Omron Electronics Iberia S.A.U. ist die spanische Tochtergesellschaft der OMRON Corporation. Die Robotics Division mit Sitz in Madrid liefert Hardware-, Software- und Ingenieurlösungen für die Industrieautomatisierung und Robotik in verschiedenen Branchen, darunter die Automobil- und Gesundheitsbranche. In der Fabrik eines Kunden von Omron sollte parallel zum laufenden Betrieb eine bestehende Produktionslinie um Autonome Mobile Roboter (AMR) erweitert werden.
Für die dafür nötige Koordination der beteiligten Systeme entwickelte XITASO eine eigens auf das Projekt zugeschnittene Middleware. Sie übersetzt, koordiniert und überwacht die Daten aller eingebundenen Systeme und fügt sich in die bestehende Produktionsumgebung ein. XITASO verantwortet damit die technische Verbindungsschicht zwischen den AMR, den Steuerungen und den weiteren Drittsystemen der Linie.
Die Herausforderung: AMR ohne Stillstand in eine Linie aus heterogenen Drittsystemen einbinden
Die größte Herausforderung lag nicht bei den AMR selbst, sondern in der Integration der vorhandenen Drittanbietersysteme mit ihren unterschiedlichen Technologie-Stacks. Für die Erweiterung der bestehenden Linie um AMR mussten diese Systeme zuverlässig zusammenspielen.
Daraus ergeben sich mehrere Anforderungen gleichzeitig:
- Die AMR mussten in eine bereits laufende Produktionslinie integriert werden, ohne den Betrieb länger als nötig zu unterbrechen – Ausfallzeiten waren zu minimieren.
- Die beteiligten Systeme beruhen auf unterschiedlichen Technologie-Stacks und müssen dennoch verlässlich zusammenarbeiten.
- Die Kommunikation zwischen den Komponenten muss in Echtzeit erfolgen, damit die Abläufe in der Linie aufeinander abgestimmt bleiben.
- Die Sicherheit der Bedienerinnen und Bediener muss zu jedem Zeitpunkt gewährleistet sein.
Hinzu kam ein sehr enger Zeitplan. Zusammen mit der technischen Komplexität – mehrere Systeme, unterschiedliche Stacks, laufender Betrieb – war für die Umsetzung spezialisiertes Fachwissen erforderlich.
Die Lösung: Middleware als Übersetzungs- und Koordinationsschicht – lokal verarbeitet und im Dashboard sichtbar
XITASO entwickelte eine Middleware, die als zentrale Schicht zwischen den beteiligten Systemen arbeitet. Sie nimmt die Daten der AMR, der Steuerungen (SPS) und der weiteren Drittsysteme entgegen, übersetzt sie zwischen den unterschiedlichen Technologie-Stacks und koordiniert daraus die Abläufe in der Linie. So arbeiten Systeme mit unterschiedlichen Technologie-Stacks zusammen.
Technisch basiert die Middleware unter anderem auf C#, Kafka und MQTT; die Anwendung ist ereignisgesteuert aufgebaut. Die Anbindung der Maschinen erfolgt über SPS-Kommunikation. Über Modbus wurde zudem die Kommunikation mit einer hardwarenahen Steuerung realisiert: So war ein System angebunden, das in Echtzeit übermittelt, ob die AMR in sicherheitskritische Bereiche der Fabrik einfahren und sich dort bewegen dürfen.
Ein Großteil der Daten wird nicht gespeichert, sondern direkt verarbeitet, um daraus Entscheidungen abzuleiten und diese an die beteiligten Systeme weiterzugeben. Die Datenverarbeitung bleibt dafür vor Ort in der Produktionsumgebung. Eine Benutzeroberfläche zeigt den aktuellen Zustand der verbundenen AMR und weiterer Komponenten an und macht das Zusammenspiel der Systeme im laufenden Betrieb sichtbar.
XITASO arbeitete dabei eng mit den leitenden Ingenieuren von Omron zusammen und ging agil und iterativ vor: Anforderungen, die sich erst bei der Analyse der Produktionslinie zeigten, wurden fortlaufend aufgenommen. Das Team von XITASO war vor Ort, um die Werksabnahmetests (FAT) zu unterstützen und das Laufzeitverhalten der Middleware zu optimieren.
Das Ergebnis: Abgestimmte Echtzeitkoordination und eine wiederverwendbare Plattform für weitere AMR-Projekte
Mit der Middleware von XITASO arbeiten die AMR und die vorhandenen Drittsysteme in der Linie zusammen, obwohl sie auf unterschiedlichen Technologien beruhen. Die Abläufe werden in Echtzeit koordiniert, und der Zustand der verbundenen Komponenten ist über die Benutzeroberfläche sichtbar. Für den Betrieb heißt das konkret: Die AMR wurden in die laufende Produktionslinie eingebunden, ohne den Betrieb länger als nötig zu unterbrechen, die Abläufe bleiben in Echtzeit aufeinander abgestimmt und die Sicherheit der Bedienerinnen und Bediener ist dabei gewahrt.
Die entwickelte Software übertraf dabei die Leistung der zuvor eingesetzten Lösung und verbesserte einzelne bereits vorhandene Funktionen. Trotz des engen Zeitplans, der eine fristgerechte Fertigstellung zunächst unwahrscheinlich erscheinen ließ, wurde das Projektziel erreicht.
Über den konkreten Anwendungsfall hinaus stellt die Lösung von XITASO eine modulare und wiederverwendbare Plattform bereit. Omron kann sie als Grundlage für weitere fortgeschrittene Projekte mit Autonomen Mobilen Robotern nutzen.
„Dank der vielen Stunden, die XITASO in dieses Projekt investiert hat, konnten wir unser Ziel erreichen, obwohl eine fristgerechte Fertigstellung zunächst unwahrscheinlich schien. Die Qualität der entwickelten Software hat die Erwartungen bei weitem übertroffen."
– Robotics FAE Manager, Omron Electronics Iberia S.A.U.
