Maßgeschneidert digitalisieren ist durch Steuerungen mit API-Schnittstellen nun auch für kleinere Maschinenbauer einfacher umsetzbar.

Bild: iStock, ALEKSANDR STRELNIKOV

Zeitgemäß digitalisiert Maßgeschneiderter Maschinenbau mit API-Schnittstellen

27.10.2022

Im modernen Maschinenbau ist Digitalisierung längst eine unternehmerische Kernkompetenz. Dabei ist mehr als nur das technische Know-How entscheidend. Für kleinere Unternehmen ist das jedoch noch eine Herausforderung. Mithilfe von Steuerungen mit API-Schnittstellen sollen nun auch kleinere Maschinenbauer künftig das digitale Potenzial ihrer Maschinen voll abrufen und individuell von der Digitalisierung profitieren.

Digitalisierung als Kernkompetenz im Maschinenbau: Das beschränkt sich nicht nur auf das technische Know-how. Mindestens ebenso wichtig ist das Verständnis dafür, welche Möglichkeiten sich auf Basis digitaler Vernetzung in Bezug auf die Optimierung von Workflows, Produktionsprozessen und letztlich Geschäftsmodellen ergeben. Möglichkeiten, die sich je nach Branche und Anwendungsgebiet nicht nur stark unterscheiden, sondern zu deren optimaler Nutzung auch jedes Mal ein neues, individuelles Set an Software und Services vonnöten ist.

Gerade für kleinere Maschinenhersteller ist das eine enorme Herausforderung. Um nicht für jede Maschine oder jeden Anwendungsfall eigene, aufwendige Applikationen programmieren zu müssen, bietet sich mittlerweile auch im Maschinenbau die Nutzung von API-Schnittstellen an. Damit können externe Ressourcen und Know-how unkompliziert genutzt werden, um das digitale Potenzial einer Maschine möglichst optimal und individuell abrufen zu können – etwa durch Anbindung an ein Datenportal, einen Cloud-Kalender oder einen Messenger-Dienst.

Erweiterter Funktionsumfang für Maschinen

Auch wenn es heutzutage längst gängig ist, Softwareplattformen über API-Schnittstellen miteinander zu verbinden, hat sich das Prinzip im Maschinenbau bislang nicht durchgesetzt. Das Problem: In eher einfacheren und weniger komplexen industriellen Aufgabenbereichen kommen meist keine Industrie-PCs oder sonstige IT-Komponenten zum Einsatz, die eine Nutzung von API ermöglichen würden. Aber gerade in solchen Anwendungsfällen, bei denen sich die Entwicklung einer individuellen Lösung normalerweise nicht lohnen würde, ließe sich von der Nutzung externer Ressourcen umso mehr profitieren.

Dass nun auch SPS-Steuerungen über eine API-Anbindung verfügen, ist deshalb eine gute Nachricht für den Maschinenbau. Denn damit ist es fortan möglich, den Funktionsumfang praktisch sämtlicher Maschinen (einfache oder komplexe) ohne große Hardwarevielfalt per API-Nutzung beliebig zu erweitern und zu individualisieren.

SPS-Steuerung mit API

Ein Beispiel für eine solche API-fähige SPS-Steuerung ist die Modicon M262 von Tech-Konzern Schneider Electric. Neben dem Funktionsumfang als Maschinensteuerung verfügt diese über eine entsprechende Schnittstelle sowie dazu passende Bibliotheken mit Softwarebausteinen. Softwarebibliotheken, wie die von Schneider Electric, machen es möglich, die Anbindung der SPS-Software an andere Applikationen ohne zusätzliche Entwicklungsarbeiten zu realisieren.

Grundsätzlich ist es zudem so, dass sich die Einrichtung verschiedener API-Schnittstellen nicht großartig voneinander unterscheidet. Ist das Grundprinzip – HTTPs-Protokoll plus zwei oder drei unterschiedliche Autorisierungsverfahren – einmal erlernt, lässt es sich auf zahlreiche weitere Anwendungsfälle übertragen.

Wird eine API-Anbindung auf diese Weise realisiert, erhöht das auch die Cybersicherheit einer Maschine. Anstatt Rohdaten mit einer externen Hardware, zum Beispiel einem iPC, austauschen zu müssen, die eventbasiert einen Kalendereintrag oder eine Nachricht per Handymessenger auslöst, ist es nun möglich, eine TLS-verschlüsselte Nachricht direkt aus der Maschinensteuerung heraus zu senden und auf eine unnötige Kommunikation über ein Gateway zu verzichten.

Anwendungsbeispiele

Bei der konkreten Nutzung von API-Schnittstellen sind der Kreativität keine Grenzen gesetzt. Je nach Bedarf kann der Funktionsumfang einer Maschine individuell erweitert und an ganz konkrete Anforderungen angepasst werden. So ist es zum Beispiel denkbar, den Betrieb einer Bewässerungsanlage mithilfe der Daten eines Wetterdienstes zu optimieren oder die Bestellung von Ersatzteilen per Anbindung an einen Webshop zu automatisieren.

Außerdem ist es möglich, eine Maschine per API mit einem der gängigen Handymessenger kommunizieren zu lassen. Das kann beispielsweise dann interessant sein, wenn eine Anlage vor einem Update steht und auf das Go des Instandhaltungstechnikers wartet. Über den Messenger könnte dieser über das bereitstehende Update informiert werden und wiederum selbst per Messenger-Nachricht die Installation veranlassen.

Nachhaltiger produzieren

Im Sinne einer nachhaltigeren, klimabewussten Industrie lassen sich die Schnittstellen einer SPS-Steuerung zum Beispiel dafür nutzen, um für mehr Transparenz in Sachen CO2-Bilanz zu sorgen. Und dabei geht es nicht nur um ökologische Gesichtspunkte. Getrieben von den Ansprüchen moderner Verbraucher, ist es etwa für lebensmittelverarbeitende Betriebe unumgänglich, hohe Nachhaltigkeitsstandards nicht nur anzuwenden, sondern vor allem auch transparent an den Konsumenten zu kommunizieren.

Eine nachweisbar günstige CO2-Bilanz kann heute ein Wettbewerbsvorteil sein. Insofern macht es ökologisch und ökonomisch Sinn, über Schnittstellen die jeweils aktuellen Daten zu dem von der Maschine genutzten Strom abzufragen. Hierzu bietet etwa die Bundesnetzagentur eine Dienstleistung an, mit deren Hilfe sich nachvollziehen lässt, zu welchen Zeiten besonders viel Strom aus erneuerbaren Quellen zur Verfügung steht. Auf diese Daten kann via API zugegriffen werden. Unternehmen sind damit in der Lage, für noch mehr Transparenz bei der CO2-Bilanz ihres Produkts zu sorgen.

Mehr Flexibilität für die Lohnfertigung

Ein weiteres Anwendungsbeispiel für die gewinnbringende Nutzung von API-Schnittstellen betrifft die Lohnfertigung. In diesem Szenario ist es möglich, eine Fertigungsmaschine per API-Schnittstelle dazu zu befähigen, freie Zeitslots in einen Cloud-Kalender einzutragen und anzupassen. Für den Disponent ist das eine enorme Arbeitserleichterung. Außerdem kann so auch das Auftragsvolumen gesteigert werden. Wird der Auftragskalender permanent mit der tatsächlichen Auslastung einer Maschine synchronisiert, besteht in der Regel mehr Spielraum, um auch kurzfristige Fertigungsaufträge annehmen zu können.

Anpassungsfähige Maschinen

Mit der Nutzung von API-Schnittstellen lassen sich das digitale Potenzial und der Funktionsumfang von Maschinenanwendungen um ein Vielfaches erweitern. Für Maschinenbauer geht das mit einer ganzen Reihe an Vorteilen einher. Zunächst ist es möglich, deutlich attraktivere und modernere Maschinen zu designen. Dank Nutzung externer Softwareressourcen kann die Funktionalität jeder Maschine exakt an die Anforderungen eines Endkunden angepasst werden. Durch diese prinzipielle Offenheit bieten sich hinsichtlich des Funktionsumfangs einer Maschine praktisch unbegrenzte Möglichkeiten.

Laut Hersteller kommt hinzu, dass sich mit der Nutzung von API-Schnittstellen auch im Maschinenbau Chancen für Ko-Innovation ergeben können. Softwareunternehmen können ihre zum Teil sehr spezifischen Branchenlösungen nun herstellerunabhängig zur Verfügung stellen und damit von neuen Absatzmärkten profitieren. Gleichzeitig tragen diese Softwarelösungen dazu bei, dass ein Maschinenbauer seinen Kunden passendere Angebote machen kann. Digitale Plattformen und Ökosysteme, wie zum Beispiel SE-Exchange, sind ein geeigneter Ort, um solche API-fähigen Softwareanwendungen zu veröffentlichen und zu vertreiben.

Was ist eine API-Schnittstelle?

Eine Menge unserer alltäglichen Annehmlichkeiten wird durch APIs ermöglicht. Diese Schnittstellen sorgen dafür, dass unterschiedliche Softwaresysteme dazu in der Lage sind, miteinander zu kommunizieren und Daten auszutauschen. So zum Beispiel ein Navigationssystem und ein Dienst für die Stau-Erkennung oder ein Cloud-Kalender und eine App für das Erinnerungs-Management. Die API spezifiziert dabei, wie eine Anfrage verarbeitet und wie die angefragten Daten kommuniziert werden.

Hinzu kommt, dass APIs es externen Softwareentwicklern erleichtern können, eigene Programme zu entwickeln, die dann etwa von Nutzern gängiger Betriebssysteme genutzt werden können. Die vom Betriebssystem zur Verfügung gestellte Programmierschnittstelle definiert dazu nicht nur die Programmanbindung auf Quelltext-Ebene, sondern wird häufig auch von einer detaillierten Dokumentation der Schnittstellen-Funktionen begleitet.

Bildergalerie

  • Mit API-Schnittstellen können auch kleinere Maschinenbauunternehmen mit Digitalisierung profitieren.

    Mit API-Schnittstellen können auch kleinere Maschinenbauunternehmen mit Digitalisierung profitieren.

    Bild: Schneider Electric

  • Eine gute Nachricht für den Maschinenbau: Nun verfügen auch SPS-Steuerungen über eine API-Anbindung.

    Eine gute Nachricht für den Maschinenbau: Nun verfügen auch SPS-Steuerungen über eine API-Anbindung.

    Bild: Schneider Electric

  • Mit API-Schnittstellen könnten sich in der Maschinenbaubranche wertvolle Chancen für technologische Entwicklungen ergeben.

    Mit API-Schnittstellen könnten sich in der Maschinenbaubranche wertvolle Chancen für technologische Entwicklungen ergeben.

    Bild: Schneider Electric

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