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19.05.1995

Industrie- und Echtzeitrechner/MMS und MAP fuer eine offene Automatisierung der Fertigung

Von der einstigen Euphorie ueber die Entwicklung offener Standards im Bereich Fertigungsautomation ist nichts mehr zu spueren. Es ist ruhig geworden um das Manufacturing Automation Protocol (MAP) und die Manufacturing Message Specification (MMS). CW-Redakteur Ludger Schmitz befragte Klaus Grund*, einen der engagiertesten Kenner auf diesem Gebiet, zur Entwicklung der Standardisierungsbemuehungen und zu Empfehlungen fuer interessierte Anwender.

CW: Was sind die wichtigsten Entwicklungen von MAP in den letzten Jahren?

Grund: Der wichtigste Schritt war die Veroeffentlichung der MAP- 3.0-Specification, 1993 Release, im Dezember jenes Jahres. Sie erweiterte den Standard um MMS ueber Ethernet, die IEEE-802.3- Verkabelungsoption zusaetzlich zum IEEE-802.4-Token-Bus. Ausserdem gestattete sie FDDI als Option fuer das Backbone-Netzwerk und brachte ein verbessertes Mini-MAP, basierend auf dem japanischen Factory Automation Interconnection System, FAIS. Insgesamt wurde das MAP-Profil erweitert. Es umfasst jetzt zusaetzlich zu MMS, FTAM, Netzwerk-Management und Directory-Services auch Remote Database Access, X-Windows und Virtual-Terminalprotokolle. Damit lassen sich die meisten Anwendungen in der Fertigungsautomation abdecken.

CW: Mit der Annahme von Ethernet als Verkabelungsmoeglichkeit waren insbesondere in Europa Hoffnungen auf eine kostenguenstigere Automatisierung in der Fertigung verbunden. Haben sich diese erfuellt?

Grund: Ja, denn Ethernet-Verkabelung und -Produkte sind eben preiswerter als die komplexeren Token-Bus-Breitbandnetze aus den Anfaengen der MAP-Entwicklung. Alle neuen MAP-Installationen in Europa seit 1992 benutzen nur noch Ethernet. Dabei haben sich Verkabelungen, die auf einer Kombination von Glasfaser- und Koaxialkabel basieren, als kostenguenstig erwiesen, speziell fuer grosse Netze.

CW: Vor drei Jahren galt ein Preis von 1000 Dollar als Traumziel fuer MAP-Produkte. Ist man diesem Ziel naehergekommen?

Grund: Durchaus, jedoch mit einer anderen Technik, als vorgesehen. 1000 Dollar hiess einst das Ziel fuer ein MAP-Breitband-Interface- Board fuer Computer und SPS-Steuerungen. Das hat man nicht erreicht, die Breitbandtechnik war zu kompliziert. Beim heutigen Stand der Technik werden keine externen Board-Interfaces mehr fuer Computer benoetigt, auf denen der OSI-Stack laeuft, da die Rechner wesentlich leistungsfaehiger geworden sind.

Ein MAP-Interface fuer einen PC, basierend auf einer Ethernet- Schnittstelle mit OSI-Stack- und MMS-Software, kommt dem 1000- Dollar-Ziel schon naeher und ist fuer unter 3000 Mark zu haben. Ein MAP-Interface fuer Unix-Rechner und fuer SPS-Steuerungen ist jedoch immer noch erheblich teurer. Der Wunsch nach preiswerteren MMS- Produkten hat in Europa dazu gefuehrt, MMS ueber TCP/IP zu entwickeln. Es gibt einige Softwarehaeuser und Systemintegratoren, die entsprechende Produkte anbieten.

CW: Wie hat sich der MAP-Markt entwickelt? Ist die einstmals ruecklaeufige Tendenz gestoppt oder umgekehrt worden?

Grund: Den MAP-Markt kann man jetzt wohl als stabil bezeichnen. MAP-Anbieter, die die Entwicklung vom Token-Bus zu Ethernet 1992/93 nicht mitgemacht haben, sind vom Markt verschwunden. Das betraf insbesondere US-Unternehmen. Davon hat die Firma Sisco profitiert, die jetzt als Third-Party-Unternehmen MMS-Software und MMS-basierende Applikations-Enablers fuer alle gaengigen PC- und Rechnerplattformen anbietet.

In Europa offerieren in der Hauptsache die Firmen MAP/

MMS-Produkte, die Geschaefte mit der Automobilindustrie machen oder machen wollen. Das sind beispielsweise die Rechnerhersteller Hewlett-Packard, Tandem, SNI, Digital Equipment und IBM oder die Steuerungshersteller Siemens, AEG-Schneider, Bosch, GE-Fanuc und Allen-Bradley.

CW: Finanzstarke Automobilkonzerne wie General Motors und Toyota waren MAP-Pioniere und auf diesem Feld auch lange allein. Sind inzwischen andere Unternehmen hinzugekommen? Verschiebt sich die Anwenderstruktur?

Grund: Es ist nach wie vor die Automobilindustrie, die nach Installationszahlen am wichtigsten ist. Doch gibt es inzwischen auch Anwendungen in anderen Branchen. Das von der European Manufacturing Technology Users Group, EMTUG (frueher EMUG), herausgegebene "MAP/MMS Product & Installation Directory" fuehrt zum Beispiel auch Installationen in den Branchen Aluminiumindustrie, Luftfahrtindustrie, Unterhaltungselektronik, Flughaefen, Verkehrssteuerung, Energieversorgung, Stahlwerke, Bergwerke, Chemie und Brauereien auf.

CW: Bei MAP gab es traditionell drei unterschiedliche Entwicklungslinien in den USA, Japan und Europa. Besteht diese Dreiteilung weiter?

Grund: Sie besteht leider immer noch. Die Europaeer verwenden MMS ueber Ethernet, die Japaner bevorzugen Mini-MAP, und die Amerikaner scheinen zur Zeit kein richtiges Konzept zu haben, denn den MAP- Token-Bus unterstuetzen nur noch wenige Hersteller. Eine Vereinheitlichung kann wohl nur dann gelingen, wenn Japaner und Amerikaner auf MMS ueber Ethernet umsteigen. Nur dann wird es auf laengere Sicht zu preiswerteren MAP/MMS-Produkten kommen.

CW: Hat sich hinsichtlich einer Vereinheitlichung konkreter etwas getan?

Grund: Ansaetze sind jedenfalls erkennbar. Im Februar 1995 war eine Studiengruppe aus Japan in Europa, um sich bei EDS, GM-Opel und Daimler-Benz praktische Hinweise fuer den Einsatz von MMS ueber Ethernet zu holen. Wenn auch in den USA ein MAP-Konzept fuer den Fertigungsbereich derzeit nicht deutlich sichtbar ist, so hat dort doch eine andere Branche die Nutzen und Vorteile von MMS als standardisierte Anwendersprache erkannt: Verschiedene Energieversorgungsunternehmen haben sich zusammengeschlossen, um fuer lokale Netze und Datenfernuebertragung ein einheitliches Kommunikationsprofil zu entwickeln, das wie MAP auf ISO/

OSI und MMS aufbaut. Es heisst Utility Communications Architecture, UCA.

CW: An welchen MAP-Schichten laufen derzeit wichtige Arbeiten? Und woran sollte nach Wuenschen der Anwender kuenftig vorrangig gearbeitet werden?

Grund: In den ISO-Normungsausschuessen gibt es Aktivitaeten, den MMS-Standard weiterzuentwickeln, so dass in einigen Jahren eine neue Version mit mehr Funktionalitaeten und fuer erweiterte Anwendungsbereiche zu erwarten ist. Der Anwender jedoch, der heute MMS in der Fertigungsautomation einsetzt, moechte in erster Linie Stabilitaet und Kontinuitaet. Es muss daher sichergestellt sein, dass kuenftige MMS-Versionen aufwaertskompatibel sind und nicht zu Aenderungen in bestehenden Anwendungen fuehren. Bei den meisten heutigen Anwendungen kommt ohnehin nur ein kleiner Teil der 86 MMS-Funktionen zum Einsatz. Vor neuen Anwendungen sollte erst einmal das Potential der heutigen MMS-Funktionen besser ausgenutzt werden.

CW: Was sind die groessten Defizite hinsichtlich der Datenkommunikation in Fertigungsbetrieben?

Grund: Die groessten Defizite sehe ich darin, dass viele Anbieter die offene Kommunikation anscheinend gar nicht wollen und die Anwender mit einer Vielzahl von Kommunikationsprodukten und -begriffen ueberschuetten. Wie die Hannover-Messe im April gezeigt hat, beginnt das mit den vielen Feld-Bus-Systemen wie Profibus, Interbus, CAN und FIP, um nur die wichtigsten zu nennen. Es reicht ueber meist mehrere proprietaere Netzwerke pro Hersteller bis hin zu MAP/MMS.

Die MAP/MMS-Produkte laufen oft unter allgemeinen Herstellernamen, gemischt mit proprietaeren Produkten, so zum Beispiel bei dem AEG Modnet oder bei dem Siemens Sinec H1. Bei Siemens kann man unter dem Begriff "Technologische Funktionen" MMS ueber Sinec H1/AP oder Sinec H1 OSI-Stack bekommen, jedoch zu unterschiedlichen Preisen, wobei die MMS/

OSI-Version bedeutend teurer ist. Ein Anwender muss schon viel von der Produktvielfalt verstehen und auf MMS bestehen, um auch echte MAP/MMS-Produkte zu erhalten, die interoperabel mit Produkten anderer Hersteller sind.

CW: Wo sehen Sie optimistisch in die Zukunft?

Grund: Grundsaetzlicher Optimismus reicht leider nicht, zu hoffen, dass sich die Netzwerkvielfalt im Fertigungsbereich in der naechsten Zeit auf ein vernuenftiges Mass reduziert. MAP ist noch nach Regionen dreigeteilt, und auf einen einheitlichen weltweiten Feld- Bus-Standard warten wir schon seit Jahren vergebens. TCP/IP wird jetzt auch im Fertigungsbereich eingesetzt, und Hersteller ueberraschen die Anwender immer wieder mit neuen proprietaeren Netzen.

Im Gegensatz dazu gibt es den stabilen ISO-Standard MMS, auf dem Anwendungen in der Fertigungsautomation aufgebaut werden sollten - unabhaengig vom darunterliegenden Netzwerk. Es gibt einige Leitstand-Software-Angebote und Enabler, die auf dem MMS-Standard aufbauen, zum Beispiel Easy-MAP von der daenischen Firma CRI. Andere Produkte aus dieser Ecke ruehmen sich einer Vielzahl von Treibern fuer Steuerungen, die unterstuetzt werden. Die Vielzahl von Treibern macht jedoch noch kein offenes System aus - ein wartungsfreundliches schon gar nicht.

CW: Welche Empfehlungen geben Sie Anwendern?

Grund: Anwender sollten nach Moeglichkeit nur Kommunikationsprodukte einsetzen, die auf internationalen Standards wie MMS beruhen. Dabei sollte man aber pragmatisch vorgehen. Die Kommunikation in der Fertigung, basierend auf einer offenen Client-Server-Architektur, koennte zur Zeit zum Beispiel so aufgebaut sein: Ethernet mit TCP/IP fuer die Vernetzung von Terminals und PCs, MMS ueber Ethernet fuer die Kommunikation mit Kopfsteuerungen, und unterhalb davon beispielsweise Profibus fuer die Anbindung von untergeordneten Steuerungen sowie Ein- und Ausgabegeraeten.

Dieses Konzept zeigt auch deutlich die Vorteile einer Ethernet- Verkabelung in der Fabrik: TCP/IP fuer Terminals und OSI/MMS koennen auf demselben Kabel laufen. Fuer den Einsatz von MAP/MMS braucht man heute keine neue Infrastruktur mehr zu errichten, wenn man schon Ethernet in der Fabrik installiert hat.

Anwender, die ihre diversen Anwendungen in der Fertigungsautomation zu einer offenen Systemarchitektur migrieren wollen und sich bei dem verwirrenden Angebot an High-Tech- und Kommunikationsprodukten ueberfordert fuehlen, sollten mit der EMTUG Kontakt aufnehmen (Telefon: +44-792-295810, Fax: +44-792-295811), um den Erfahrungsaustausch mit anderen Anwendern europaweit zu pflegen.