„Die rein digitale Abbildung spart gerade dem New Mittelstand Zeit und Geld“

Im Gespräch mit Carina Gliese (Steinbeis Europa Zentrum) und Thorsten Kroke (BCON² GmbH)

InterOpera, das ist die prägnante Kurzform für das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz geförderte Verbundprojekt „Digitale Interoperabilität in kollaborativen Wertschöpfungsnetzwerken der Industrie 4.0“ mit den Konsortialpartnern Steinbeis Europa Zentrum, Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) sowie Standardization Council Industrie 4.0 (SCI 4.0). Im Projekt werden industrielle digitale Zwillinge in Form von Teilmodellen der Asset Administration Shell (AAS) erarbeitet, die in verschiedenen Branchen und Anwendungsfällen über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg Einsatz finden. Das Projektteam arbeitet in einem Arbeitskreis mit sogenannten Methodenberaterinnen und -beratern zusammen, die auf Basis von vorgeschlagenen Use Cases für Digital Twins ausgewählt wurden. Die TRANSFER hat sich über das Projekt ausgetauscht mit Thorsten Kroke, Geschäftsführer der BCON² GmbH und Methodenberater in mehreren InterOpera-Teilmodellprojekten, sowie Carina Gliese, die bis August das Projekt InterOpera beim Steinbeis Europa Zentrum als Verbundkoordinator geleitet hat.

 

Frau Gliese, können Sie uns eine kurze Definition geben, was unter einem Digital Twin und einem Teilmodell der AAS verstanden wird?

Ein Digital Twin ist die virtuelle Abbildung eines Assets, wobei ein Asset sowohl eine physische als auch eine digitale Entität sein kann, die für eine Organisation einen tatsächlichen oder wahrgenommenen Wert hat. Dazu können beispielsweise Produkte, Maschinen, Anlagen, Verträge, Zeichnungen oder Software zählen. Der Digital Twin hält in digitaler Form Daten rund um das Asset bereit. Eine Asset Administration Shell, also eine AAS, ist die standardisierte informationstechnische Umsetzung eines Digital Twin für die Industrie 4.0. Eine AAS besteht aus mehreren Teilmodellen, von denen jedes einen Aspekt des Assets abdeckt und unabhängig von den anderen agieren kann. Teilmodelle enthalten Strukturelemente, die über Merkmale wie Werte, Symbole oder Maßeinheiten beschrieben werden und über eine Semantic ID auf einen Eintrag in einem Dictionary oder in einem Klassifizierungssystem für Produkte und Dienstleistungen wie beispielsweise ECLASS hinweisen, in dem Merkmale eindeutig definiert sind. Auf diese Weise ermöglicht eine AAS einen standardisierten Zugang zu Informationen, wodurch diese herstellerübergreifend über den gesamten Lebenszyklus eines Assets hinweg von allen Akteuren genutzt werden können.

Wie kann nun ein industrieller Digital Twin oder eine AAS die Vision des New Mittelstands von mehr Sinn und Nachhaltigkeit, von Flexibilität, von Zusammenarbeit und transparenter Wertgenerierung unterstützen?

Digital Twins helfen dabei, Prozesse in der Industrie transparenter, intelligenter, effizienter und nachhaltiger zu gestalten. Durch die Harmonisierung, die Austauschbarkeit und den erleichterten herstellerübergreifenden Zugriff auf Daten können wir etwa mithilfe von Digital Twins den Carbon Footprint eines Produkts viel genauer berechnen und dadurch auch analysieren, an welchen Stellen im Herstellungs- oder Produktlebenszyklus eventuell Einsparungen möglich sind. Digital Twins erlauben durch die stärkere Transparenz der Daten auch große Fortschritte bei der Rückverfolgbarkeit, beim Recycling und insgesamt beim Aufbau einer Kreislaufwirtschaft und im Qualitätsmanagement. Durch Simulationen sind Entwicklungen und die Auswirkung von Veränderungen beispielsweise auf ein Produkt bereits im Voraus feststell- und bei Missfallen dann auch vermeidbar, ohne dass dafür in der Realität bereits Ressourcen für Prototypen oder dergleichen investiert werden mussten. Digital Twins erleichtern durch die Überwachung von Betriebs- und Leistungszuständen in Echtzeit eine vorausschauende Wartung, indem Probleme, die zu Ausfällen führen könnten, frühzeitig erkannt und behoben werden. Digital Twins zahlen also auf alle der von Ihnen genannten Aspekte ein.

Herr Kroke, geben Sie uns einen Einblick, welche InterOpera-Teilmodellprojekte Sie geleitet haben und in deren Mehrwert. Sehen Sie bei diesen Zusammenhänge mit der Vision des New Mittelstands?

Wir leiten die Teilmodellprojekte Software Package-Manager, Product Related Environmental Footprint, Facility Related Environmental Footprint, Computing Platform Resources, Fiber Optic Cables und Switching Relais. Die Bandbreite ist hier vielfältig: von ganz konkreten Use Cases des Datenaustauschs zu Produkten in einer Branche – wie fiberoptische Kabel und Switching Relais – über vom Gesetzgeber geforderte Informationen in den beiden Umweltdatenprojekten oder interoperabel digitaler Datenaustausch zu Softwarepaketen oder Hardwareanforderungen für Software. Diese rein digitale Abbildung spart gerade dem New Mittelstand Zeit und Geld, wenn Informationen direkt digital und verlustfrei vorliegen, sodass diese direkt weiterverarbeitet werden. Neue Geschäftsmodelle lassen sich ebenfalls darauf abbilden, beispielsweise ein Ranking für umweltfreundliche Produkte oder digitales Engineering von Produkten in der Wertschöpfung.

Was würden Sie Unternehmen empfehlen, die auch mit Teilmodellen der AAS oder Digital Twins starten möchten, aber bisher noch wenig Berührungspunkte damit hatten?

Wir in der BCON² GmbH haben genau dafür sehr einfache Softwarelösungen gebaut. Sie brauchen nur Onlinezugang, Internetverbindung und legen selbst unter beats.bcon2.com los. Hier lernt man den Umgang mit AAS, kann auf die Typenschilder oder die sehr guten InterOpera-AAS zugreifen oder einfach Hardwareanforderungen für Clouddienste mit der AAS Computing Platform Resources ausprobieren. Bei Bedarf buchen Sie einfach Hilfe dazu.

Klappt aus Ihrer Sicht der Transfer des in der Theorie gut ausgearbeiteten Konzepts der AAS in die Praxis schon gut oder gibt es noch Hindernisse zu überwinden?

Hier braucht es solche nachhaltigen Initiativen wie InterOpera. Das erleichtert den Zugang und klärt auf. Der Forschungsaufwand ist sonst zu hoch und die New Mittelständler wissen nicht, wo sie starten sollen. Ich empfehle immer den kleinen Start mit einem Fall und das Ausprobieren.

Welche Lessons Learned hatten Sie bei Ihren Teilmodellprojekten?

Die AAS ist technisch von der Industrial Digital Twin Association (IDTA) gut designt und ECLASS bietet eine geniale Semantik, dessen Strukturelemente können alles beschreiben. Dass dies nur maschinenlesbare technische Konstrukte sind, ist vielen leider nicht klar und die Excel-Denke herrscht noch vor. Ich muss es aber nicht im kleinsten Detail verstehen, sondern anwenden. Darum geht es.

Frau Gliese, InterOpera neigt sich bald dem Projektende entgegen. Können Sie schon eine erste Bilanz ziehen und wird es eine Fortsetzung geben?

InterOpera und die damit verbundene Kommunikationsarbeit, unsere Workshops und Unterstützungs- wie auch Mitwirkungsmöglichkeiten waren auf jeden Fall hilfreich, um auch KMU und anderen Organisationen die Vorteile der AAS an konkreten Use Cases aufzuzeigen und an das Thema heranzuführen. Zudem konnten alle Beteiligten in den Teilmodellprojekten viele Erfahrungen und Best Practices sammeln, die auch in Zukunft – wie auch die erarbeiteten Teilmodelle selbst – von Nutzen sein werden. Eine Fortsetzung von InterOpera wird es nach derzeitigem Stand in derselben Form nicht mehr geben. Aber Ideen für Teilmodelle können beispielsweise weiterhin bei der schon erwähnten IDTA eingereicht werden, wo bei Annahme des jeweiligen Use Cases dann auch die Umsetzung stattfindet. Die IDTA wurde 2020 gegründet und versteht sich als Koordinator rund um das Thema Digital Twin, bietet Trainings und Weiterbildungen dazu an, entwickelt mit den zahlreichen Mitgliedsfirmen selbst Teilmodelle der AAS und etabliert den Digital Twin als Open-Source-Technologie. Auch wenn unter den Mitgliedsfirmen viele große Player dabei sind, wendet sich das Angebot der IDTA auch an den Mittelstand. Es gibt in den Working Groups viele Mitwirkungsmöglichkeiten und auch auf der Website findet man zahlreiche Informationsdokumente zur AAS und zu damit zusammenhängenden Themen. Die IDTA ist also auch eine sehr gute Adresse, wenn es darum geht, sich mit dem Thema Digital Twin vertraut zu machen und Praxiserfahrungen zu sammeln.

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Weitere Infos

InterOpera-Teilmodellprojekte: https://interopera.de/teilmodellprojekte
Industrial Digital Twin Association (IDTA): https://industrialdigitaltwin.org

Kontakt

Alexandra Fezer
Team Manager Industry 4.0, AI, Economic Transformation
Steinbeis Europa Zentrum
Steinbeis 2i GmbH (Stuttgart)
www.steinbeis.de/su/2017
www.steinbeis-europa.de

Thorsten Kroke (Interviewpartner)
Geschäftsführer
BCON² GmbH (Köln)
https://bcon2.com

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