Expand the box OPC UA bringt Interoperabilität in Cloud-Lösungen und die Laborwelt

Die bestehenden Konzepte sollen um sichere, interoperable Cloud-Architekturen erweitert werden. Diese Architekturen müssen offene Lösungen für die Datenanalyse, digitale Zwillinge, das industrielles Metaverse und künstliche Intelligenz ermöglichen, aber gleichzeitig die Bindung an bestimmte Anbieter vermeiden. Darüber hinaus müssen sie Edge-to-Cloud- und Cloud-to-Cloud-Kommunikationsarten sowie eine Möglichkeit zur sicheren Speicherung von OPC-UA-Informationsmodellen in der Cloud definieren. Von IT-Firmen initiiert hat die OPC Foundation in den vergangenen Jahren mehrere Arbeitsgruppen im Cloud-Bereich eingerichtet. Themen wie Digitale Zwillinge, Metaverse und nun aufkommend auch AI und DataSpaces wurden oder werden gemeinsam erarbeitet. Auch EU-Vorgaben zur zentraler Rückverfolgbarkeit wie der digitale Produktpass (DPP), dem Product Carbon Footprint (PCF) oder Sicherheitsaspekte wie im Cyber Resilience Act (CRA) werden von der OPC Foundation adressiert und mit OPC UA umgesetzt.
Liste der OPC-Foundation-Arbeitsgruppen mit Fokus auf OPC-UA-Cloud-Interoperabilität:

• UA Cloud Library - Ein abfragefähiger Online-Speicher für OPC-UA-Informationsmodelle

• OPC UA over MQTT Working Group - sicherer Transport von Edge zu Cloud und Cloud zu Cloud.

• OPC UA über MQTT Prototyping Gruppe.

• OPC UA über MQTT Testbed.

• OPC UA REST Schnittstelle - Cloud-basierter OPC-UA-Server-Zugang.

• OPC UA WoT Konnektivität - standardisierte Softwarekonfiguration für industrielle Konnektivität.

• OPC UA Industrial Metaverse Arbeitsgruppe.

• OPC UA AI Nutzung von Large Language Models Working Group (wird derzeit gegründet).

• OPC UA Data Spaces Working Group (wird derzeit gegründet).

Liste der Open-source Referenz-Lösungen mit Fokus auf OPC-UA-Cloud-Interoperabilität:

• UA Cloud Library: Cloud-neutrale Referenzimplementierung.

• UA Cloud Publisher: Ein OPC UA PubSub Telemetrie-Publisher (OPC UA over MQTT).

• UA Cloud Commander: Eine Online-Befehls- und Steuerungs-App für OPC UA Server.

• UA Cloud Action: Eine Cloud-basierte App zum Auslösen einer Aktion für UA Cloud Commander.

• UA Cloud Dashboard: Ein Online-Dashboard für OPC UA PubSub Daten.

• UA Cloud Twin: Digital Twin Adapter für OPC UA PubSub Daten vom Digital Twin Consortium.

• UA Cloud Viewer: Ein Online-Viewer für OPC-UA-Informationsmodelle.

• AAS Repository: Ein Asset Admin Shell Repository mit OPC UA Modellierungsunterstützung.

• UA Edge Translator: eine Referenzimplementierung für industrielle Konnektivitätssoftware.

• IIoT Starter Kit: Quick-Starter für Beispiele mit OPC UA über MQTT.

Expansion in weitere Märkte

OPC UA wächst aber auch aus dem Kernbereich der Fabrikautomatisierung in weitere Märkte: Im Jahr 2017 wurde bereits ein OPC-UA-Informationsmodell für kommerziellen Großküchengeräten definiert. Der Standard wurde gemeinsam mit dem Industrieverband Haus-, Heiz- und Küchentechnik (HKI) entwickelt, der rund 230 Hersteller von Großküchen-, Haushaltsheiz- und Kochgeräten vertritt. Das OPC-UA-Informationsmodell ermöglicht eine Standard-Kommunikationsschnittstelle für gewerbliche Küchengeräte. Fritteusen, Backöfen, Kaffeemaschinen sind Beispiele für solche Geräte. Auf den traditionellen Automatisierungsmessen waren diese Geräte, wie zum Beispiel eine vernetzte Fritteuse, ein Highlight für die Industrie.

Nun wächst OPC UA wieder weiter in einen neuen Anwendungsbereich, die Labortechnik: Initiiert von dem deutschen Dachverband SPECTARIS wurden direkt internationale Partner wie RNDIA aus Korea, JAIMA aus Japan, LABMAS aus Spanien und FHI aus den Niederlanden zur Erstellung eines globalen Standards zusammengebracht. Dr. Janina Bolling, Spectaris, sagt: „Die Herausforderung in der Laborbranche ist, dass es viele verschiedene Hersteller gab, die sich bisher nicht auf einen gemeinsamen Kommunikationsstandard geeinigt hatten. LADS (Laboratory and Analytical Device Standard) wurde bereits in der ersten Version freigegeben und wird als gemeinsame Sprache für Labor und analytische Geräte jetzt in die Laborgeräte integriert.“

Praxiseinblicke

Karsten Stein, Technology Expert Bioanalytics bei Berthold gibt tiefere Einblicke: „Wir haben in 2022 im Geschäftsbereich Bioanalytics bei Berthold Technologies angefangen über die Architektur einer zeitgemäßen Laborautomatisierungslösung mit Probenvorbereitung, Probenverarbeitung und Analyse nachzudenken. Insbesondere war die Kommunikation zwischen den geplanten eigenen Modulen, aber auch zu denkbaren Third-Party-Modulen und zu übergeordneten Strukturen der Laborkommunikation (zum Beispiel LIMS) ein zentrales Thema der Diskussion. Schnell wurde klar, wir können und wollen keinen eigenen Kommunikationsstandard für Laborgeräte entwickeln und etablieren, wollten aber die ersten Schritte zu einer integrierten Laborautomatisierungslösung so schnell wie möglich gehen.

Da kamen uns die Aktivitäten unseres Fachverbanden SPRCTARIS mehr als gelegen. Die Companion Specification für ein Laboratory and Analytical Device Standard (LADS) auf Basis von OPC UA war im vollen Gange. Wir brauchten nur noch aufspringen, was wir dann auch prompt getan haben. Heute im Februar 2024 können wir voller Stolz von der ersten exemplarischen LADS Server Implementierung für unseren „Luminescence Mircoplate Reader – CENTRO“ berichten. Auf der Fachmesse SLAS in Boston konnten wir unsere Lösung sehr erfolgreich präsentieren und das Interesse der Screening Community in Boston war beachtlich. Ich glaube, wir sind den entscheidenden Schritt in Richtung integrierte Laborautomation gegangen.“

Lesen Sie zu dem Thema auch das Interview mit Stefan Hoppe, Präsident der OPC Foundation.