Die Digitalisierung schreitet unaufhaltsam voran und verändert nachhaltig die Art und Weise, wie Unternehmen ihre physischen Assets, Prozesse und Ressourcen gestalten, überwachen und optimieren. Ein zentrales Element dieser Entwicklung sind Digitale Zwillinge, die eine Brücke zwischen der physischen und digitalen Welt schlagen. Doch was macht Digitale Zwillinge so revolutionär, und warum sollten Unternehmen jetzt aktiv werden?
Der Erfolg Digitaler Zwillinge hängt maßgeblich von der Standardisierung ab—insbesondere bei der Strukturierung von Modellkomponenten und Schnittstellen. Hier kommt die Asset Administration Shell (AAS) ins Spiel. Sie bietet eine standardisierte Lösung für den Datenaustausch und bildet damit das Fundament für erfolgreiche Digitalisierungsprojekte.
Was ist die Asset Administration Shell?
Die Asset Administration Shell ist eine digitale Repräsentation eines physischen oder digitalen Assets. Sie ermöglicht die nahtlose Integration und Kommunikation zwischen verschiedenen digitalen und physischen Entitäten, insbesondere im Kontext von Industrie 4.0 und dem industriellen Internet der Dinge (IIoT). Durch die AAS können Assets—sei es ein einzelnes Produktionsgerät oder eine gesamte Anlage—vollständig und ganzheitlich digital abgebildet werden.
Die Struktur der AAS basiert auf sogenannten Submodellen oder Teilmodellen. Diese standardisierten Bausteine erlauben eine detaillierte und effiziente Verwaltung der Assets. Jedes Submodell bildet spezifische Aspekte eines Assets ab, was eine flexible und modulare Herangehensweise ermöglicht.
Die Rolle der Industrial Digital Twin Association (IDTA)
Die Industrial Digital Twin Association (IDTA) spielt eine entscheidende Rolle bei der Förderung von Standards und Best Practices für die Entwicklung und Implementierung Digitaler Zwillinge, einschließlich der AAS. Durch die Bereitstellung einer strukturierten und maschinenlesbaren Datenbasis unterstützt die IDTA die Digitalisierungsbemühungen in der Industrie und trägt zu optimierten Prozessen, vereinfachter Wartung und innovativen Geschäftsmodellen bei.
Potenziale der AAS für Ihr Unternehmen
Die Implementierung der Asset Administration Shell eröffnet Unternehmen vielfältige Möglichkeiten:
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Prozessoptimierung: Durch eine einheitliche und interoperable Datenstruktur ersetzt die AAS heterogene Datenlandschaften, erleichtert die Integration verschiedener IT-Systeme und steigert Effizienz sowie Transparenz in den Betriebsabläufen.
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Innovative Geschäftsmodelle: Die verbesserte Verfügbarkeit und Nutzbarkeit von Daten fördert die Entwicklung neuer Geschäftsansätze und ermöglicht datengetriebene Entscheidungsfindung.
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Steigerung der Produktionseffizienz: Eine präzise Überwachung und Steuerung der Produktionsprozesse wird durch die nahtlose Kommunikation zwischen Maschinen und Systemen ermöglicht, was die Wirtschaftlichkeit erhöht und die Wettbewerbsfähigkeit stärkt.
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Nachhaltigkeit: Durch optimierte Ressourcennutzung und die Implementierung umweltfreundlicher Praktiken kann Ihr Unternehmen nachhaltiger wirtschaften.
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Digitale Transformation: Die AAS dient als Schlüsseltechnologie für die Umwandlung traditioneller Betriebsmodelle und ermöglicht eine einheitliche Sicht auf Anlagen und Ressourcen.
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Anpassungsfähigkeit an Marktveränderungen: Mit dynamischen und skalierbaren Lösungen für Datenintegration und -analyse können Sie schnell auf Veränderungen im Markt reagieren und Ihre Position stärken.
Die Integration der AAS in Ihre strategische Ausrichtung signalisiert nicht nur Innovationsbereitschaft, sondern auch ein Engagement für Zukunftsfähigkeit und Nachhaltigkeit.
Submodelle: Die Bausteine der Asset Administration Shell
Submodelle sind essentielle Komponenten der AAS. Sie ermöglichen die detaillierte Abbildung verschiedener Aspekte eines Assets und können individuell angepasst werden. So könnten beispielsweise für eine Batterie Submodelle wie das digitale Typenschild, der CO₂-Fußabdruck über den gesamten Lebenszyklus, technische Daten und die Beschreibung der Schnittstellen erstellt werden. Diese Submodelle folgen strengen Standards, um eine konsistente und vergleichbare Datenbasis zu gewährleisten.
Die Zugriffsrechte auf die einzelnen Submodelle lassen sich flexibel gestalten. Während einige Informationen öffentlich zugänglich sind, können andere geschützt und nur autorisierten Personen zugänglich gemacht werden. Darüber hinaus ist es möglich, mehrere AAS zu verschachteln und so komplexe Verbunde digitaler Modelle zu erstellen.
Die AAS als Enabler für den Digitalen Produktpass
Die Asset Administration Shell ist ein wichtiger Enabler für den Digitalen Produktpass (DPP). Der DPP ist eine Sammlung von Informationen, die Details über die Bestandteile, Materialien und chemischen Komponenten eines Produkts enthält. Er liefert außerdem Auskunft über Reparaturmöglichkeiten, Ersatzteilverfügbarkeit und die korrekte Entsorgung—über den gesamten Lebenszyklus hinweg.
Die AAS ermöglicht die strukturierte Erfassung, Speicherung und den Austausch dieser Informationen und unterstützt so:
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Standardisierte Informationsstruktur: Eine einheitliche Organisation von Produkt- und Anlagendaten erleichtert den Datenaustausch entlang der Wertschöpfungskette.
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Interoperabilität: Standardisierte Modelle und Schnittstellen fördern die Zusammenarbeit zwischen verschiedenen IT-Systemen und Plattformen.
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Transparenz und Nachverfolgbarkeit: Detaillierte Dokumentation ermöglicht eine lückenlose Nachverfolgung von Produktinformationen.
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Unterstützung von Nachhaltigkeitszielen: Unternehmen können umweltfreundlichere und nachhaltigere Entscheidungen treffen.
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Flexibilität und Erweiterbarkeit: Die modulare Natur der AAS erlaubt die Anpassung an wachsende Anforderungen in Bezug auf Produktinformationen und Nachhaltigkeitsberichterstattung.
Nachhaltigkeit und CO₂-Fußabdruck: Circular Economy mit der AAS
Angesichts des Klimawandels wird Nachhaltigkeit zu einer dringenden Notwendigkeit. Die Circular Economy zielt darauf ab, Abfall zu minimieren und die Wiederverwendung von Ressourcen zu maximieren. Die AAS bietet hierfür innovative Lösungen, indem sie spezielle Submodelle für die Messung und den Austausch von CO₂-Bilanzen bereitstellt.
Ein praktisches Beispiel ist der Batteriepass, der den CO₂-Fußabdruck über den gesamten Lebenszyklus eines Produkts dokumentiert. Durch die Implementierung eines standardisierten Verfahrens mittels AAS können Unternehmen ihren CO₂-Fußabdruck effizient überwachen und reduzieren.
Vorteile der Asset Administration Shell im Überblick
Die AAS bietet eine Reihe von Vorteilen, die sie zu einem bahnbrechenden Instrument in der Industrie machen:
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Nahtlose Integration und Kommunikation: Ermöglicht Echtzeit-Datenaustausch und die Zusammenarbeit von Technologien wie maschinellem Lernen und KI auf einer einheitlichen Plattform.
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Lebenszyklusübergreifender Informationsaustausch: Informationen von der Produktion bis zur Entsorgung werden gesammelt, aktualisiert und ausgetauscht.
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Standardisierte Entwicklung von Applikationen: Anwendungen können effizient entwickelt, integriert und skaliert werden.
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Erleichtertes Plug-and-Produce: Standardisierte Schnittstellen ermöglichen die einfache Integration neuer Geräte in die Produktion.
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Reduzierte Aufwände auf dem Shopfloor: Einheitliche Datenstandards verringern den Aufwand bei Planung, Inbetriebnahme und Betrieb.
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Flexibilität und Skalierbarkeit: Geräte können herstellerunabhängig ausgetauscht werden, was die Produktion anpassungsfähig macht.
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Vermeidung manueller Datenzuordnung: Informationen sind bereits in der AAS hinterlegt, was Implementierungsaufwände reduziert.
Herausforderungen bei der Einführung der AAS
Trotz der zahlreichen Vorteile gibt es auch Herausforderungen:
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Hohe Anfangsinvestitionen und Schulungsbedarf: Die Implementierung erfordert finanzielle Mittel und qualifiziertes Personal.
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Datensicherheit und -schutz: Sensible Informationen müssen geschützt und Sicherheitsstandards eingehalten werden.
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Standardisierungskomplexität: Die Harmonisierung verschiedener Industriestandards kann anspruchsvoll sein.
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Laufende Wartung und Aktualisierung: Kontinuierliche Pflege ist notwendig, um Effektivität und Sicherheit zu gewährleisten.
Fazit
Die Asset Administration Shell ist mehr als nur ein technologisches Werkzeug; sie ist ein strategischer Enabler für die digitale Transformation und Nachhaltigkeit in der Industrie. Trotz anfänglicher Herausforderungen bietet die AAS langfristig erhebliche Vorteile, die von Prozessoptimierung über neue Geschäftsmodelle bis hin zu Nachhaltigkeitszielen reichen. Unternehmen, die heute in die AAS investieren, sichern sich nicht nur einen Wettbewerbsvorteil, sondern gestalten aktiv die Zukunft der Industrie mit.
