Die Interaktionsfähigkeit der Asset Administration Shell (AAS) als digitalem Zwilling in der Industrie 4.0 bildet die Grundlage für die Datenlogistik der CPS. Die Datenlogistik sorgt neben einem standardisierten Zugriff auf Datenobjekte ebenfalls für deren sichere Verwendung und die semantische Interpretationsfähigkeit zwischen den Akteuren. Industrie 4.0 zielt darauf ab, durch die Digitalisierung mehr Innovation zu ermöglichen, Geschäftsmodelle und Wertschöpfung resilienter gestalten zu können und letztendlich Industrie und Gesellschaft zu Nachhaltigkeit und CO2-Freiheit zu befähigen. Um diesem Anspruch gerecht zu werden, muss – abgesehen von einer standardisierten Datenlogistik – die Zusammenarbeit der handelnden Akteure weiter unterstützt und vereinfacht werden. Dazu bieten Datenräume die notwendigen Mechanismen, sodass die Akteure einfach und vertrauensvoll in digitalen und automatisierbaren Ökosystemen handeln können.
Schwierig abbildbare Wertschöpfungsketten
Gerade das Teilen von Daten führt vielfach zu Dissonanzen hinsichtlich der Nutzung und Werteinschätzung zwischen den Beteiligten. Dies ist besonders hemmend, wenn der Vorteil lediglich in einer wenn möglich sogar automatisierbaren Kooperation erzeugt werden kann. Zudem lassen sich Wertschöpfungsketten entlang einer Zulieferkette oft nur unvollständig nachvollziehen und mit hohem Aufwand abbilden. Das reduziert die Flexibilität und erschwert den zunehmenden Anspruch an die Resilienz in den Geschäftsmodellen. In Summe liegen Potenziale brach, die sich durch vertrauensvolle Zusammenarbeit erschließen lassen. Die Kooperation zwischen Unternehmen wird heute meist durch bilaterale Verträge definiert, was die Kenntnis über den Partner, eine Beschreibung des Verhandlungsgegenstands und rechtssichere Vereinbarungen im Umgang miteinander beinhaltet. Diese Abstimmung geschieht meist personenbezogen in Verhandlungen zwischen den Parteien. Ungleiche Machtverhältnisse und rechtliche Interpretationen, gerade zwischen internationalen Akteuren, können die Absprache beeinträchtigen oder sogar verhindern. Vertrauen hat hier verschiedene Facetten: Auf der einen Seite gilt es, das Mindset der Beteiligten im Umgang mit Daten von deren Besitz bis zur Weitergabe zu verändern. Dies ist auch eine gesellschaftliche Aufgabe der Politik und Verbände. Andererseits muss der technische Unterbau für die vertrauensvolle Zusammenarbeit in automatisierbaren Systemen sichergestellt werden.
Einheitliche Interaktion mit Unternehmen und Produkten
Das Referenzarchitekturmodell Industrie 4.0 (Rami 4.0) stellt als Schichtmodell die Übergänge von der realen in die digitale Welt der interoperablen Datenkommunikation und Geschäftsmodelle als Layer dar. Während die beiden unteren Schichten die Physik und Migration zur Digitalisierung beschreiben, wird im Layer Communication die interoperable und standardisierte Industrie-4.0-Kommunikation über die AAS abgebildet. Sie kann in ihrer Architektur Teilmodelle verankern, die Informationen für Geschäftsprozesse verfügbar machen. Die ebenfalls als Datenlogistik bezeichneten Layer Communication und Information fungieren als interoperabler Kern der Industrie-4.0-Architektur. Technisch umfasst die Asset Administration Shell als Kernarchitektur folgende Bestandteile:
- Methoden zur Bildung digitaler Zwillinge mit dem AAS-Metamodell. Dies schließt die automatisierbare Verwendung bestehender oder in unterschiedlichen Domänen eingesetzter Modelle ein.
- Teilmodelle, die auf Standards basieren und die Informationen von Produkten, Wertschöpfungsketten oder Geschäftsmodellen bereitstellen. Das beinhaltet die automatisierbare Übersetzungsfähigkeit, die für die Kopplung von Datenräumen oder Sektoren notwendig ist.
- Rest API, das den Zugriff auf die AAS und ihre Teilmodelle über Services erlaubt.
- Security-Fähigkeiten, die den sicheren Datenzugriff auf verwendete Teilmodelle bis zu einzelnen Objekten organisieren und die Authentifizierung und Autorisierung sicherstellen. Dies umfasst auch die Usage Policy, die automatisierbare Nutzungsrichtlinien für ein selbstbestimmtes Handeln mit Daten in eigenen Geschäftsprozessen ermöglicht.
In Summe liefert die Datenlogistik über ein einziges Verfahren einen Kommunikationszugang für die einheitliche Interaktion mit hunderten Unternehmen und einer Vielzahl von Komponenten und Produkten.
Was Datenräume ausmacht
Datenräume schaffen die Voraussetzungen für eine automatisierte und vertrauensvolle Zusammenarbeit in den Use Cases. Zu klären ist, wer ist beteiligter Akteur? Was sind die gemeinsam akzeptierten rechtlichen Vereinbarungen? Und welche technische Interaktion in Semantik und Funktion wird eingesetzt? Bedingung ist eine verlässliche Interaktionsmethodik, die durch die AAS als Datenlogistik zur Verfügung gestellt wird. Zu den zentralen Elementen von Datenräumen zählen: