OPC UA voor robots en vision

30/08/2018

Door Liam van Koert

In de slimme fabriek van de toekomst moeten machines dezelfde taal spreken. De doorslaggevende factor hierbij is de standaardisering van communicatie-interfaces. Op Automatica 2018 publiceerden de werkgroepen robotica en vision van de VDMA daarom hun eerste versies van hun OPC UA specificaties.


     


“Interoperabiliteit is de sleutel voor het onderscheiden van onze producten in de verbonden wereld van Industrie 4.0. OPC UA is de aangewezen standaard die er voor zorgt dat machines in de fabrieken van de toekomst dezelfde taal spreken. Met de publicatie van de aanvullende specificaties van vandaag, hebben we hiervoor een belangrijke mijlpaal bereikt.” Dat concludeerde Dr. Horst Heinol-Heikkinen, voorzitter van het OPC UA Vision initiatief van de VDMA. Ook Stefan Hoppe, de Global Vice President van de OPC Foundation was blij met de nieuwe toevoeging aan zijn inmiddels industrieomvattende initiatief. “De VDMA onderschreef het potentieel van OPC UA al in een vroeg stadium”, onderschrijft hij. “Ze promootte de standaardisering van datamodellen en interfaces van apparaten en machines consistent en sectorbreed bij al haar leden.”

Robots die zichzelf beschrijven

De ‘OPC UA Companion Specification for Robotics’ (in het kort OPC UA Robotics) biedt een gestandaardiseerd informatiemodel dat in staat is om al de robotgerelateerde data uniform te presenteren, ongeacht robotproducent of waar de robot in de fabriek staat. Deel 1, dat op de eerste dag van Automatica als draftversie werd vrijgegeven, maakt asset management, conditiemonitoring voorspellend onderhoud en verticale integratie mogelijk. Dit staat volledig los van het merk of type robot. Het biedt daarmee de perfecte basis voor bijvoorbeeld data-analyse en het verbeteren van de OEE (Overall Equipment Effectiveness).

Eenvoudigere machine vision integratie

De ‘OPC UA Companion Specification for Machine Vision (in het kort OPC UA Vision) doet min of meer hetzelfde voor vision. Het biedt één generiek model voor alle machinevision¬systemen – van eenvoudige visionsensoren tot en met complexe inspectiesystemen. Ofwel, het definieert de essentie van een machine¬visionsysteem. Ook van deze standaard werd Deel 1 op de eerste dag van Automatica vrijgegeven. Dit deel beschrijft de infrastructuurlaag, die een abstractie is van een generiek machinevisionsysteem. Het maakt daarmee het op een algemene manier aansturen van een machinevisionsysteem mogelijk door het gewenste gedrag te abstraheren via een state machine concept. Het gaat op een standaard manier om met recepten, configuraties en resultaten, terwijl tegelijkertijd alle producentspecifieke intelligentie aan boord van het visionsysteem als een zwarte doos wordt behandeld.

Focus op skills

Naast de nieuwe standaarden was er op de stand van de VDMA ook een demonstrator te vinden die de kracht van automatiseren met OPC UA toonde. In een productiecel die fidget spinners samenstelde waren intelligente componenten van minstens 20 verschillende leveranciers samengebracht. Voor het snel samenbouwen van de cel werd een skill-gebaseerde strategie uitgewerkt. Dit betekent dat het hele assemblageproces werd opgedeeld in generieke blokjes, gebaseerd op de functie – of een skill van een bepaald automatiseringsonderdeel. Denk aan skills als transporteer, convey, vindt object, beweeg in x-y vlak, ga naar vaste z-positie, grijp object, enzovoorts. De gemeenschappelijke taal voor het aan elkaar knopen van de volledige skillset van een machine of volledige productielijn gebeurde via OPC UA.
Een tweede demonstratie op de stand van de VDMA van OPC UA in combinatie met robotica was een dashboard voor de condition monitoring van robots. Er was te zien hoe met OPC UA eenvoudig belangrijke gegevens over de staat van de robot in de cloud konden worden verzameld, ongeacht het robotmerk of type. Als sprekend cloud robotics voorbeeld kon deze data vervolgens worden gebruikt voor asset management, condition monitoring, voorspellend onderhoud en verticale integratie.

Nu beschikbaar

Zowel de  OPC UA Vision companion specification (candidate) als de PC UA Robotics companion specification zijn beschikbaar als VDMA Specification 40100 (draft). De O is eveneens verkrijgbaar als VDMA Specification 40010 (draft versie). Beide specificaties kunnen worden aangevraagd via opcua@vdma.org. Meer weten over OPC UA voor robots en vision? Hier vind je enkele verhelderende animaties: https://bit.ly/2z9DIqu