Erschienen am: 14.04.2017, Ausgabe SPS-MAGAZIN Hannover Messe 2017

Interview mit Stefan Schönegger, EPSG

"Fortschreitendes Wachstum"

Ethernet findet als Kommunikationstechnologie heute in verschiedenen industriellen Ausprägungen Anwendung in der Fabrik. Powerlink hat sich als echtzeitfähiger Ethernet-basierter Standard vor allem im Maschinenbau etabliert. Im Gespräch mit dem SPS-MAGAZIN erklärt Stefan Schönegger, wie Powerlink heute positioniert ist und was es neues gibt - auch in Hinsicht neuer Kommunikationsstandards wie OPC UA. Im Zusammenspiel mit Powerlink sieht der Geschäftsführer der Nutzerorganisation EPSG großes Potenzial.


Herr Schönegger, was tut sich in der Welt von Ethernet Powerlink?

Stefan Schönegger: Powerlink als Industrial-Ethernet-Standard befindet sich heute in einer Phase des kontinuierlichen und fortschreitenden Wachstums. Der Umstieg auf Ethernet ist in der Produktion flächendeckend vollzogen und die letzten verbliebenen klassischen Feldbussysteme bei unseren Kunden werden abgelöst.

Ist Ethernet in der Fabrik endgültig angekommen?

Schönegger: Ja. Heute kommt keine neue Maschine mehr ohne auf den Markt. Industrial Ethernet ist nicht nur an Bord, sondern wird auch durchgängig in der Maschinenkommunikation eingesetzt. Für den Komponentenmarkt bedeutet das wiederum: Auch die gesamte Vielfalt der Sensorik und Aktorik wird für Powerlink verfügbar gemacht, sodass wöchentlich neue Produkte hinzukommen. Folglich findet eine Komplettierung des gesamten Marktspektrums statt und auch Nischenkomponenten - z.B. analoge Geräte, die aus Performance-Gründen nie auf klassische Feldbustechnik umgestellt wurden - werden jetzt fit für Echtzeit-Ethernet-Systeme wie Powerlink gemacht. Eine solche Schnittstelle bringt dem Anwender in der digitalisierten Fertigungswelt eben zunehmend Mehrwert. In der Konsequenz steigt die Anzahl der Komponenten im Netzwerk massiv an. Gleichzeitig reduziert sich aber die Anzahl dedizierter I/O-Anbindungen, weil sich alles direkt ins Netz integrieren lässt. Diese Entwicklung hat Powerlink in den vergangenen Jahre maßgeblich getrieben und sie wird auch noch weiter anhalten.

Ethernet macht die Fertigungsnetze also schlanker und einfacher?

Schönegger: Richtig - ein entscheidender Punkt. Und gleichzeitig ergeben sich ganz neue Möglichkeiten. Ein gutes Beispiel bieten hier die intelligenten Lichtgitter der Firma Datalogic. Solche Sensoren wurden in der Vergangenheit nur hartverdrahtet angesteuert, was ihre Funktionalität begrenzte. Über eine Ethernet-Schnittstelle lassen sich jetzt hingegen selbst Einzelstrahlinformationen aus den Geräten bis in die Sicherheitssteuerung transportieren. Der Anwender kann mit dem Lichtgitter also auch Messaufgaben lösen. Das sind Möglichkeiten, die es vorher einfach nicht gab und die einiges an Mehrwert bieten.

Powerlink ist ja nur einer unter mehreren Ethernet-Standards, die sich auf den Weg in die Fabrik gemacht haben. Wie ist Ethernet Powerlink heute positioniert?

Schönegger: Einst haben sich ja fast 30 'Pilger' auf diesen Weg gemacht und von denen, die den Anspruch von vielseitiger Anwendung und weltweiter Verbreitung verfolgt haben, sind nur fünf am Ziel angekommen. Diese haben heute sehr unterschiedliche, branchenabhängige Marktanteile. Powerlink ist stark auf den Maschinenbau ausgerichtet und gehört hier zu den Top 2.

Wird diese Position weltweit beansprucht oder gibt es regionale Unterschiede?

Schönegger: Der Erfolg von Powerlink zeigt sich weniger regionsspezifisch als vielmehr marktspezifisch. Überall dort auf der Welt, wo es einen starken Maschinenbaumarkt gibt, hat sich der Standard etabliert und durchgesetzt. Speziell in China hat Powerlink einen außergewöhnlich hohen Marktanteil erreicht. Auch Nordamerika läuft gut, wobei es hier zwar einen großen Endkundenmarkt gibt, aber im Verhältnis nur einen kleineren Anteil an klassischen Maschinenbau-Unternehmen.

Mit Blick in die nahe Zukunft ist OPC UA in aller Munde und auch die EPSG arbeitet mit der OPC Foundation im Rahmen einer Companion Specification zusammen. Welche Vorteile ergeben sich aus dieser Partnerschaft für den Anwender?

Schönegger: Powerlink legt wie gesagt den Fokus auf die Maschinensteuerung und ist überall dort zu Hause, wo es um High-End Motion Control geht. OPC UA kommt hingegen aus der IT-nahen Kommunikation und wird daher auch richtigerweise als Schlüsselstandard für die Kommunikation rund um Industrie 4.0 gehandelt. Entscheidend in der Kombination ist: Eine Maschine lässt sich über Powerlink und OPC UA exakt so in eine übergeordnete Ebene einbinden, wie es die Ideen von Industrie 4.0 erfordern, egal ob es um Aspekte von Plug&Produce geht oder um eine dynamische Rekonfiguration während des Betriebs.

Powerlink sorgt also gemeinsam mit OPC UA für die geforderte durchgängige Kommunikation?

Schönegger: Ja. Dem Ansatz der Durchgängigkeit folgend darf die Kommunikation zukünftig weder beim IT-System anfangen und bei der Steuerung aufhören, noch bei der Steuerung beginnen und auf der Antriebsebene enden. Die Kommunikation in einer Plug&Produce-Anlage muss komplett durchgängig sein und diesen Anspruch verfolgt auch unsere Companion Specification. Der Schlüssel liegt in entsprechender Transparenz und einer einheitlichen Semantik, die wir über die Companion Specification sicherstellen. Powerlink ist in dieser Hinsicht also schon Industrie-4.0-ready und so lässt sich das dynamische Verhalten in einer Fertigungslinie von der IT-Ebene bis ins Feld durchreichen.

Ist Powerlink anderen Industrial-Ethernet-Standards also einen Schritt voraus?

Schönegger: Powerlink bringt von Haus aus viele Funktionen mit, die in Zukunft sehr wichtig sein werden. Beispielsweise wenn es um Eigenschaften wie das automatische Identifizieren oder flexibles Up- und Downgrade geht. Auch Updates sind durchgängig und problemfrei möglich. Solche Grundeingenschaften von Powerlink sind sehr hilfreich, wenn es darum geht, die auf uns zukommende IT-Funktionalität relativ einfach beherrschbar zu machen.

Wenn es um zukünftige Kommunikationsstrukturen geht, kommt man am Schlagwort TSN im Moment nicht vorbei. Wie bewerten Sie diese Diskussion aus Powerlink-Sicht?

Schönegger: Im Gegensatz zu OPC UA, das sich als neuer Standard für die Kommunikation bereits etablierten hat, stehen konkrete TSN-Umsetzungen noch am Anfang. Wir sehen jedoch, dass OPC UA durch TSN zeitnah Echtzeitfunktionen erhalten wird, mit denen die Kommunikation oberhalb der Steuerungsebene zuverlässig abgewickelt werden kann. Aufgrund der Companion Specification wird es dann möglich sein, mit Powerlink und OPC UA over TSN eine durchgängige Kommunikation von der Sensorebene bis in die Cloud umzusetzen.

Gibt es Befürchtungen Ihrerseits, dass sich OPC UA zu einem Kommunikationswettbewerber von Powerlink entwickelt?

Schönegger: Nein, da mache ich mir absolut keine Sorgen. Ganz im Gegenteil: Wir sehen die Entwicklungen rund um OPC UA extrem positiv. Wenn sich einfachere Aufgaben mit OPC UA lösen lassen, warum nicht? Der Kunde soll sich ja schließlich für das entscheiden, was am besten zu ihm passt. Wir sehen heute allerdings eine klare Tendenz: Je anspruchsvoller die Antriebstechnik in der Applikation ist, desto sicherer wird auch noch für viele Jahre Powerlink gesetzt sein. Je IT-lastiger die Anforderungen sind, umso besser ist wiederum OPC UA positioniert.

Industrial Ethernet scheint gerade erst in der Fabrik angekommen und schon reden alle von OPC UA und TSN. Wie schätzen Sie die neuen Kommunikationsstandards bzgl. der zeitlichen Entwicklung ein?

Schönegger: Es ist nicht so, dass Ethernet erst jetzt in der Industrie angekommen ist. Vielmehr stellen jetzt die letzten Anwender auf Industrial Ethernet um. Schon seit 2005 beobachten wir, dass die Mehrheit der neuen Maschinen auf Ethernet-basierte Standards wie Powerlink als Kernelement der Kommunikationsarchitektur setzen. Neue Automatisierungsstandards wie OPC UA werden sich aber noch deutlich schneller etablieren. Auch die Tatsache, dass neben der Automatisierung viele weitere Industriesegmente an der Marktreife von TSN großes Interesse haben, wird die Marktdurchdringung beschleunigen.

Hängt diese Beschleunigung auch damit zusammen, dass sich die Generationszyklen der Produkte im Consumer-Bereich verkürzen, etwa beim Automobil?

Schönegger: Die Entwicklung findet sicherlich analog statt, denn am Ende des Tages müssen die Maschinen mit den Produktzyklen mithalten. In den 2000ern lag der Zyklus im Automobilbereich noch bei rund acht Jahren. Mittlerweile sind wir bei vier oder viereinhalb Jahren angekommen. Ähnlich ist es im Maschinenbau: die Markteinführung neuer Maschinengenerationen findet immer schneller statt.

Welche Herausforderungen oder Hausaufgaben erwarten Sie auf Seiten der Kommunikation in den nächsten Jahren?

Schönegger: Wir fühlen uns aus heutiger Sicht sehr gut aufgestellt. Sowohl mit Powerlink selbst, als auch in der Kombination des Standards mit OPC UA und auch mit TSN. Wir haben hier in den letzten zwei Jahren sehr viel Vorarbeit geleistet und anstatt uns zu sorgen, freuen wir uns darauf, dass wir mit diesem Invest unseren Kunden einen Marktvorsprung bieten können. Das ist aber nur möglich, weil wir frühzeitig wegweisende Entscheidungen getroffen haben und von Anfang an proaktiv auf OPC UA und TSN zugegangen sind. Wir erwarten, dass sich in den kommenden Jahren noch viel in Richtung OPC UA und TSN entwickeln wird. Aber dieser Trend wird ergänzend und nicht zu Lasten des Wachstums auf der Feldebene stattfinden. Statt neue Standards automatisch als Wettbewerber zu betrachten, sollte man berücksichtigen, welche Vorteile sich in der Kombination ergeben - gerade bei Powerlink und OPC UA.

Powerlink adressiert auch mobile Maschinen als Anwendungsbereich. Wie schätzen Sie diese Branche ein?

Schönegger: Hier sehen wir großes Potenzial für Powerlink - bei mobilen Arbeits- und Agrarmaschinen genauso wie bei Konstruktions- oder Kommunalfahrzeugen. War dieser Markt über Jahre, wenn nicht Jahrzehnte, sehr CAN-dominiert, dann herrscht aktuell wahrlich eine Goldgräberstimmung in Bezug auf Ethernet. Und Erfahrungen und Vorteile, die man aus der Fabrik kennt, lassen sich oft wunderbar auf mobile Maschinen übertragen. Von der Bahnplanung einer Roboterkinematik zur Fahrbewegung einer Feuerwehrleiter ist es technologisch gesehen nicht weit. Auf beiden Seiten begegnen einem ähnliche kommunikationstechnische Anforderungen - was die Regelung angeht, genauso wie bei der Sicherheit. Auch das Konzept von modular aufgebauten Maschinen findet bei Arbeits- und Agrarfahrzeugen großen Anklang. In modernen landwirtschaftlichen Applikationen gibt es so viele automatische und autonome Arbeits- und Erntevorgänge sowie vielfachen Werkzeug- bzw. Aggregatwechsel. Hier ist man schnell wieder beim Thema Plug&Produce und stößt auf ganz ähnliche Anforderungen wie in der Fabrik.

Welche spezifischen Vorteile kann Powerlink für diese Branche ausspielen? Was überzeugt den Anwender?

Schönegger: Die Agrarbranche nimmt eine Art Vorreiterrolle in der mobilen Automatisierung ein und hier ist der Bedarf an sehr schneller Kommunikation absolut entscheidend, z.B. für Servoantriebe. Und genauso wie es vor 15 Jahren im klassischen Maschinenbau der Fall war, lösen geregelte elektrische Antriebe immer öfter starre mechanische Kopplungen ab. Dieses neue Level der Antriebstechnik funktioniert aber nicht ohne moderne leistungsstarke Kommunikationsstandards. Wo CAN also mittlerweile an Grenzen kommt, kann Powerlink seine Stärken hervorragend ausspielen. Gleichzeitig bietet sich Powerlink gut für einen schrittweisen Übergang aus der heutigen CAN- und CANopen-Welt hin zu Ethernet an, weil es auf entsprechenden Prinzipien und Kompatibilität aufsetzt. So können wir Herstellern die Zukunfts- und Investitionssicherheit garantieren, die sie für einen Generationswechsel ihrer Maschinen brauchen.

Denkt man in Richtung Industrie 4.0 und der smarten Fabrik, dann geht es auch immer öfter um mobile Anwendungen: Transporteinheiten, autonome Roboter oder Versorgungs- und Logistikfahrzeuge. Sind Sie mit Powerlink auch in dieser Richtung aktiv?

Schönegger: Am Ende des Tages werden in der Fabrik ganz unterschiedliche Bereiche der Mobilität aufeinandertreffen: Aus der klassischen Logistik und dem mobilen Maschinenbau genauso, wie aus der Automobilindustrie und dem autonomen Fahren. In der Fabrik der Zukunft werden all diese Einflüsse in eine Querschnittsfunktion hineinspielen müssen. Hier ist also viel interdisziplinäres Arbeiten gefragt, damit sich auf dem Weg zu Industrie 4.0 von den unterschiedlichen Interessen und Fachgebieten profitieren lässt.

Dann muss in Zukunft das Werkstück gar nicht unbedingt zur Maschinen kommen, sondern die Maschine wird mobil und kommt zum Werkstück?

Schönegger: Es wird kein Entweder-oder sein, sondern je weiter man in die Zukunft blickt, desto mehr wird es beides sein. In einer hochflexiblen Fertigung wird es immer noch Situationen geben, in denen die Werkstücke zu den Maschinen transportiert werden. In anderen wiederum fährt die Maschine zum Werkstück. Je nach Auslastung der Linie wird nicht nur das Werkstück einen anderen Weg einschlagen, auch das Gerät zur Bearbeitung wird je nach Bedarf eingesetzt. Der Bereich der Robotik wird einer der ersten sein, der diesem flexiblen Ansatz folgen wird.

Vielen Dank für das Gespräch.