Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB
Institutsteil Industrielle Automation

AASXPackageExplorer: Engineering-Tool für Interoperabilität

AASXPackageExplorer: Engineering-Tool für Interoperabilität

Fraunhofer in Lemgo erprobt Software zur Erstellung von Verwaltungsschalen

Herr Weskamp, unter anderem erforscht man in Lemgo Industrie 4.0-Kommunikation und deren Implementierung für Unternehmen. Hier werden, in Kooperation mit anderen Institutionen, Verbänden und Unternehmen, entsprechende Tools entwickelt. Eine Innovation in diesem Bereich ist der sogenannte AASXPackageExplorer. Was ist das und was wird die Software können?  

Der AASXPackageExplorer ist ein Engineering-Tool zur Erstellung von Verwaltungsschalen. Es ist eine Open Source Lösung, kann also von jedem verwendet werden. 

 

Hier müssen wir einen Schritt zurück gehen und einmal fragen, was eine Verwaltungsschale ist?

Wir befinden uns ja im Umfeld einer industriellen, vernetzten Produktion. Vernetzt heißt, dass die Maschinen und Anlagen standardisiert, also verständlich und einheitlich abbildbar Informationen untereinander und mit dem Menschen austauschen. Oder mit anderen Mehrwertdiensten.

 

Und wie funktioniert diese Kommunikation?

Jede Komponente, theoretisch von der komplexen Maschine bis hin zum kleinen Bauteil, benötigt eine Beschreibung ihrer Eigenschaften und Funktionalitäten. Da diese einheitlich sein müssen, wird die Verwaltungsschale zur Beschreibung verwendet und besteht aus sogenannten Teilmodellen. Eine Maschine zum Beispiel kann mit operativen Daten, Beschreibung des Aufbaus, Bezeichnung, Auftragsdaten und Energiedaten, jeweils in Teilmodellen beschrieben werden. Ein Bediener, eine andere Maschine oder eine Software kann gezielt aus diesen Teilmodellen exakt die benötigten Informationen gewinnen oder neue Informationen hinzufügen.

 

Also eine Verwaltungsschale ist wie ein Logbuch jeder Komponente in einer Fabrik?

 Ja, so könnte man es beschreiben. Die Verwaltungsschale umfasst den gesamten Lebenszyklus von Anlagen, Komponenten, Bauteilen oder Produkten. Wir sprechen hier von den sogenannten Assets. Selbst die Autos in einem Fuhrpark sind Assets die mit solchen Verwaltungsschalen beschrieben werden können.

 

Und der AASX Package Explorer ist ein Tool zur Erstellung hiervon?

Genau. Vorher gab es nach unserem Kenntnisstand keine Software zur Unterstützung der Erstellung und Modellierung von Verwaltungsschalen. Der Explorer bietet eine grafische Benutzeroberfläche, eine Nutzerführung sowie unterschiedliche Exportfunktionen. Wenn sich ein Unternehmen digitalisieren und mit einer zukunftsfähigen Kommunikation ausstatten möchte, wird der Domänenexperte Schritt für Schritt, systematisch durch die Erstellung der Verwaltungsschale geführt.

 

Was passiert mit den Verwaltungsschalen dann im Einsatz?

Die Verwaltungsschale kann zunächst nicht direkt Daten kommunizieren, die ist eher statisch. Ein Ziel ist die Einbettung in OPC UA, sozusagen in die Kommunikationsumgebung oder die Architektur für die Industrie 4.0-Komponenten. Fraunhofer IOSB-INA leitet hierzu die Arbeitsgruppe „I4AAS“: Diese erarbeitet eine Spezifikation der Verwaltungsschale als solches für OPC UA. So können sehr leicht Fähigkeiten von Anlagen verglichen bzw. kommuniziert werden. Es geht um die „Veröffentlichung“ der Verwaltungsschalen, um die entsprechenden Informationen darin nutzbar zu machen.

 

Mit dem Ziel, Produktionen transparenter zu machen?

In erster Linie planbarer und flexibler. Die Informationen erleichtern die Wartung, z. B. Austausch von Bauteilen oder machen die Produktion insgesamt flexibler. In Zukunft könnten solche Vorgänge automatisiert ablaufen. Ein Beispiel: Eine Spritzgussmaschine in der Kunststoffproduktion, deren Trocknungseinheit wegen Verschleiß ausgetauscht werden muss. Der neue Trockner muss die gleichen Voraussetzungen erfüllen. All diese Eigenschaften sowie die Verfügbarkeit am Lager des Zulieferers werden automatisch über die Verwaltungsschalen geprüft und verkürzen die Wartungszeit um ein Vielfaches.

Für die Produktion bedeutet das, dass die Verfügbarkeiten und Fähigkeiten mehrerer Maschinen kommuniziert werden. Im Beispiel für unsere Spritzgussmaschinen: Ein Hersteller von Verpackungen benötigt einen bestimmten Deckel aus Kunststoff und kann sich die in Frage kommenden Zulieferer mit Ihren Lieferzeiten und Kapazitäten ggfs. sogar mit Preisen, auf einer digitalen Marktplattform o. ä., anschauen und automatisch in seine Produktion einplanen. Die gleiche Flexibilität gilt für die Umrüstung bzw. Neukonfiguration des eigenen Maschinenparks. Wie auch in dem Wartungsszenario stellt die Verwaltungsschale alle relevanten Daten standardisiert zur Verfügung

 

Und wann werden diese Tools in der Wirtschaft verfügbar sein?

Die Entwicklung Digitaler Zwillinge beschleunigt sich gerade rasant. Bereits 2018 hat Gartner prognostiziert, dass sie im Zeitraum 2023 – 2028 produktiv eingesetzt werden können [1]. Unsere Projekterfahrungen bestätigen das. Prototypen sind bereits verfügbar, werden erprobt und weiterentwickelt, wie zum Beispiel unser AASX Package Explorer. Nicht nur in Lemgo, sondern mit Partnern in der ganzen Welt arbeiten wir an diesen vielleicht wegweisenden Basistechnologien. erporbt 

 

Vielen Dank für das Interview.

 

[1] Gartner, Smarter With Gartner - Hype Cycle, 2018, Online: https://www.gartner.com/smarterwithgartner/