Alle führenden Hersteller von Komponenten für die industrielle Automatisierung bieten heute eine Verfügbarkeit von OPC UA. Es gehört zum neuen Standard, um Interoperabilität und Kommunikation im Sinne von Industrie 4.0 zu ermöglichen. Dies macht Hardware heute zu einer Commodity – nur unwesentlich lassen sich Merkmale zur Unterscheidung zwischen den Herstellern ausmachen. Einer horizontalen und auch vertikalen Vernetzung sind somit schon einmal die Voraussetzung gegeben- aber zum guten Schluss ist auch eine durchgängige Engineering-Lösung notwendig. Bedingt durch die unterschiedlichen Hardware Hersteller, gibt es eben auch unterschiedliche Engineering Plattformen – hier hat sich bislang nicht sehr viel hinsichtlich eines Open-Source-Ansatzes getan. Für den Nutzer ist es unausweichlich, einen kostenpflichtigen Zugang für die Arbeit in einer der Engineering Plattformen zu nutzen. Darüber hinaus enttäuschen die Plattformen selbst dahingehend, das sie sich bislang nur unzureichend der IT-Welt geöffnet haben. Mehrheitlich zeichnen sie sich in erster Linie durch die Performance in der industriellen Automatisierung (OT) aus. Sie bieten wenig Features auch die IT-Aspekte moderner Industrie 4.0 Lösungen zu bedienen.
Wesentliche Aspekte von OPC UA
Eines aber wird sofort klar: OPC UA bietet mehr als nur die nahtlose Kommunikation zwischen Netzwerk-Partnern und gilt daher nicht umsonst als eine sogenannte Technologie. Mit Meta-Informationen zu jedem Datenpunkt bzw. zur Maschine selbst hat man mit OPC UA weitaus größere Möglichkeiten Details in einem Smarten Netzwerk zu teilen. Allem voran die sogenannte Verwaltungsschale. Die Verwaltungsschale ist das digitale Abbild eines Gegenstands und stellt die Schnittstelle für I4.0-Kommunikation zur Verfügung. Das Ziel ist es dabei das Asset über seinen Lebenszyklus minimal aber hinreichend zu beschreiben. Inhaltliche, beschreibende oder funktionale Aspekte sind in Teilmodellen abgebildet. Diese können z.B. Aspekte wie Identifikation, Security, Energiemanagement oder auch verschiedene Prozessfähigkeiten wie Bohren sein. Die Verwaltungsschale kann bei intelligenten Produkten Teil des Assets sein, aber auch bei nicht intelligenten Produkten kann sie sich in einer Cloud-Anwendung oder auf einer Edge-Komponente befinden.
Für den sicheren Daten-Austausch bietet OPC UA umfassende Security Features, was nicht zuletzt Vorausetzung für die horizontale und vertikale Vernetzung ist. Auf der Anwendungsebene (Application Layer) gibt es mehrere Sicherheitsmechanismen. Der Benutzer kann durch eine Username/Passwort-Kombination oder ein Benutzerzertifikat identifiziert werden. Auf dem Transport Layer macht TLS (Transport Layer Security) den Datenaustausch sicher. Für Webdienste wird WS Secure Conversation verwendet, um die Kompatibilität mit .NET und anderen SOAP-Implementierungen sicherzustellen. Für die binäre Variante wir das sogenannte UA Secure Conversation genutzt. Die Authentifizierung verwendet ausschließlich x509-Zertifikate.
Bei der semantischen Selbstbeschreibung wird zwischen Objekten, Variablen, Methoden und Events unterscheidet. Was das bedeutet wird an Hand eines konkreten Beispiels schnell ersichtlich. So kann z.B. an der Schnittstelle eine Roboters folgende Information ausgetauscht werden: „Ich bin ein Roboter (Objekt), mit Werkzeugen (Variablen) zum drehen und schweißen (Methoden) und bin gerade am schweißen (Events).“ Jeder andere Netzwerkteilnehmer erkennt sofort Typ und Zustand einer Maschine. In der Erweiterung wird die semantische Selbstbeschreibung dann mittels einer Companion Sepcification weiter standardisiert. Über die OPC Foundation haben sich Maschinenhersteller und Industrieverbände dazu verständig die Art der semantischen Selbstbeschreibung zu vereinheitlichen. Bereits heute bestehen für den Bereich der Werkzeug- und Kunststoffverarbeitungsmaschinen einheitliche Spezifikationen zur Verfügung.
