Nicht etwa die Messtechnik-, sondern die Automobilbranche sorgte vor vielen Jahren für die Entwicklung der standardisierten Schnittstelle I++ DME (Inspection Plus Plus Dimensional Measurement Equipment). „Treiber der Entwicklung waren damals die Automobilhersteller Audi, BMW, Daimlerchrysler, Volkswagen und Volvo mit Unterstützung von Messtechnik Wetzlar – heute Teil von Hexagon – und Zeiss. Dadurch gab es einen breiten Konsens und eine schnelle und zielgerichtete Entwicklung. Das Ziel der Automobilhersteller war vor allem die Erleichterung des Einkaufs von Koordinatenmessgeräten, unabhängig von der eingesetzten Software, sowie die Möglichkeit der Standardisierung auf eine Metrologie-Software“, sagt Dr. Thomas Maresch, Vorsitzender des VDMA-Arbeitskreises I++ 2.5 und Senior Product Manager System Components bei Hexagon Manufacturing Intelligence.
Das heißt, I++ DME ermöglicht, dass Messmaschine und Messsoftware unabhängig voneinander beschafft oder ausgetauscht werden. So können die Messmaschinen des einen Herstellers mit der Messsoftware eine Konkurrenten betrieben werden. Die Anwender können sich für die individuell beste Kombination aus Hard- und Software entscheiden. Sind weniger Programme im Einsatz, reduziert sich der Aufwand für Mitarbeiterschulungen, gleichzeitig können die Messtechniker flexibel an unterschiedlichen Geräten arbeiten. Messprogramme sind damit außerdem portabler und können auf Messmaschinen verschiedener Hersteller genutzt werden.
I++ teilt ein Messsystem in zwei Teile, die Messmaschine (Server) und die Messsoftware (Client). Die Aufgaben dieser beiden Teile sind klar geregelt. Der Server ist verantwortlich für die Steuerung der Messmaschine, den Betrieb sämtlicher Peripheriegeräte (Drehtisch, Schwenkkopf, Tasterwechsler), die Kalibrierung der Tastsysteme sowie für eine Kompensation systematischer Fehler. Er ist verantwortlich für die Genauigkeit des Messsystems. Auf der anderen Seite ist der Client zuständig für das Messen, Auswerten, Protokollieren, das Erstellen, Verwalten und Ausführen von Messprogrammen.
„Doch die Mehrheit der Hersteller von Koordinatenmessgeräten hat die Standardisierung anfänglich nur vorsichtig aufgenommen und allein das implementiert, was jeweils für das eigene Unternehmen passte“, so Maresch. Zu den ersten Herstellern, welche die Schnittstelle umgesetzt hatten, gehörten Messtechnik Wetzlar, Wenzel, Zeiss, OGP und Reni-shaw.
„Nach guten Fortschritten bis 2008 gab es dann aber wenig Aktivitäten. Es entstand der Eindruck, dass mit der letzten Version der Schnittstelle, V1.7, die Ziele der Automobilindustrie erreicht wurden“, fährt Maresch fort. Da mittlerweile viele Anwender die Vorteile von I++ DME zu schätzen wissen und die Schnittstelle nutzen, haben sich sieben Messtechnikhersteller nun mit fachlicher Unterstützung des WZL der RWTH Aachen unter dem Dach des VDMA der Weiterentwicklung des Standards angenommen: Neben Hexagon OGP, Renishaw, Wenzel, Zeiss, AFM Technolgy und Sios Messtechnik.
Laut Maresch hat die aktuelle Spezifikation einige Unzulänglichkeiten, die die Arbeitsgruppe mit der Spezifikation 2.5 eliminieren will: „Ein Problem, dass aufgetaucht ist, liegt darin, dass die Schnittstelle für große Datenmengen nicht optimal ausgelegt war“, erklärt Maresch. „Zudem hat der Stillstand über annähernd 15 Jahre dafür gesorgt, dass die aktuellen Entwicklungen nicht berücksichtigt wurden. Speziell, wenn es um Multisensorik geht, besteht Nachholbedarf. Die Schnittstelle konzentriert sich auf die traditionelle, taktile Messung. Durch den Druck der Industrie ist der Einsatz des Laserscanners, die flächenhafte Messung, integriert worden. Die Integration war jedoch nicht optimal und aus einem Guss. Diese Bereiche müssen dringend überarbeitet werden. Und dann gibt es noch Aufgaben für eine spätere Version.“
Schnittstelle ist für große
Datenmengen ausgelegt
Der VDMA-Arbeitskreis geht davon aus, dass er die neue Version des Standards als VDMA-Einheitsblatt 8722 bis Ende Juni als Draft vorlegen kann. „Die Formalisierung der entwickelten Spezifikation als VDMA Einheitsblatt erhält das notwendige Gewicht, um sich am Markt zu etablieren. Dann kann die Version 2.5 als Kern für zukünftige Weiterentwicklungen dienen“, erklärt Maresch. Der Entwurf kommt dann in die Begutachtungsphase. „Nach der Einspruchsfrist von zwei Monaten kann das Release im Herbst erfolgen. Damit ist die neue Fassung aktualisiert und von Konflikten bereinigt“, so Maresch. „Es ist im Interesse der Messtechnikhersteller zu prüfen, ob alle Fähigkeiten der aktuellen Koordinatenmesstechnikgeräte abgebildet sind. Die einheitliche Schnittstelle wird dazu beitragen, den Einsatz von Messtechnik zu verbreiten und zu verbessern. Die Standardisierung erleichtert den Einsatz der Geräte und vermeidet fehlerhafte Übermittlungen. Damit unterstützt sie sowohl Anwender als auch Hersteller auf dem Weg zur smarten Fabrik.“
Der übergreifende Standard für den Datenfluss in der vernetzten Fabrik ist OPC UA. Doch eine Verbindung zwischen diesem und I++ DME gibt es – vorerst (noch) nicht. „Für die Version 2.5 gibt es ein klares Ziel, das OPC UA nicht einschließt“, erläutert Maresch das Vorgehen im Arbeitskreis. „Allerdings ist bereits der Wunsch geäußert worden, anschließend weiterzuarbeiten. Es gibt verschiedene Richtungen, die eingeschlagen werden könnten. Für einen einzigen Schritt sind es sehr viele Punkte. Bei der zu Grunde liegenden Technologie kommen bei den offenen Kommunikationsprotokollen sowohl OPC UA wie auch MQTT infrage. Zudem könnten weitere Sensortechnologien integriert werden, beispielsweise die Bildverarbeitung, andere optische Technologien oder die Rauheitsmessung.“
Auch stelle sich dabei die Frage, ob man beim Abstraktionsgrad noch einen Schritt weiter gehen wolle. Darunter falle beispielsweise der Austausch von Objekten anstelle von Punktwolken. Maresch: „Insgesamt gibt es eine Menge Ideen, die wir verfolgen können, aber all diese sollen im Projektteam diskutiert werden, um die Breite des Interesses zu erkennen. Dann werden wir sehen, ob wir unsere Arbeit bis zur Version 3.0 fortsetzen können. Das sind mittelfristige Ziele.“
„Meiner Einschätzung nach sind viele Hersteller erfreut, dass sich in der Arbeit zu dieser Schnittstelle Bewegung zeigt“, sagt der Vorsitzender des VDMA-Arbeitskreises I++ 2.5 „Es ist eine Initiative, die von vielen Herstellern beachtet wird. Darin können sie auch eigene Themen unterbringen. Ich habe den Eindruck, dass diese Entwicklung zu einer verstärkten Nutzung der Schnittstelle bei den Herstellern sowohl extern als auch intern führen kann. Denn die zunehmende Vernetzung der Maschinen für Industrie 4.0 erfordert einheitliche Schnittstellen und die Kommunikation der Maschinen untereinander.“
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