Bericht

Digital Twin Platform für Industrie 4.0

Die Verwaltungsschale (Asset Administration Shell, AAS) ist als Technologie für die Industrie 4.0-konforme Implementierung von Digitalen Zwillingen in den Unternehmen angekommen. In realen Anwendungsfällen muss der zukünftige IEC-Standard¹ nun zeigen, was er kann! Hierzu stehen bereits eine Reihe von Open Source-Implementierungen in unterschiedlichen Programmiersprachen zur Verfügung²‘³. Die Vielzahl unterschiedlicher Lösungen stellt den Laien jedoch immer noch vor Herausforderungen bei Einordnung und Einsatz der unterschiedlichen Tools. Im langfristigen Betrieb auf eigener IT-Infrastruktur sind zudem architekturelle Stolpersteine zu vermeiden, z. B. in Bezug auf Skalierbarkeit.

An dieser Stelle kann der CIIT-Partner Fraunhofer IOSB-INA unterstützen und hat mit der Demonstration einer Technischen Infrastruktur für Digitale Zwillinge (it’s OWL TeDZ) in der SmartFactoryOWL bereits gezeigt, wie die unterschiedlichen existierenden Technologien interoperabel auf einer Plattform integriert werden können⁴ . Die Auswahl passender Tools und Technologien orientiert sich am Lebenszyklus einer AAS und wurde von den aus der IT bekannten DevOps- und MLOps-Konzepten inspiriert.
Wir sprechen an dieser Stelle von Digital Twin Operations (DTOps), dargestellt in Abbildung 1:

1. Anforderungsanalyse (plan): Welche Mehrwerte sollen durch die AAS erzielt werden?
2. Modellierung (model): Auf Erzielung der Mehrwerte fokussierte Abbildung des Assets
3. Programmierung (code, test und build): Implementierung modellierter Operationen
4. Bereitstellung (deploy) als AAS-as-a-Service (AASaS) auf (existierender) IT-Infrastruktur
5. Konfiguration von Parametern, Verbindungen, etc. (configure)
6. Überwachung des Betriebs (monitor)
7. Integration von Betriebsdaten in den Digitalen Zwilling (data)
8. Anreicherung und Interaktion des Digitalen Zwillings (enrich & act)
9. Validierung (validate): Konnten definierte Mehrwerte erzielt werden? Goto 1.

Welche Technologien, bspw. für die Modellierung, Generierung und Visualisierung von AASs, in den unterschiedlichen Lebenszyklusphasen zum Einsatz kommen können, zeigen Dr. Magnus Redeker und Florian Pethig vom Fraunhofer IOSB-INA am CIIT-Thementag zum Digitalen Zwilling am 30.06.2021: Gemeinsam und live wird eine AAS modelliert, konfiguriert, auf das Edge Rechencluster der SmartFactoryOWL „deployed“ und für das Echtzeit-Monitoring eines realen Assets eingesetzt. Hier gelangen Sie direkt zur Anmeldung: https://bit.ly/2TGCTQF

Um den Einsatz von AAS in Unternehmen zu beschleunigen, arbeitet das IOSB-INA an einer „Digital Twin Platform for Industrie 4.0“. Sie kommt mit vorkonfigurierten AAS-Microservices, deren AAS-Engineering einfach über ein Webportal erledigt werden kann.

¹https://www.sci40.com/themenfelder/verwaltungsschale/
²https://github.com/admin-shell-io/
³https://projects.eclipse.org/projects/technology.basyx
https://blog.its-owl.de/tedz-demonstrator-digitale-zwillinge-steuern-die-produktion/

Verfasser: Florian Pethig und Dr. Magnus Redeker, Fraunhofer IOSB-INA

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