Einführung

Durch die stetigen Weiterentwicklungen innerhalb der Automatisierungstechnik, kommen immer neue Anforderungen auf Mensch, Maschine und Komponente zu. IoT-Ansätze ermöglichen die Vernetzung von Anlagenkomponenten mit neuen Technologien. Clouddienste, KI- und Machine-Learning-Systeme können in das Anlagennetz eingebettet werden. Komponentendaten sollen durch den gesamten Lebenszyklus erfasst und für Smart Maintenance, Anlagenweiterentwicklung usw. verwendet werden.

Der verteilte digitale Zwilling (VDZ)

Hier setzt der Verteilte Digitale Zwilling (VDZ) an und zwar auf Komponentenebene: Eine Automatisierungsanlage ist ein Verbund von Komponenten. Genau so sollten die Daten der Anlage abgebildet werden. Das heißt der Digitale Zwilling (DZ) einer Anlage soll nicht als ein großer, monolithischer Block abgebildet werden, sondern sich aus den DZ der Anlagenkomponenten mit ihrer individuellen Komplexität zusammensetzen. Hierfür werden die bestehenden Konzepte digitaler Zwillinge als verteilte Modelle auf die Komponentenebene adaptiert und basierend auf Multiagentensystemen zu Anlagen zu integriert.

Der verteilte digitale Zwilling als methodische Umsetzung

Hier setzt der Verteilte Digitale Zwilling (VDZ) an und zwar auf Komponentenebene: Eine Automatisierungsanlage ist ein Verbund von Komponenten. Genau so sollten die Daten der Anlage abgebildet werden. Das heißt der Digitale Zwilling (DZ) einer Anlage soll nicht als ein großer, monolithischer Block abgebildet werden, sondern sich aus den DZ der Anlagenkomponenten mit ihrer individuellen Komplexität zusammensetzen. Hierfür werden die bestehenden Konzepte digitaler Zwillinge als verteilte Modelle auf die Komponentenebene adaptiert und basierend auf Multiagentensystemen zu Anlagen zu integriert.

Grundlagen und Innovationen

Als zentrale technische Grundlagen ist neben den industriellen Umsetzungen digitaler Zwillinge die aktuelle Forschung zum virtuellen, durchgängigen Engineering und agentenbasierten Steuerungskonzepten zu nennen. An konkreten Anwendungsfällen wird gezeigt, wie Integration und Kopplung von VDZ umgesetzt werden. Die Projektpartner repräsentieren dafür die relevanten Rollen entlang des Anlagenlebenszyklus und erweitern im Projekt ihre IT-Infrastruktur, sodass sie VDZ erstellen, bearbeiten, integrieren und im-/exportieren können.

  • Digitalen Zwilling der Komponenten implementieren
  • Komponenten zu einer Anlage als Netzwerk-Nodes vernetzen
  • Industrie4.0-Komponenten realisieren
  • Smarte Komponenten/Maschinen realisieren

Das Wesen des Verteilten Digitalen Zwillings auf „Prozess“- und „Supply“-Ebene besteht darin, Folgendes zu ermöglichen:

  • Die Einbindung von „smarten“ Prozessen und Produkten in digitale Ökosysteme,
  • Die Weitergabe des digitalen Zwillings zwischen verschiedenen Akteuren im Produkt- und Anlagenlebenszyklus,
  • Der elektronische Handel von komplexen Industriegütern,
  • Integration und Kopplung mit anderen Verteilten Digitalen Zwillingen zum Aufbau von Wertschöpfungsnetzwerken.


Fabrik: sh240, AdobeStock 113128660, 113123804