Infolge fortschreitender Digitalisierung kommen in der Fertigung immer häufiger digitale Zwillinge zum Einsatz. Standardisiert war die digitale Abbildung von zum Beispiel Maschinen und Anlagen bisher nicht. Mit der Version 3.0 der Spezifikation zur Asset Administration Shell (AAS), zu Deutsch „Verwaltungsschale“, präsentierte die Industrial Digital Twin Association (IDTA) im Juli aber zum ersten Mal ein einheitliches Modell für standardisierte digitale Zwillinge in der Industrie. Dies gilt als wichtiger Meilenstein für die Anwendbarkeit digitaler Zwillinge und für mehr Interoperabilität in der Branche. Eine Verwaltungsschale oder Asset Administration Shell (AAS) zeigt die verfügbaren Daten zu einem Gegenstand – den „Things“ im Internet der Dinge – übersichtlich an. Die Bandbreite der digitalen Abbildungen reicht in der Fertigung von einer einzelnen Schraube über eine Maschine bis hin zu einem fertigen Produkt. Wie sich beispielsweise über den Lebenszyklus eines Produkts hinweg alle Daten in einer Verwaltungsschale zusammenführen und strukturieren lassen, erklären jetzt die neuen Vorgaben der IDTA. Unter anderem hat die Organisation eine Nomenklatur für die Datenerfassung festgelegt. Daten werden dadurch unternehmensübergreifend gleich strukturiert, weshalb auch der Datenaustausch in der Industrie einfach und schnell gelingt. Bei Bedarf geben Unternehmen ihre Verwaltungsschalen zukünftig in einen geteilten Datenraum und nutzen die gesammelten Daten dann gemeinsam.
Mehr Transparenz durch digitale Zwillinge
Wie eine aktuelle Studie im Auftrag des Digitalverbands Bitkom zeigt, setzen 44 Prozent der befragten deutschen Industrieunternehmen bereits auf digitale Zwillinge. Diese bieten vor allem eine direkte Einsicht in relevante Daten aus der eigenen Produktion und Logistik. Digitale Zwillinge dienen zum Beispiel zur kontinuierlichen Überwachung von Maschinen und Anlagen. Außerdem können Unternehmen anhand der Daten ihre Prozesse optimieren, um mehr Effizienz zu erreichen, die Produktionsqualität zu steigern, Kosten zu sparen und CO2-Emissionen zu senken. Laut der Studie tragen digitale Zwillinge für 59 Prozent der Befragten zu einer nachhaltigen Produktion bei. Mitarbeiter nutzen sie zudem für komplexe Simulationen, die vorab alle Potenziale und Risiken von Veränderungen in der Fertigung deutlich machen. Auf der Grundlage können Mitarbeiter bei der Produktionsplanung und -steuerung stets fundierte Entscheidungen treffen.
Berichtspflichten besser erfüllen
Mit digitalen Zwillingen schaffen es Unternehmen zudem, Vorschriften besser einzuhalten und Compliance-Problemen sowie eventuelle Strafen zu vermeiden. So erlauben sie Fertigungsunternehmen, die Angaben zur Nachhaltigkeit ihrer Produkte auf einen Blick zu sehen. Dadurch können diese über alle CO2-Emissionen und andere Nachhaltigkeitsaspekte korrekt Auskunft geben – ein erheblicher Vorteil bei der Berichterstattung etwa im Rahmen der seit Anfang 2023 geltenden Corporate Sustainability Reporting Directive (CSRD) der Europäischen Union (EU).
Die Daten für die Berichte können Partner und Zulieferer entlang der Supply Chain in Verwaltungsschalen weitergeben, z.B. durch Nutzung von Datenräumen wie Catena-X. Am Ende umfasst die Asset Administration Shell eines fertigen Produkts alle verfügbaren Daten über seine Komponenten, also auch zur Nachhaltigkeit. Wie das funktioniert? Die AAS eines fertigen Produkts ist mehrstufig aufgebaut. Unter ihr liegen die Verwaltungsschalen seiner Komponenten, aus denen die Daten in die übergeordnete Ebene fließen. Partner und Zulieferer stellen dabei nicht nur die Komponenten zur Verfügung, sondern auch ihre Verwaltungsschalen.
Anwendungs- und Datensilos für digitale Zwillinge aufbrechen
Generell liegen Daten in der Fertigung häufig voneinander getrennt und unstrukturiert in unterschiedlichen Systemen vor. Für digitale Zwillinge müssen Unternehmen deshalb in der Lage sein, Daten jeden beliebigen Formats aus diversen Quellen zu verknüpfen, zu harmonisieren und zu normalisieren. Ein guter Startpunkt ist die Implementierung einer modernen Interoperabilitätsplattform wie InterSystems IRIS. Sie verfügt über die erforderlichen Funktionen, um die Datenintegration von internen und externen Systemen zu meistern, und beherrscht alle gängigen Standards, Protokolle und Profile für den Datenaustausch in der Industrie. Die von der Datenplattform geschaffene Data Fabric und digitalen Zwillinge sind außerdem ideale Ausgangspunkte für fortgeschrittene Data Analytics und die Erstellung KI-basierter Handlungsempfehlungen zur Prozessoptimierung – Stichwort: Präskriptive Analyse.
Digitale Zwillinge helfen Unternehmen also, besser zu verstehen, was aktuell in ihrer Produktion und Logistik passiert. Sie unterstützen aber auch bei der Entscheidungsfindung sowie der Verbesserung von Abläufen. Das macht sie künftig unverzichtbar, wenn es darum geht, einen Fertigungsbetrieb für die Zukunft optimal aufzustellen.
