Umati: het Esperanto van de CNC-industrie?

Een jaar na de aankondiging op de EMO in Hannover, heeft de VDW op de AMB 2018 Umati gepresenteerd: de universal machting tool interface. Eigenlijk kun je deze nog het beste omschrijven als de ontbrekende schakel voor de smart factory. Industrie 4.0 klinkt veelbelovend, maar als elke machinebouwer zijn eigen terminologie gebruikt, is het een hels karwei om systemen IT-technisch te koppelen. Umati moet dit makkelijker maken, wat een aantal partijen in Stuttgart demonstreerde.

Connectiviteit is de sleutel voor alle Industrie 4.0 modellen

Heinz-Jürgen Prokop, voorzitter van de Duitse machinebouwervereniging VDW, vergelijkt Umati met de USB-aansluiting in de PC-wereld. Als je een printer via een USB-kabel aan je PC koppelt, wordt automatisch ervoor gezorgd dat ze met elkaar kunnen communiceren. “Wij willen de CNC-machines ook makkelijk aansluiten”, zegt Prokop, die in het dagelijks leven bij Trumpf werkt. “Want connectiviteit is de sleutel voor alle Industrie 4.0 modellen.” De Duitse machinebouwers hebben OPC UA als standaard genomen. De VDW is toegetreden tot de OPC UA foundation.

Overeenstemming over 100 parameters


Zo’n interface ontwikkelen lijkt misschien gemakkelijk. In een wereld waarin elke fabrikant zijn eigen beschrijvingen van een parameter hanteert, is het dat echter niet. Tot nog toe hebben de partijen in het consortium overeenstemming bereikt over 100 parameters. Daarvan is vastgelegd hoe ze omschreven worden, zodat een MES-systeem dat aan een CNC-machine wordt gekoppeld niet eerst aangepast hoeft te worden aan de typische fabrikant-eigen parameternamen. Daarnaast hebben ze 21 zogenaamde use cases uitgewerkt: bijvoorbeeld inzicht in de actuele status van de productie, realiseren van foutstatistieken, afhandeling van een order et cetera. Volgens Prokop is iedere partner ervan overtuigd dat dit op lange termijn de enige juiste oplossing is. De 100 parameters worden nu als basis gebruikt voor het eerste informatiemodel dat voldoet aan de OPC UA standaard. Via een zogenaamde mapping tool worden machinebouwer eigen signalen vertaald naar de standaard. Dat is belangrijk voor het aansluiten van bestaande machines, legt Prokop uit. Maar dat is niet voldoende.

Transformatietool voor browfield factories


De VDW wil een transformatietool ontwikkelen, die op een voor alle oudere generaties besturingen op een eenduidige manier werkt en die ook signalen uit andere bronnen, zoals SPS, kan verwerken. Signalen van verschillende bronnen moeten samengevoegd en verder verwerkt kunnen worden. Heinz-Jürgen Prokop legt uit dat het signaal ‘machine loopt’ is opgebouwd uit een groot aantal andere signalen, zoals deur gesloten, werkstuk opgespannen, spindel draait, override 80% et cetera. Deze signalen verschillen vaak van fabrikant tot fabrikant en zelfs van machine tot machine. Om deze signalen veilig en zeker te verwerken, willen de Duitse machinebouwers deze transformatietool. De universele interface is open source en staat op een OPC UA server. Plaatsen machinebouwers deze in hun machine, is de open connectie gegarandeerd. De open source software is gratis, maar of dit ook geldt voor de transformatie plug, is nog onzeker. “We weten nog niet of we hiervoor met een licentie gaan werken”, aldus Alexander Broos, die het project inhoudelijk aanstuurt. De twijfels over open source oplossingen heeft vooral te maken met veiligheid. Stel iemand verandert iets in de broncode en er gaat iets verkeerd. Wie is dan aansprakelijk?


Wereldwijde standaard?


De VDW realiseert zich terdege dat een standaard geen standaard is als niet de hele wereld erachter gaat staan. En zover is het met Umati nog niet. Tot nog toe is het een Duitse ontwikkeling. Zelfs binnen Duitsland doen momenteel slechts een beperkt aantal fabrikanten mee. Om tempo te kunnen maken, wordt uitgelegd. Ook de grote besturingsfabrikanten - Siemens, Heidenhain, Fanuc, Beckhoff en Bosch - doen mee. Mitsubishi Electric nog niet. “We praten wel met andere partijen. Maar als we de groep groter hadden gemaakt, dan hadden we dit resultaat niet bereikt”, legt Alexander Broos uit. De VDW praat ook met andere internationale brancheorganisaties over Umati. Broos heeft op de IMTS in Chicago onder andere de Amerikanen bijgepraat. De Amerikaanse AMT heeft namelijk sinds 2008 veel geld geïnvesteerd in de ontwikkeling van MTConnect. Deze standaard - eveneens conform OPC UA - wordt door de Amerikaanse en vooral de Japanse machinebouwers omarmd. Mazak toonde bijvoorbeeld in Stuttgart software waarmee vanaf de beursstand de productie in Engeland gevolgd kon worden. Ook Makino liet op de Duitse beurs IT-toepassingen die gebruik maken van MTConnect als interface tussen machine en software. “We onderzoeken hoe de samenwerking er kan uitzien”, zegt Broos. Hij ziet vooral een verschil in de aanvliegroute tussen de VDW en AMT. “Vanuit de typisch Amerikaanse euforie hebben ze dit thema aangepakt vanuit de gebruikerskant. Maar eerst moet er toch de wil zijn om samen te werken. Wij doen dit vanuit de machinefabrikanten.” Dat zorgt volgens Alexander Broos voor een fundamenteel ander aanvliegroute.


Umati en MTConnect


Hij vindt dat je geen dingen dubbel moet doen. Als bepaalde zaken uit MTConnect goed bruikbaar zijn, dan moet je die niet in Europa zelf nog eens willen ontwikkelen. “MTConnect beschikt al over veel parameter definities. Als het nodig is, willen we die best overnemen.” In november gaat Alexander Broos de gesprekken verder voeren met de Japanse machinebouwers, in de wandelgangen van de JIMTOP in Tokio. Ook China heeft al belangstelling getoond. “Maar ze willen absoluut geen concurrentie tussen de VDW en MTConnect."


Standaard absoluut noodzakelijk


Tijdens de persconferentie in Stuttgart benadrukte Heinz-Jürgen Prokop dat het achter de interface iedereen vrij is om eigen platformen te ontwikkelen. Dat illustreert in zijn ogen het belang van een gestandaardiseerde interface. “Want geen enkele machinebouwer kan voor één platform kiezen. Uiteindelijk beslist de markt welk platform doorbreekt.” En volgens Alexander Broos verschilt de B2B markt in een opzicht fundamenteel van de B2C markt. “Niemand doet zijn machinepark weg omdat je van Android naar Apple gaat.” De komende maanden gaat de VDW met Umati de boer op, ook langs andere Europese fabrikanten van CNC-machines en langs de koepelorganisaties in Azië en de VS. Op de EMO 2019 wil men dan een grootschalige demo geven.

Umati live MES-systeem

IGH Infotec demonstreerde op de AMB de mogelijkheden van Umati. Verspreid over de beurs stonden bij meerdere machinebouwers CNC-bewerkingscentra, met diverse besturingen, die alle gekoppeld waren aan het MES-systeem van IGH Infotec. Live konden de bezoekers zien wat er op de stands gebeurde met de machines van Chiron, DMG Mori, Heller, Grob-Werke en United-Grinding. Het koppelen gebeurt relatief gemakkelijk. Volgens Grob-Werke kostte het tijdens de opbouw van de beurs niet langer dan een half uurtje per machine om dit te koppelen met de MES-software. Precies dat willen de Duitse machinebouwers, zodat het omslachtig handmatig koppelen van een machine aan een externe software verleden tijd is. Op de EMO 2019 in Hannover wil de VDW meer dan 100 machines live op de beurs koppelen. Dat zullen dan niet alleen Duitse machines zijn maar ook van fabrikanten elders in de wereld.