Hva er middleware?

Middleware, eller mellomvare, er en programvare som kobler sammen ulike systemer og applikasjoner, og fungerer som et mellomledd mellom hardware og software. Med middleware kan du sikre sømløs kommunikasjon mellom utstyr og systemer som i utgangspunktet ikke er kompatible med hverandre.

I denne artikkelen vil du lære mer om middleware i industriell bruk, og den viktige rollen det har for digital transformasjon.

I industrielle miljøer har vi både OT- og IT-systemer. OT betegner utstyr som maskiner, enheter og PLS-er, mens IT inkluderer blant annet databaser, ERP-systemer og skyløsninger. For å kunne optimalisere produksjonsprosessen må OT- og IT-systemer kobles mot hverandre. Data må både kunne sendes fra anleggsgulvet til IT-systemer, og motsatt. Utfordringen er at de fleste av dagens industribedrifter har utstyr og systemer av varierende alder, fra ulike leverandører, som ikke kommuniserer med hverandre. Det er her behovet for middleware oppstår.

Middleware fungerer som et mellomledd mellom OT-utstyret og IT-systemene, og dekker kommunikasjonshull. Det skaper en homogen struktur for alle enheter, systemer og applikasjoner som brukes på tvers av bedriften, og resulterer i enhetlig og effektiv kommunikasjon.

Middleware kan koble sammen alle systemer og applikasjoner som har et grensesnitt. I OT kan for eksempel sensorer, PLS-er, strekkodelesere, skannere og etikettprintere kobles mot IT-systemer. I IT kan alle systemkomponenter som servere, databaser, skyløsninger, MES og ERP-systemer kobles med andre IT- og OT-systemkomponenter. Dette skaper en tilkobling mellom OT og IT, og muliggjør konsistent, automatisk dataoverføring.

Middleware henter data fra datakilden og transformerer dem, slik at dataene er i et format som kan leses og prosesseres av andre systemer. Dette kan for eksempel være data fra en PLS, som transformeres og sendes til en database. Dataoverføringen kan gjøres både med eller uten standardisert kommunikasjon som OPC UA eller JSON.

Det er vanlig at industrielle systemlandskap utvides og endres. Hvis dataoverføring gjøres via middleware vil dataoverføringen forbli det samme. Dette gjør det enkelt å legge til nye eller bytte ut eksisterende systemkomponenter. Skaleringen kan gjøres både horisontalt, – med nytt utstyr på fabrikkgulvet, eller vertikalt med tilleggsressurser som øker datakraften, som servere eller databaser.

Uavhengighet
For at en programvare skal kunne kategoriseres som middleware må den være uavhengig av protokoller, operatørsystemer, språk og plattformer.

Sikkerhet
Ved innsamling og overføring av store mengder data er sikkerhet avgjørende. Middleware må oppfylle de høyeste sikkerhetsstandardene for å forsikre at uautoriserte personer ikke får tilgang til informasjon.

Skalerbarhet
Middleware skal være mulig å implementere på en skalerbar måte. Det skal være enkelt å legge til nye systemkomponenter, både på OT- og IT-nivå.

Bredt utvalg tilkoblinger
For best mulig fleksibilitet bør middleware ha en API med mulighet for å integrere ulike protokoller.

Lite programmering
Middleware krever lite eller ingen programmering. Noen løsninger, som for eksempel OPC Router, muliggjør tilkobling av individuelle systemkomponenter via et grafisk brukergrensesnitt.

En API (Application Programming Interface) er et programmeringsgrensesnitt som tilbyr lignende funksjonalitet som middleware: Mulighet til å koble sammen systemer slik at de kan kommunisere. Bruk av API krever programmering.

Med en API kan systemer kobles sammen ved å bruke kommandoer, funksjoner, protokoller og objekter. Middleware er derimot avhengig av flere grensesnitt for å gi fleksibilitet i hvilke systemer som kan kobles sammen.

Protokoller er et sentralt element i kommunikasjon mellom systemer. De definerer informasjonen som blir delt, for eksempel regler, formater, parametere og egenskaper. Eksempler på IT-protokoller er HTTP, TCP og IP.

Som med API representerer hver protokoll en måte å regulere kommunikasjon mellom to systemkomponenter. Middleware samler derimot mange protokoller, med bedre fleksibilitet til å linke individuelle systemkomponenter.

Med universell funksjonalitet kan middleware brukes i alle typer produksjonsindustri. Nedenfor kan du lese om to praktiske eksempler for hvordan middleware vil fungere i en produksjonsbedrift.

Innen automasjon koordinerer PLS-er med komplekse maskinsekvenser og produksjonsprosesser. I løpet av produksjonsprosessen er mange beslutninger avhengige av data fra andre systemer. Dette kan for eksempel være kundeordredata, lagret i en database eller ERP-system. Med middleware er det mulig å automatisere overføringen av disse dataene til PLS-en. PLS-en tar dermed imot informasjon om kundeordren før den starter produksjonen. Denne kommunikasjonen eliminerer behovet for manuell inntasting av ordredata, og sikrer rask og effektiv produksjon.

Ved hjelp av middleware kan data fra anleggsgulvet sendes til IT-systemer, for eksempel et brukergrensesnitt som en HMI-skjerm. Her kan du bli varslet ved hendelser i produksjonen, som at produksjonsprosessen er fullført. Informasjon om maskiner og utstyr kan også sendes til IT-systemet. Hvis temperaturen i en maskin er for høy blir du varslet i sanntid, og kan handle umiddelbart på informasjonen for å unngå produksjonsstans.

OPC Router er en integrasjonsplattform/middleware, som sørger for automatisk datautveksling mellom blant annet OPC UA, SAP, SQL, MQTT, REST, SOAP, Excel og etikettprintere. Et stort utvalg plug-ins lar deg veldig funksjonene du har behov for. Se hvordan det fungerer i videoen nedenfor!

Denne artikkelen er skrevet basert på OPC Router’s artikkel «What is middleware and how does it work?». Se artikkelen her.