最大优势是你不再需要担心机器如何通信，因为OPC UA指定了协议和数据交换机制。你可以专注于你想要传达的内容，因为客户感兴趣的数据因行业而异，甚至因机器而异，”Broos说。

以OPC UA配套规范的形式描述和发布的统一定义参数发挥着重要作用。这些标准由OPC基金会资助，该基金会支持OPC UA标准的出版和传播。OPC基金会是一个为工业自动化设备和系统创建和维护开放连接标准的行业联盟，因此是一个重要的合作伙伴。VDW自2018年6月起成为会员。

数字化是2019汉诺威EMO的一个关键主题。“物联网生产”展区全面介绍了数字化的关键方面，如工业安全、数据分析、工业云服务、过程监控、预测性维护、人工智能(AI)、机器学习和大数据管理。

市场标准的灵活性

Broos还解释了在实施统一的OPC标准时需要克服的全球性挑战。

问:umati目前的状况如何?

答:我们目前正在开发umati 1.0，这是第一个协调的标准化语义系统，以及其实现的规范。然而，很明显，umati必须被改进，就像实际用例中的软件一样。在某种程度上，将会有umati 1.1或umati 2.0，或特定于工艺的补充，如激光加工或木工。将其付诸实践是一个复杂的过程。具体来说，这意味着在相对较短的时间内对变化做出反应，如有必要，可以进行更新。这在标准化领域通常是不常见的做法。此外，我们还要处理各种各样的问题，比如如何实现向下兼容，或者如何在棕地开发中连接机器等等。

除了主要的机床制造商外，我们还引进了机床用计算机数控(cnc)的重要供应商。奥地利的贝加莱自动化和日本的三菱电机最近加入了倍福、博世力士乐、发那科、海登海恩和西门子。

我们新成立的OPC UA联合工作组(JWG)于2月中旬开始工作，负责与机器制造商、供应商和客户在整个行业中巩固这一点。

问:umati是美国标准MTConnect的竞争对手吗?

答:umati和MTConnect都是开放接口。Umati完全基于可自由配置的OPC UA通信平台。OPC UA提供了一个框架，用于规范机器之间如何相互对应。通信的精确内容可以通过描述OPC UA Companion Specification(一种字典)中的参数来单独调节。Umati和MTConnect正在协调开发这个统一字典。但是，在执行方面有一些不同。在这里，umati正努力将机床行业的特殊领域知识转化为语义和信息模型。

OPC基金会与VDMA有合作协议。VDMA是德国和欧洲最大的网络组织，是德国和欧洲机械和设备工程所有分支机构的平台，也是OPC基金会的战略合作伙伴。希望实现OPC的公司然后使用行业特定的VDMA“标准表”。

特别是VDMA机器人+自动化和塑料+橡胶机械协会已经制定了自己的标准。其他公司，如包装机制造商，也在努力解决这个问题。因此，我们VDW在一个专业的环境中运作，被整合到VDMA的流程中，并可以从由此产生的协同效应中长期受益。

问:这种多元化对个别行业的制造商意味着什么?

答:当然，对于OPC UA来说，行业特定标准是重要的，甚至是不可避免的。不同的行业差异太大了，不可能不这样。而且总是会有制造商或客户特定的数据要求，这些要求是不可能标准化的。然而，所有部门之间总是有一定程度的重叠。这应该在一个适用于所有行业的一般章节中涵盖。VDMA内部达成了相应的协议，VDW也参与其中(与umati)。当然，这一过程要求各个参与者在达到共同目标时具有一定程度的灵活性:即尽可能普遍适用的标准。然而，我乐观地认为，我们将相对迅速地共同实现这一目标。

Annedore Bose-Munde一个来自埃尔福特的专业记者在写新闻稿VDW．由内容经理马克·霍斯克编辑，控制工程、《媒体，mhoske@cfemedia.com．

关键词:机床、连接性

VDW和OPC基金会目的是制定机床数据交换的标准。

OPC UA配套规范将作为一本关于机床的字典。

umati 1.0,据说是第一个协调的标准化语义系统。

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2019汉诺威EMO, 9月16日至21日，是金属加工行业的贸易展览会。主题是“智能技术驱动未来生产”。展会将展示最新的机器，加上高效的技术解决方案，产品支持服务，生产过程的可持续性，以及其他趋势和技术。EMO是欧洲机床工业协会Cecimo的注册商标。了解更多2019年汉诺威EMO．

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