Automatisierungskomponenten werden intelligenter. Sie verfügen mittlerweile über große Rechenleistung und kommen sowohl in zentralen als auch in dezentralen Anwendungen zum Einsatz, wobei die Intelligenz immer näher zur Sensorik und Aktorik wandert. Komponenten verfügen zudem nicht nur über eine standardisierte mechanische Schnittstelle. Sie sagen auch, was sie ‚können‘ und melden sich im Sinn von Plug and Work an Maschinen und Anlagen an. Externe Treiber werden obsolet. Daneben existieren heute Komponenten, die lernen und ihr eigenes Verhalten verbessern. Künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen eröffnen neue Möglichkeiten.
Datenhub Motorspindel
In der Industrie existieren immer mehr Projekte, in denen eingebettete Systeme und Komponenten integriert sind, die bislang lediglich über einen elektrischen Anschluss verfügen. Es sei an die Motorspindel einer Werkzeugmaschine gedacht. Diese Spindel hat nicht nur die Funktion, das Werkzeug zu bewegen, sondern liefert zunehmend Daten. Sie kann sich selbst identifizieren, verschiedene Parameter anbieten, die automatisch in die Steuerung der Maschine eingelesen werden. Sie kann jedoch noch deutlich mehr. Sie kann Daten aus dem Betrieb sammeln und dem Spindellieferanten etwa mitteilen, dass das Lager aufgrund von x Betriebsstunden bald verschlissen sein wird. Und so wird empfohlen, frühzeitig ein Ersatzteil auf den Weg zu bringen. Technisch ist das möglich – unabhängig von der Frage, ob Anlagenbetreiber und Maschinenbauer dies gestatten. Am Markt lassen sich noch weitere Trends beobachten: Komponenten werden kompakter, häufiger in verteilte Anlagen verlagert und bei kompakten Maschinen wird die Elektronik direkt in die Maschine integriert. Häufiger ist der zentrale Begriff: die Verwaltungsschale.
Rami 4.0
Die Plattform Industrie 4.0 hat eine Reihe von Konzepten entwickelt, darunter Rami4.0. (Referenzarchitekturmodell Industrie 4.0), in dessen Kontext das Konzept der Verwaltungsschale (engisch: Asset Administration Shell, AAS) erläutert wird. Sie speichert nicht nur Eigenschaften relevanter Industrie-4.0-Komponenten, sondern bildet zugleich den Lebenszyklus von Gegenständen ab und ist die Schnittstelle physischer Produkte zur digitalen und vernetzten Welt. Innovativ dabei ist, diese Schnittstelle zu standardisieren. Eine weitere Dimension betrifft alle Assets in einer Fabrik, vom Sensor über die Komponenten einer Maschine bis hin zu ganzen Lieferketten. Hier schließt sich der Kreis zur sogenannten Connected World, also dem Prinzip der verbundenen Welt. Denn auch eine Lieferkettenbeschreibung oder ein Transportweg werden als Asset modelliert. Da die zu fertigenden Produkte selbst wieder Produktionsmittel in einem anderen Kontext sein können und eine Interaktion zwischen Produkten und Produktionsmittel ermöglicht werden soll, wird auch das Produkt selbst als Asset-Typ mit einbezogen.
Standardisiertes Konzept
Der Vorteil dieses Vorgehens besteht in einem standardisierten Abstraktions- und Modellierungskonzept für die verschiedenen Asset-Typen. Die Verwaltungsschale liefert eine Metamodell-Struktur über den kompletten Lebenszyklus eines Assets, nicht nur in der Betriebs-, sondern auch in der Entwurfs- und Entwicklungsphase.