Mit der Entwicklung moderner Fertigungsmethoden entwickeln sich Produktionsanlagen in Richtung größerer Flexibilität, Multifunktionalität und Netzwerkkonnektivität. Dieser Trend hat neue Anforderungen an CNC-Steuerungen geschaffen, die erfordern, dass ihre Funktionen rekonfigurierbar, modifizierbar, erweiterbar und sogar regenerierbar sind. Folglich besteht ein zunehmender Bedarf an"Offenheit"in Steuerungssystemen. Hersteller von Steuerungen sind auf der Suche nach offenen CNC-Systemen, die ein höheres Leistungs-Kosten-Verhältnis und eine verbesserte Wettbewerbsfähigkeit der Produkte bieten. Darüber hinaus treiben auch die Integration von Fertigungsinformationen und die Dezentralisierung von Produktionssystemen den Trend hin zu offenen Architekturen voran. Die rasanten Fortschritte in der Internettechnologie haben die materielle Grundlage für das Erreichen dieser Offenheit gelegt.
Die Forschung an CNC-Systemen (Computer Numerical Control) mit offener Architektur begann 1987 mit der von der US-Regierung gefördertenController der nächsten Generation (NGC)Projekt. Ziel war es, eineSpezifikation für einen Open System Architecture Standard (SOSAS), die auf den Prinzipien der Interoperabilität und hierarchischer Softwaremodule aufbaut. Im Jahr 1994 haben drei große amerikanische Automobilunternehmen –Chrysler Corporation, Ford Motor Company und General Motors Powertrain Group—initiierte dieOMAC (Controller mit offener modularer Architektur)Projekt. Zu den Zielen von OMAC gehörten die Reduzierung der Investitions- und Wartungskosten für Steuerungen, die Verbesserung der Werkzeugmaschinenauslastung, die Aktivierung von Plug-and-Play-Software-/Hardwaremodulen und die Unterstützung einer effizienten Neukonfiguration von Steuerungen. Dieser Ansatz zielte darauf ab, die Produktentwicklungszyklen zu verkürzen, Technologie-Upgrades zu beschleunigen und sich besser an die sich ändernden Marktanforderungen anzupassen.
In Europa ist dieOSACA (Offene Systemarchitektur für die Steuerung in Automatisierungssystemen)Das Projekt wurde 1992 unter der Koordinierung derISW-Institut an der Universität Stuttgart. Mit einem Budget von 11,4 Millionen Euro und der Beteiligung von Institutionen, Universitäten und Herstellern aus 11 Ländern – darunter Deutschland, Italien, Frankreich, die Schweiz, Großbritannien und Spanien – wurde das Projekt 1996 abgeschlossen. Das OSACA-Modell sah ein System vor, das aus frei kombinierbaren Modulen besteht, die auf einer standardisierten Plattform arbeiten, was eines der idealsten Modelle unter den Initiativen für offene Controller-Architekturen darstellt. Heute sind große europäische CNC-Hersteller wieSIEMENS, BOSCH, NUM und FAGORentwickeln aktiv offene CNC-Systeme, die den OSACA-Standards entsprechen.
In Japan ist dieOSE-Verbandwurde 1995 von Werkzeugmaschinenherstellern und Unternehmen der Informations- und Elektronikbranche gegründet, um im Rahmen derOSEC (Offene Systemumgebung für Steuerungsarchitektur)Initiative. Das Projekt wurde in zwei Phasen durchgeführt. Die erste Phase,OSEC-I-Entwurf, die sich auf die Erforschung der Bedeutung und Richtung offener Regler konzentrierte, wobei dieFADL-Sprachevorgeschlagen – eine neutrale Sprache, die von mehreren Unternehmen unterstützt wird und als Schnittstelle zwischen Benutzern und Verantwortlichen dienen soll. Die zweite Phase,OSEC-II-Ausführung, die darauf abzielte, eine voll funktionsfähige, installierbare Architektur zu entwickeln. In OSEC-II entwickelte sich die FADL-Sprache zuOSEL, eine neue NC-Sprache mit wiederverwendbaren Funktionen, die das von Endanwendern und Maschinenbauern gesammelte Fertigungs-Know-how in Softwaremodulen bündelt.
Die Kernaufgabe dieser Forschungsinitiativen besteht darin,Standardisierte architektonische Vorgabenfür offene CNC-Systeme. Mit solchen Standards können Entwickler interoperable und austauschbare Funktionsmodule erstellen. Durch standardisierte Schnittstellen können Baugruppen verschiedener Hersteller zu kundenspezifischen CNC-Systemen zusammengebaut werden, die den spezifischen Anwendungsanforderungen gerecht werden.
