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只有通过标准接口在整个过程链中进行数据交换时控制工程网版权所有，工业4.0所设想的全球互联网才能真正实现。德国机床制造商协会（VDW）正在开发一种开放的通用机床接口标准umati(universal machine tool interface)，用于将机床连接到更高层级的信息技术（IT）系统。这将简化机床制造企业的数字化升级，并使更多中小型企业可以充分利用现代化生产环境。
面向机床用户的开放标准
在EMO汉诺威2019国际机床工具展上，VDM展示了该通用机床接口，通过第一个获得国际认可的OPC UA配套规范草案，将来自国内外制造商的50至100台机器连接起来。开放标准umati基于OPC UA，旨在确保来自配置不同控制系统的机器的数据，使用开放的、标准化的连接。
VDW主席Heinz-Jürgen Prokop博士说：“这是一种创新，可以让计算机数控行业长期受益。长期以来，数字化一直是机器制造商日常业务的一部分。企业对umati标准和应用充满了期望。”
机床制造商Profiroll Technologies董事总经理Stephan Kohlsmann博士说：“我们专注于分析机器数据，以在确保过程可靠性的同时实现更好的公差。我们开发了一种具备硬补偿系统的智能机器，用于消除过程进料中的波动。由于内部用于软件开发的资源是有限的控制工程网版权所有，我们尚未对机器状态数据进行大规模的处理。现在，在VDW框架内，我们可以基于umati标准开展进一步的工作。”
用户对零部件数据、机器状态以及生产数量等信息的需求越来越多。机床制造商更清楚运营商对哪些信息感兴趣，因此在制定标准（与控制制造商兼容）方面，它们更了解用户的需求。各种机床的运行人员期望以统一的情境、周期和格式接收所需的数据。然后，他们就可以只需专注于特定的、标准化的数据存储和处理。这是一个巨大的进步。
统一定义的参数（在OPC UA配套规范中描述和发布）起着关键作用。基于OPC UA标准的umati是一项用于机床的接口标准。这项技术允许在机床上设置OPC UA服务器CONTROL ENGINEERING China版权所有，该服务器可建立umati信息模型。通过该信息模型提供OPC UA数据CONTROL ENGINEERING China版权所有，呈现出机床识别信息、当前状态或生产程序等信息。
作为一种通用接口，umati可便捷安全地把机床和设备无缝连接到客户端或用户端的IT生态系统中去，用于机床与生产环境内外围的IT系统的连接。使用umati可简化机器与客户IT基础设施的连接并降低其费用，减轻人力资源负担，提高项目实施速度和降低成本。umati是一种开放式、可自由支配使用的标准，在自己产品的OPC UA中使用umati配套规范不需额外增加许可费用。umati支持机床生产商和用户的特定扩展，提供的规范不仅适用于德国，还支持全球的用户。
设置用于机床的标准umati 接口。图片来源：VDM
适应市场标准的灵活性
在实施统一的OPC标准时，各个行业需要应对不同的挑战。特定的行业标准对于OPC UA非常重要，甚至是无法避免的。行业之间的差异太大了。某些制造商或客户特定的数据要求无法标准化。能适用于所有行业的标准，应涵盖各行业之间的公共部分。VDW协会的Alexander Broos博士认为，此过程需要各方参与者在实现共同目标方面有一定灵活性，尽可能制定可以普遍应用的标准。大家需要共同努力，以快速实现这一目标。
目前，VDM正在积极制定umati 1.0（第一个协调标准化语义系统）及其实现规范。与实际使用案例中的软件一样，必须对其进行不断的完善。据Broos博士介绍，未来将会推出umati 1.1或umati 2.0，或者针对特定行业增加特定需求，例如激光处理或木工行业。将其付诸实践是一个复杂的过程。具体而言，这意味着在相对较短的时间内对变更做出响应，并在必要时进行更新。在标准化领域中，这通常并不常见。必须及时处理各种棘手的问题，例如如何实现向下兼容性，或者在新建设施中如何连接机器等。
除了主要的机床制造商之外，VDM还邀请了其它重要的机床计算机数控（CNC）和自动化供应商：贝加莱自动化和三菱电机最近与倍福、博世力士乐、发那科、海德汉和西门子一同加入进来。新成立的OPC UA联合工作组已开始运作CONTROL ENGINEERING China版权所有，负责在整个行业中与机器制造商、供应商和客户进行合作。
早在2006年，美国机械制造技术协会（AMT）就提出了数控设备互联通讯协议MTConnect，用于机床设备的互联互通。目前，各大数控设备制造商都使用各自的专有语言，而这已经不能满足客户日益增高的要求。umati的应用而生为机床制造商提供了一种通用接口，可便捷安全地把机床和设备无缝连接到客户端或用户端的IT生态系统中去，使机床与生产环境内外围的IT系统连接更容易。
数控软件集成的进步
umati和MTConnect都是开放接口。据Broos博士介绍，umati完全基于可自由配置的OPC UA通信平台。OPC UA提供了一个框架，用于调节机器之间的通讯。通过在OPC UA配套规范中描述参数，可以单独调节通信的精确内容，这就像是一种“字典”。UMATI和MTConnect正在协调开发统一的“字典”。但是，在实现方面仍存在一些差异。umati正努力将机床行业的特殊知识转换为语义和信息模型。（作者：Annedore Bose-Munde）
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