Alltagsprobleme in Produktionsbetrieben sind eine geringe Auslastung der Maschinen, Anlagen und Mitarbeiter, zu hohe Stückkosten durch gestiegene Ressourcen-, Material- und Lohnkosten, Stillstände aufgrund von Intransparenz in den Abläufen sowie ineffiziente Abläufe durch verteilte und inkonsistente Informationsbestände. Durch Transparenz von und Zugangspunkten zu Informations- und Datenbeständen können Engpässe, Ausfälle und freie Kapazitäten schneller erkannt, die Auslastung verbessert und damit die Stückkosten reduziert werden. Auch dabei hilft ein digitaler Zwilling.
Rami 4.0
Ein zentrales Element der Industrie 4.0 ist die von der Plattform Industrie 4.0 definierte und im Rami4.0 (Referenzarchitekturmodell) spezifizierte I4.0-Komponente. Sie besteht aus einem physischen Asset und einer Verwaltungsschale. Die Verwaltungsschale definiert alle Merkmale des physischen Assets und bietet damit einen Schnittstellenvertrag zwischen allen Assets einer Industrie 4.0-Umgebung. Die Aggregation aller Verwaltungsschalen kann als digitales Abbild dieses Systems betrachtet werden: Die Verwaltungsschalen von Maschinenkomponenten wie Sensoren oder Schrittmotoren werden in der Verwaltungsschale der Maschine zusammengeführt, die aller Maschinen in der Verwaltungsschale der Fertigungslinie und so weiter.
Digitaler Zwilling gleich Verwaltungsschale?
Die Begriffe digitaler Zwilling und Verwaltungsschale werden zu Recht oft synonym verwendet. Denn ein digitaler Zwilling ist ein vollständig digitales Abbild einer Maschine, einer Fertigungslinie oder einer gesamten Anlage über alle Lebensphasen hinweg. Die einzelnen Zustände dieser Maschinen und Anlagen sind digital erfasst und mit allen relevanten Informationen aus den umliegenden Systemen zu einem durchgängig konsistenten Zustandsbild zusammengesetzt. Die Verwaltungsschale stellt dafür das technische Fundament bereit.
Datendrehscheibe als Grundlage
Eine zentrale Datendrehscheibe bildet eine Grundlage für die Umsetzung digitaler Zwillinge. Mittels verschiedener Adapter werden die Daten aus dem Shopfloor (Maschinen, IoT-fähiger Messgeräte oder MES) mit den Informationen aus dem Topfloor (ERP, Webshops oder Dokumenten-Management) zusammengeführt und historisiert. Auf diese Weise entsteht ein Zustandsbild, das alle Lebensphasen der Maschinen und Anlagen einbezieht. Im Mittelpunkt steht dabei die I4.0-Verwaltungsschale. Die entsprechenden Modelle hält die Datendrehscheibe in einer inneren Datenbasis. Über einen zentralen Endpunkt können alle Informationen ‚erfragt‘ und Dashboards, Reports oder Alarmsysteme gespeist werden.