Unternehmen müssen immer mehr Daten über ihre Produkte und Prozesse austauschen. Doch bisher gab es einige Showstopper: Datensilos, inkompatible Schnittstellen und teure Austauschformate. Der neue Standard der Asset Administration Shell (AAS) durchbricht den gordischen Knoten. Und ist sogar kostenfrei.
Da haben wir es mal wieder, es geht um Daten. Klar, über Daten zu verfügen, ist gut. Sie möglichst effizient auszutauschen aber ist noch besser – und wird immer wichtiger. Vor allem dann, wenn es um die herstellerunabhängige Verwaltung von Informationen zu Produkten, Prozessen und ganzen Anlagen in der Industrie geht. Nicht zu vergessen: Die Flut an gesetzlichen Vorschriften, die auf die Unternehmen demnächst zukommt, wie der EU Data Act, ESG, Lieferkettengesetz usw. All diese Regularien müssen die Betriebe erfüllen, was zu einer Vielzahl von Datenmanagement-Lösungen auf dem Markt geführt hat. Und genau das ist das Problem. Zu viele verschiedene Angebote implizieren Daten-Schnittstellen, die nicht zusammenpassen, erzeugen Datensilos und setzen die Nutzung teurer, kommerzieller Austauschformate voraus. Doch es gibt einen Ausweg: Die Asset Administration Shell (kurz AAS), die den standardkonformen Datenaustausch ermöglicht.
Vereinfacht dargestellt, kann die AAS als Umsetzung der Idee eines Digitalen Zwillings verstanden werden. Denn die zu Deutsch genannte „Verwaltungsschale“ bildet den gesamten Lebenszyklus von Produkten, Geräten, Maschinen und Anlagen virtuell ab. Das wichtigste Nutzenversprechen dabei: eine herstellerübergreifende Interoperabilität, die erstmals die Zusammenarbeit zwischen Unternehmen erleichtert, die bislang wegen der höchst unterschiedlichen Systeme mit proprietären Formaten nur schwer interagieren konnten.
Aufgeräumt statt komplex: Bild 1 demonstriert, wie schwierig es ist im Industrial Internet of Things den Überblick zu behalten angesichts heterogener IT-/OT-Datensätze, Kommunikationsprotokolle etc. Bild 2 illustriert die Lösung mit einem Digitalen Zwilling. (Quelle: Open Industry 4.0 Alliance)
Und das funktioniert so: Jedes von einem Unternehmen produzierte oder verarbeitete Produkt(bauteil) erhält eine AAS-Datei, die sämtliche Informationen in einem standardisierten Format zusammenfasst. Man kann es sich wie eine spezielle Zip-Datei mit allen relevanten Details vorstellen. Jeder, der dieses Produkt verwendet, kann auf die Daten zugreifen, ohne eine eigene Schnittstelle erstellen zu müssen.
Technisch betrachtet, fördert die AAS die Interoperabilität, indem sie klare Standards für Datenmodelle und Schnittstellen bereitstellt. Verschiedene Assets können miteinander kommunizieren und Daten austauschen – unabhängig von ihrer physischen oder virtuellen Natur. Die Interaktion erfolgt über standardisierte Protokolle, die eine nahtlose Integration in Industrie-4.0-Systeme ermöglichen. Und das Beste daran: Die Software zur Verarbeitung des AAS-Formats liegt Open Source vor und ist damit kostenlos verfügbar.
Daten werden in der Asset Administration Shell in Submodellen strukturiert angelegt. Die Submodelle enthalten die jeweils spezifischen Eigenschaften eines Assets bzw. eines Asset-Teils. Zum Beispiel kann ein Submodell die elektrischen Eigenschaften einer Maschine darstellen, während ein anderes die mechanischen Eigenschaften beschreibt. Für jeden Anwendungsbereich sind Submodelle definiert, so dass sich ein Hersteller die passenden Module für sein Produkt aussuchen kann. Sollte es kein geeignetes Modell geben, sieht der Standard auch die Erstellung eigener Submodelle vor. Außerdem kann ein Asset in mehreren AASs erfasst sein, wie das aktuelle OI4-Papier über die „Typischen Missverständnisse zur Asset Administration Shell“ erläutert.
Um ein ganz aktuelles Beispiel zu bringen: Auch der CO2-Verbrauch, der bei der Herstellung eines Produkts anfällt, kann in der AAS als Submodell abgespeichert werden und ist so für jeden einsehbar, der das Produkt weiterbearbeitet oder verwendet. Kurzum: Submodelle ermöglichen eine strukturierte und modulare Darstellung von Asset-Informationen. Damit können Informationen auf standardisierte Weise verarbeitet, gesucht, modelliert, abgefragt und weitergegeben werden.
Die Asset Administration Shell entfaltet ihre Stärke insbesondere beim Einsatz in der industriellen Produktion. Zu den häufigsten Anwendungen gehören:
Und so sehen Asset Administration Shells in der Realität aus. Bild 1: Eine Übersicht mit Demo-Beispielen verschiedener Hersteller. Bild 2: Beim Zoom-In klappen sich alle hinterlegten Informationen zu einem Bauteil auf, wie z.B. zur Servo-Motor-Komponente von Festo.
Die Vorteile der Asset Administration Shell erstrecken sich über die bloße Standardisierung und Interoperabilität hinaus. Sie manifestieren sich in verschiedenen Schlüsselbereichen der industriellen Prozessoptimierung:
Die wichtigste Frage ist natürlich: Wie praxistauglich ist die Asset Administration Shell? In unseren Projekten verproben wir das Konzept sowohl im Hinblick auf Assets und Geräteflotten in Produktionsumgebungen als auch mit einem spezifischen Fokus auf den Energieverbrauch und CO2-Ausstoß pro Werkstück.
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