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Dieser Beitrag ist im Rahmen des Themenspecials "Industrie 4.0" erschienen.

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Condition Monitoring Shared Digital Twin: Daten in Netzwerkstrukturen teilen

| Redakteur: Jürgen Schreier

Beim Condition Monitoring müssen Daten unternehmensübergreifend ausgetauscht werden. Das Fraunhofer ISST hat eine IoT-Architektur entwickelt, die die Daten eines Prozesses in einen "Shared Digital Twin" integriert und mithilfe von Konnektoren mit anderen Unternehmen teilt. Das datengebende Unternehmen behält immer die Kontrolle über die Nutzung der Daten.

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Beim Condition Monitoring müssen Daten über Netzwerke ausgetauscht werden.
Beim Condition Monitoring müssen Daten über Netzwerke ausgetauscht werden.
(Bild: gemeinfrei / Unsplash)

Condition Monitoring - die Zustandsüberwachung - ist ein wichtiges Thema im Industrie-4-0-Kontext. Denn wer industrielle Anlagen betreibt, will Ausfallzeiten vermeiden. Dementsprechend gut sollten Wartungsintervalle an ihre tatsächliche Notwendigkeit angepasst werden. Hier wie auch in vielen anderen Prozessen müssen Daten unternehmensübergreifend ausgetauscht werden.

Das Fraunhofer-Institut für Software- und Systemtechnik ISST hat eine IoT-Architektur entwickelt, die die Daten eines Prozesses in einen "Shared Digital Twin" integriert und mithilfe von Konnektoren mit anderen Unternehmen teilt. Das datengebende Unternehmen behält jedoch immer die Kontrolle über die Nutzung "seiner" Daten.

Integration von Daten aus verschiedenen Quellen

Der "Shared Digital Twin" wird anhand eines Operation Desk präsentiert, der drei verschiedene Sichten auf einen Unternehmenswert beinhaltet: die Sicht des Datengebers, den Shared Digital Twin und die Sicht des Datenempfängers. Ein typisches Szenario, in dem ein Datenaustausch zwischen diesen drei Sichten von hoher Relevanz ist, ist die Zustandsüberwachung (Condition Monitoring) von Anlagen:

Der Anlagenbetreiber produziert Informationen zu seiner Anlage, die er dem mit der Wartung beauftragten Anlagenhersteller zur Verfügung stellen möchte. Der Anlagenhersteller kann die Nutzungsdaten des Betreibers mit eigenen Daten über die Maschine anreichern und so passgenauere Wartungsintervalle anbieten.

Bei einem Digitalen Zwilling geht es um mehr als um ein reines digitales Abbild eines realen Gegenstandes oder Prozesses: Kern des Digital Twin ist die Datenintegration. Die Daten können aus verschiedenen Quellen stammen und auch unterschiedliche Formate besitzen. Sie werden über den gesamten Lebenszyklus eines "Assets", z.B. einer Anlage oder eines Prozesses, in einem zentralen Repository zur Verfügung gestellt. In ihm können dann verschiedenste Analysen mit den Daten durchgeführt werden. Diese können unter anderem aus dem Bereich der Künstlichen Intelligenz, des Machine Learnings oder der Predictive Maintenance stammen.

Der Shared Digital Twin setzt mit der Industrie-4.0-Verwaltungsschale und den IDS-Konnektoren auf zwei Standards, die bereits Einzug in die Industrie gefunden haben.
Der Shared Digital Twin setzt mit der Industrie-4.0-Verwaltungsschale und den IDS-Konnektoren auf zwei Standards, die bereits Einzug in die Industrie gefunden haben.
(Bild: ISST)

Einsatz etablierter Standards für Integration aus Austausch

Der Shared Digital Twin wurde auf Basis der vom Fraunhofer ISST entwickelten IoT-Architektur RIOTANA entwickelt. Mit RIOTANA können aus den Rohdaten laufender Prozesse (etwa Schwingungen, Temperatur oder Reibung) in Echtzeit aussagekräftige Kennzahlen generiert werden. Als Digital Twin kommt die von der Plattform Industrie 4.0 standardisierte Verwaltungsschale zum Einsatz, sodass das Framework und die Schnittstellen des Zwillings klar definiert und einheitlich sind.

Doch heißt "Shared", dass die Daten nicht nur im Unternehmen selbst verbleiben - also dort wo sie entstehen-, sondern in Netzwerkstrukturen ausgetauscht werden. Dazu nutzt die Lösung IDS-Konnektoren, die im Rahmen der International-Data-Spaces-Initiative von Fraunhofer und zahlreichen Wirtschaftspartnern mit dem Ziel vorangetrieben wird, einen souveränen Austausch von Daten zwischen verschiedenen Unternehmen standardisiert zu ermöglichen.

Die Kontrolle über die Daten behält bei der Nutzung des International Data Spaces immer das datengebende Unternehmen, indem es Nutzungsbedingungen an die Daten "heftet", die es mit Kooperationspartnern teilt. Beide Unternehmen, die den Digitalen Zwilling teilen, können die Daten auch mit Informationen anreichern.

Der Shared Digital Twin setzt also mit der Verwaltungsschale und den IDS-Konnektoren auf zwei Standards, die bereits Einzug in die Industrie gefunden haben. Welche Datenbank in dem Zwilling eingesetzt wird, kann anhand des jeweiligen Anwendungsfalls entschieden werden.

Die Lösung zeigt das Fraunhofer ISST erstmals auf der der Logistikmesse LogiMAT 2020 (Halle 6, Stand G63), die vom 10. bis 12. März in Stuttgart stattfindet.

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