Dr. Matthias Jöst und Karsten Schneider, Profibus International.

Ultraweitband wird in der Industrie an Bedeutung gewinnen. – Dr. Matthias Jöst (Bild: Redaktion IEE)

| von Gunnar Knuepffer

Herr Dr. Jöst, wofür steht eigentlich omlox?

Matthias Jöst: omlox ist der Markenbegriff, den wir als Gruppe gewählt haben. Er ist aus dem lateinischen Omni Location abgeleitet. Das X steht zum einen für die Positionsmarkierung auf einer Karte, zum anderen für die Vielfalt an Ortungstechnologien, die wir mit omlox zusammenführen.

Sie sprechen bei omlox bereits von einer fertigen Spezifikation, von einem Standard dessen Internationalisierung jetzt die PNO vorantreiben soll. Wer war denn der Initiator für omlox?

Matthias Jöst: Die Firma Trumpf hat den Stein ins Rollen gebracht. Wie viele Unternehmen spürt auch Trumpf schon seit Jahren die zunehmende Digitalisierung rund um ihre Bestandsmaschinen in den Fertigungsbetrieben. Das ist die eine Facette. Trumpf hat ebenso erkannt, dass die Performance ihrer Maschinen schon so optimiert ist, dass ein Prozentpunkt mehr im Gesamtprozess ihrer Kunden nicht mehr den Mega-Effizienzgewinn bewirken kann. Dagegen schlummert in den vor- und nachgelagerten Prozessen noch einiges an Wertschöpfung. Diese Prozesse hat sich Trumpf angeschaut und festgestellt, dass es bei ihren Kunden vor allem an der Logistik klemmt. Und eine wesentliche Technologie, die Logistikprozesse verbessern hilft, sind Ortungstechnologien – mit Ultra Wide Band als Favoriten.

Warum gerade Ultraweitband?

Matthias Jöst: UWB hat in metallintensiven Umgebungen mit viel Reflexionen viele Vorteile. Klar, dass Trumpf als Hersteller von Laserschneidanlagen und Biegemaschinen darauf fokussiert. Allerdings gab es bislang nur wenige Anbieter für UWB-Lokalisierung, die noch dazu geschlossene Systeme waren und die UWB-Lokalisierung unterschiedlich umgesetzt hatten.

Im Sommer 2017 hatte sich Trumpf dann an einem UWB-Anbieter beteiligt, der Firma Bespoon, dann aber rasch erkannt, dass der Markt für UWB-Systeme sehr fragmentiert ist und es eine Standardisierung braucht.

Fragmentiert heißt im Zusammenhang mit UWB also unterein­ander inkompatibel?

Matthias Jöst: Heute ist das noch so – von den omlox-kompatiblen UWB-Systemen abgesehen. Bei omlox-Systemen können Sie die Tags unterschiedlicher Hersteller in einer Infrastruktur orten und im Koordinatensystem anzeigen. Das Prinzip ist wie bei WLAN – mein Standardbeispiel zur Erläuterung. Bei WLAN kümmern sie sich auch nicht darum, wer den Access-Point installiert hat. Sie wissen, es ist WLAN da, es geht und sie melden sich an. Unser Ziel ist, dass das mit UWB genauso geht.

UWB ist in der Industrie aber nicht die einzige Lokalisierungstechnik.

Matthias Jöst: Uns war klar, dass es neben UWB, das seine Vorteile in metallintensiven Umgebungen ausspielen kann, unterschiedlichste und bereits etablierte Verfahren für die Indoor-Ortung gibt. Deshalb ist in der omlox-Spezifikation explizit beschrieben, wie man all diese Ortungstechnologien auf einen gemeinsamen Nenner bringt. Das nimmt den Anwendern die Komplexität. Sie müssen sich nicht mehr darum kümmern, ob die Positionsdaten ein WLAN-System bereitstellt oder ob Bluetooth, GPS, UWB oder 5G genutzt wird. Das ist der Anwendung egal. Er braucht bloß eine verlässliche Ortsinformation und genau das stellt omlox bereit.

Karsten Schneider: Darin liegt auch der Charme der Initiative. Beliebige, auch hersteller-spezifische Systeme lassen sich kombinieren und liefern innerhalb einer Fabrik einheitliche Ortsinformationen – unabhängig von der Technologie. Möglich macht das die Zweistufigkeit des Standards. omlox core zone und omlox hub sorgen für Interoperabilität auf der Hardwareseite und technologie­agnostische Einbindung auf der Softwareseite.

Warum sich Omlox für die Indoor-Lokalisierung eignet

Jede Produktionsstätte besitzt eine unglaubliche Menge an bewegten Objekten, beispielsweise Material-Träger (Paletten, Kegs, Behälter) Werkzeuge, Menschen, Transportausrüstung. Es wäre ausgesprochen hilfreich, wenn sich diese ‚Assets‘ zu vernünftigen Kosten nachverfolgen lassen. Doch dies gelingt nur, wenn ein gemeinsamer Standard existiert, der eine vollständige Interoperabilität ermöglicht und auch investitionssicher ist. Der offene Ortungsstandard omlox, von inzwischen mehr als 60 Unternehmen unterstützt, wird diese Probleme beheben.

 

Stehen Sie auch in Kontakt mit dem AIM, dem Verband für Automatische Datenerfassung, Identifikation (Auto ID) und mobile Anwendungen? Hier sind viele Anbieter von RFID und Barcode-Technologien organisiert.

Matthias Jöst: Das ist genau die Nahtstelle, die wir mit dem AIM klären wollen. Wir haben einen sehr starken Fokus auf UWB sowie alle anderen funkgestützten Ortungsverfahren wie BLE, WLAN, GPS, 5G. Beim AIM gibt es Firmen, die bei RFID einen Schwerpunkt haben. Hier sind wir bislang noch nicht so stark. Das wäre eine Schnittstelle, die wir mit dem AIM klären können und auch sollten.

Trumpf und die bisherigen Mitstreiter haben also die Spezifikation erarbeitet und der PNO übertragen. Liegen damit auch alle Rechte bei der PNO?

Karsten Schneider: Alle Fragen diesbezüglich sind noch nicht abschließend geklärt. Hier hat uns die Pandemie leider etwas ausgebremst. Aber hinsichtlich Markenrechte und Patente erwarte ich keine Schwierigkeiten. Wir sind uns von Anfang an darin einig, dass omlox beziehungsweise Trumpf uns auch die Rechte zur Verfügung stellt. Sonst würde das ja auch gar nicht funktionieren an der Stelle. Grundsätzlich gelten auch bei omlox die IP-Policy und die Philosophie von Profibus International: Wenn eine Technologie gemeinsam entwickelt wird, dann steht sie allen Mitgliedern frei und auch Dritten zur Verfügung.

Und wie haben PNO und omlox überhaupt zueinander gefunden? Ortungstechnologien sind jetzt keine klassische Kommunikations- und IT-Technologie.

Karsten Schneider: Das ist richtig. Letztendlich braucht es für die Entwicklung und globale Verbreitung eines Standards eine gut aufgestellte Organisation mit funktionierenden Strukturen und Prozessen. Das ist zunächst unabhängig davon, ob das Kommunikationstechnologien wie Profinet, IO-Link oder etwas Anderes ist. Wir wurden gefragt, ob wir uns das vorstellen könnten und haben ein Konzept erarbeitet, das letztlich überzeugt hat.

Matthias Jöst: Als wir vor zwei Jahren mit dem lockeren Firmenverbund angefangen haben, waren wir 13 Firmen, die einfach mit einem NDA losgelegt haben, omlox zu konzipieren – ohne im Vorfeld ein großes Vertragswerk auszuarbeiten. Uns war aber von vornherein klar, dass es eine gute Organisation braucht, um das nachhaltig weiterzutreiben.

Wir haben uns umgesehen, wer würde zu uns passen. Die PNO hat mit ihrer großen internationalen Reichweite, der regionalen Präsenz, den verschiedenen Test­centern überzeugt. Dieses weltumspannende Fundament hilft, Themen schnell in die Breite zu tragen.

Und wie ist die omlox-Gruppe in die PNO integriert?

Karsten Schneider: Im Prinzip wie jede andere unserer Technologien; über ein Komitee wie sie bereits für Profibus, Profinet und IO-Link existieren. Darunter gibt es die verschiedenen Arbeitsgruppen für Marketing, Tests, Spezifikationsentwicklung, die eigenständig arbeiten können. Und das omlox-Komitee wird Mathias Jöst leiten.

Welches sind denn die wichtigsten Use Cases, die omlox künftig abdecken soll?

Dr. Matthias Jöst, Profibus International.

omlox ist ohne Einschränkungen Retrofit-tauglich. – Dr. Matthias Jöst Redaktion IEE

Matthias Jöst: Die Nebenprozesse in der Produktion bergen noch viel Rationalisierungspotenzial. Bereits zum Start vor zwei Jahren haben verschiedene Industriepartner einen Katalog mit Use Cases zusammengestellt – in Summe weit über 100 Szenarien, bei denen die Ortsinformation eine relevante Komponente ist. Die meisten Use Cases betreffen Asset Tracking, wie man Tools oder Assets effizienter nutzt und Prozessschritte nachverfolgt. Aber auch Arbeitssicherheit und typische IT-Prozesse wie die automatische Buchung von Materialien und Lagerbeständen. Diese Use Cases sind in die Entwicklung von omlox eingeflossen.

Deckt omlox auch die Bulk-Erfassung ab?

Matthias Jöst: Wir haben Hersteller, die omlox-kompatible RFID-Reader genau für diese Bulk-Erfassung gebaut haben und hunderte von Verpackungen auf einmal erfassen.

Und wie viele der Use Cases sind umgesetzt?

Matthias Jöst: omlox unterstützt alle Use Case, die damals spezifiziert wurden. Mittels des Standards lassen sich Ortsinformationen bereitstellen oder ortsbezogene Events initiieren oder Nachrichten verschicken. Das macht omlox so universell einsetzbar und eben auch so mächtig.

Bedeutet mächtig nicht immer auch komplex und schwierig zu implementieren?

Matthias Jöst: Wenn man zuerst spezifiziert, durchaus. Wir haben es daher genau andersherum gemacht. Wir haben zuerst die Lösungen gebaut, mit den Partnern verprobt und so lange nachjustiert, bis es passte. Erst danach wurde die Spezifikation erarbeitet und Ende 2019 finalisiert. Daher sind wir kurz nach der Vorstellung auch schon so weit.

Gibt es da schon ROI-Betrachtungen für verschiedene Branchen oder Applikationen?

Matthias Jöst: Die gibt es für einzelne Use Cases, etwa wie man Gabelstapler effizienter nutzt, Suchzeiten für Auftrags-Stücklisten reduziert oder Papier durch automatische Buchungsvorgänge ersetzt. Dafür existieren bereits Beispielrechnungen.

Der Charme von omlox besteht darin, jetzt alle bereits verbauten Technologien zu integrieren. Ein Nutzer ist gar nicht gezwungen, im ersten Schritt eine neue Ortungs-Infrastruktur zu installieren, sondern kann die vorhandenen Systeme nachrüsten, quasi omlox enablen. Wenn ein Anwender dann weitere Use Cases in seiner Fertigung etablieren will, kann er schrittweise eine passende Ortungstechnologie ergänzen. Da die omlox-Schnittstellen zwischen den eingesetzten Ortungstechnologien und den Softwareapplikationen liegt, geht das ganz leicht. Vor der Ära omlox wäre das viel aufwendiger gewesen.

Wie sieht denn eine Implementierung der omlox-Middleware aus?

Matthias Jöst: Wir haben uns bei omlox an etablierten IT-Standards orientiert. In der ersten Stufe bietet omlox eine leichtgewichtige REST API und eine Anbindung über WebSockets. In einem späteren Release werden wir dann auch MQTT als einen der im IoT-Umfeld vielfach genutzten Integrationsmechanismus verwenden. Aufgrund der sehr fokussierten und einfachen API ist ein omlox System in wenigen Manntagen in eine Bestandsanwendung integriert.

Karsten Schneider: Natürlich muss ein Anbieter dann auch den Beweis erbringen, dass seine Lösung omlox-konform ist. Hier kommt die PNO mit ihren etablierten Strukturen und Prozessen für die Qualitätssicherung ins Spiel.

Muss man PNO-Mitglied sein, um omlox nutzen oder implementieren zu dürfen?

Karsten Schneider: Mitglied muss man für eine Zertifizierung nicht sein. Jeder kann bei uns seine Produkte gegen die Spezifikation testen und zertifizieren lassen. Aber natürlich haben Mitglieder einen Kostenvorteil, früh Zugriff auf die Spezifikationen und können an den Erweiterungen mitarbeiten, die Zukunft also mitgestalten.

Welche Rolle spielt denn OPC UA als Schnittstelle zu Applikationen?

Matthias Jöst: Wir sind im Austausch mit der OPC UA, um zu schauen, wie wir Dinge standardisiert bekommen. Was Positionsdaten, den Umgang mit Geodaten und Hallenplänen betrifft, da ist die OPC noch nicht so weit. So gesehen geben wir mit omlox einen Anstoß, um mit den Kollegen der OPC Foundation das Thema gemeinsam zu adressieren.

Und wie sieht es mit VDW und VDMA aus? Dessen Branchenverbände arbeiten ebenfalls an Companion Specs für die verschiedensten Maschinentypen.

Matthias Jöst: Mit den Kollegen vom VDMA, die mit der VDA 5050 eine Kommunikationsschnittstelle für Flurförderfahrzeuge oder AGVs erarbeiten, sind wir im Austausch, wie man Produktionsdaten und Auftragsdaten für AGVs harmonisiert.

Was für eine Zeitschiene haben Sie sich denn gesetzt?

Dr. Matthias Jöst und Karsten Schneider, Profibus International.

Die PNO-Strukturen stellen Test und Zertifizierung der omlox-Komponenten sicher. – Karsten Schneider Redaktion IEE

Karsten Schneider: Dazu gibt es natürlich mehrere Sichtweisen. Jetzt ist die erste Spezifikation draußen. Als PNO tragen wir die Spezifikation in die Welt, wollen sie publik machen und weitere Mitstreiter gewinnen.

Dann gibt es die Use-Case-Leute. Sie haben bereits 20 weitere Ideen im Kopf, die sie umgesetzt haben wollen und bereits an der nächsten Version der Spec arbeiten. Die omlox-Kollegen sind hier sehr, sehr ehrgeizig und wollen im Jahres- oder sogar Halbjahres-Rhythmus die Spezifikation updaten. Diese Dynamik finde ich super.

Für mich ist erst mal wichtig, dass wir weitere Mitstreiter finden, und das vor allem weltweit. Sicher, wir haben international agierende Firmen an Bord, wir müssen jetzt aber schauen, auch im amerikanischen und asiatischen Raum die Technologie und die Brand bekannt zu machen.

Braucht es nicht auch auf Seiten von Profibus und Profinet eine Erweiterung der Geräteprofile, um die Positionsdaten der RFID- oder Barcode-Reader zu omlox durchleiten zu können?

Karsten Schneider: Das sehe ich jetzt noch nicht. Das ist ja der Charme von Profinet als Netzwerk in einer Anlage: Ich kann neben den Prozessdaten alles andere übertragen. Anpassungen wären nur dann nötig, wenn bestimmte Positionsdaten in der Steuerung oder in anderen Feldgeräten benötigt würden. Aber das ist sicher nicht einer der wichtigen Use Cases.

Ist es theoretisch möglich, auch die Positionen von Tablets und Smartphone in omlox einzubeziehen, um etwa die Bedienung eines Maschinenmoduls freizugeben?

Matthias Jöst: Auch das ist einer der Use Cases und ein weiterer Grund, weshalb wir auf UWB-Technologien ein besonderes Augenmerk haben. Bislang wurde UWB nur sporadisch von Anbietern genutzt. Beim iPhone 11 hat Apple nun erstmals UWB integriert. Alle Smartphone-Hersteller fangen an, UWB-Chips in ihre Smartphones zu integrieren. Auch die Autohersteller integrieren UWB-Chips in ihre Türen, damit man sein Auto künftig per Smartphone aufschließen kann. Diese Entwicklungen geben UWB einen ganz neuen Drive. Sozusagen sorgt die Consumerwelt für einen Aufbruch im industriellen Umfeld – wieder einmal.

Das Interview führte Chefredakteur Stefan Kuppinger

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