Digital Twins: Vom Datenträger zum Prozessoptimierer

EH 2021 digitalization 1
Bild: Endress+Hauser (Deutschland) GmbH+Co. KG.

Ein Scan mit dem Smartphone und alle entscheidenden Geräteinformationen sind verfügbar: Kalibrierzertifikate, Handbücher, Konformitätserklärungen oder die komplette Service-Historie. Der Schlüssel dazu dazu ist ein digitaler Typenschild-QR-Code. Für Betreiber heißt das weniger Papieraufwand, schnellere Informationsverfügbarkeit und lückenlose Rückverfolgbarkeit – direkt in der Anlage. Hinter dem QR-Code steckt jedoch mehr Potenzial als nur ein digitales Handbuch. Richtig eingebunden, wird er zur Schnittstelle für optimierte Instandhaltung, automatisierte Dokumentation und durchgängige Prozessdaten.

Während viele Digitalisierungsprojekte auf Einzellösungen und proprietäre Formate setzen, rückt ein neues Verständnis in den Vordergrund: Daten müssen übergreifend nutzbar sein – von der Feldgeräteebene bis zur Unternehmens-IT. Hier kommt der standardisierte digitale Zwilling ins Spiel. Mit der Asset Administration Shell (AAS), einem von der Industrial Digital Twin Association (IDTA) entwickelten Industriestandard, erhalten industrielle Assets eine standardisierte, maschinenlesbare Beschreibung in Form von Datenformat, Schnittstellen und Semantik. Diese ist damit über Systemgrenzen hinweg verständlich – unabhängig vom Hersteller. Verschiedene IDTA-Mitglieder bringen dabei praxisnahe Perspektiven aus der Automatisierungstechnik in die Entwicklung des Standards ein.

Die AAS beschreibt die Eigenschaften, Fähigkeiten und Zustände eines Assets – modular aufgebaut, anwendungsbezogen und kompatibel mit bestehenden Standards. Damit wird aus einem Gerät nicht nur eine Datenquelle, sondern ein vollständig eingebundener Bestandteil einer digitalen Prozesslandschaft.

Ziel des Konsortiums 'Digital Data Chain' ist es, einen durchgehender Informationsfluss entlang der industriellen Wertschöpfungskette zu schaffen.
Ziel des Konsortiums ‚Digital Data Chain‘ ist es, einen durchgehender Informationsfluss entlang der industriellen Wertschöpfungskette zu schaffen. – Bild: Endress+Hauser (Deutschland) GmbH+Co. KG.

Digital Data Chain: Von der Komponente bis zur Anlage

Entscheidend für den Erfolg solcher Konzepte ist die Zusammenarbeit über Unternehmensgrenzen hinweg. Im Konsortium ‚Digital Data Chain‘ haben sich Anlagenbetreiber, Technologielieferanten und Dienstleister zusammengeschlossen, um dies zu ermöglichen. Das Ziel: ein durchgehender Informationsfluss entlang der industriellen Wertschöpfungskette. Basis dafür sind drei miteinander kombinierte Technologien und Themen. Erstens, die eindeutige Identifikation physischer Objekte gemäß IEC61406, etwa über QR-Codes oder RFID-Tags. Zweitens, strukturierte digitale Herstellerinformationen nach VDI 2770. Und drittens, sogenannte Information Exchange Platforms (IEP), auf denen diese Daten kontrolliert geteilt und abgerufen werden können. Daraus entsteht eine einheitliche Datenquelle, die Planung, Inbetriebnahme, Betrieb und Wartung abdeckt – unabhängig vom konkreten Einsatzort oder der Systemumgebung.

Stacked from 15 images. Method=B (R=8,S=4)
Stacked from 15 images. Method=B (R=8,S=4) – Bild: Endress+Hauser (Deutschland) GmbH+Co. KG.

Von Brownfield bis Greenfield

Besonders relevant ist diese Entwicklung für Betreiber komplexer Anlagen – nicht nur bei Neubauten, sondern auch im Brownfield. Der Einstieg in standardisierte digitale Zwillinge erfordert dabei keinen vollständigen Systemaustausch. Geräte können mit Metalltags samt QR-Codes nachgerüstet werden. Informationen wie die letzte Kalibrierung, verfügbare Ersatzteile oder Servicenummern stehen auf Knopfdruck bereit – mobil, mehrsprachig und aktuell.

Bei neuen Anlagen lassen sich Geräte bereits mit vollständigem Digital Nameplate ausstatten. Nutzer profitieren von einer sauberen digitalen Datenstruktur, die sich direkt in bestehende Systeme integrieren lässt. Das reduziert Schulungsaufwände, verbessert die Dokumentation und schafft Prozesssicherheit.

Aus Pflicht wird Potenzial

Mit dem digitalen Produktpass gewinnt die Standardisierung weitere Relevanz. Ab 2026 schreibt die EU diesen für bestimmte Produktgruppen – wie etwa Batterien – verbindlich vor. Ziel ist es, Informationen zu Reparierbarkeit, Wiederaufarbeitung und Recycling digital bereitzustellen.

Der digitale Zwilling birgt Potenzial für die Praxis – vorausgesetzt, er ist standardisiert, interoperabel und nahtlos in die Systemlandschaft eingebunden. Die Kombination aus IEC61406, VDI 2770 und AAS bildet – ergänzt durch weitere Standards – das Fundament dafür. Anlagenbetreiber profitieren von effizienteren Abläufen, kürzeren Reaktionszeiten, weniger ungeplanten Stillständen und einer skalierbaren Basis für durchgängige Fertigungsoptimierung.

Michael Riester
Bild: Endress+Hauser (Deutschland) GmbH+Co. KG.

Autor

Der Autor Michael Riester ist
Head of Research & Development bei der
Endress+Hauser GmbH+Co.KG.



  • Econ Solutions bezieht neuen Standort

    Econ Solutions bezieht neuen Standort

    Um mehr Kundennähe sowie eine engere Zusammenarbeit mit dem Mutterunternehmen MVV Energie zu ermöglichen hat Econ Solutions einen neuen Standort eröffnet.

    mehr lesen: Econ Solutions bezieht neuen Standort

  • KIT-Expertin: „Cyberangriffe nehmen zu, Schutzmaßnahmen werden besser“

    KIT-Expertin: „Cyberangriffe nehmen zu, Schutzmaßnahmen werden besser“

    Vor 40 Jahren kam die erste E-Mail in Deutschland an. Heute werden täglich rund 350 Milliarden Mails versendet – auch durch Cyberkriminelle. Professorin Melanie Volkamer, Expertin für IT-Sicherheit vom Karlsruher…

    mehr lesen: KIT-Expertin: „Cyberangriffe nehmen zu, Schutzmaßnahmen werden besser“

  • Bitkom zum Inkrafttreten des AI Acts

    Bitkom zum Inkrafttreten des AI Acts

    Nach der Veröffentlichung im EU-Amtsblatt am 12. Juli tritt am 1. August der AI Act in Kraft. Der Bitkom sieht jedoch noch viele Fragen ungeklärt.

    mehr lesen: Bitkom zum Inkrafttreten des AI Acts

  • Wie Unternehmen mit Ausbildung den Fachkräftemangel bekämpfen wollen

    Wie Unternehmen mit Ausbildung den Fachkräftemangel bekämpfen wollen

    In Deutschland fehlen Fachkräfte. Ein Weg, um die Lücken zumindest ein bisschen zu schließen: Selbst ausbilden. Besonders gefragt ist Nachwuchs in MINT-Berufen. Wie aus einer Studie des Instituts der deutschen…

    mehr lesen: Wie Unternehmen mit Ausbildung den Fachkräftemangel bekämpfen wollen

  • Capgemini-Studie zeigt Potenziale für Bio-Engineering in der Industrie

    Capgemini-Studie zeigt Potenziale für Bio-Engineering in der Industrie

    Nahezu alle Industrie-Unternehmen befassen sich laut einer Capgemini-Studie mit Bio-Engineering. Die Mehrheit der befragten Organisationen plant demnach sogar Investitionserhöhungen für Biotechnologie. Ein zentrales Motiv: mehr Nachhaltigkeit.

    mehr lesen: Capgemini-Studie zeigt Potenziale für Bio-Engineering in der Industrie

  • Smart Factory Week startet Mitte September

    Smart Factory Week startet Mitte September

    Die Smart Factory Week von MPDV geht vom 16. bis 19. September 2024 in die vierte Runde. Das Online-Event richtet sich an Einsteiger und Nutzer digitaler Fertigungsprozesse und Management Execution…

    mehr lesen: Smart Factory Week startet Mitte September

  • Neuer Managing Director Germany bei Commvault

    Neuer Managing Director Germany bei Commvault

    Seit Juli hat die Commvault Systems einen neuen Management Director für Deutschland. Frank Dehne folgt in dieser Position auf Peter Kayi.

    mehr lesen: Neuer Managing Director Germany bei Commvault

  • BSI entwickelt Folgemaßnahmen als Reaktion auf weltweite IT-Ausfälle

    BSI entwickelt Folgemaßnahmen als Reaktion auf weltweite IT-Ausfälle

    Nach den weltweiten IT-Störungen am 19. Juli 2024 hat das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) im Gespräch mit den Software-Unternehmen Crowdstrike und Microsoft erste Maßnahmen entwickelt, um vergleichbare…

    mehr lesen: BSI entwickelt Folgemaßnahmen als Reaktion auf weltweite IT-Ausfälle

  • Forschende gehen technologiebezogenen Verschwörungstheorien auf den Grund

    Forschende gehen technologiebezogenen Verschwörungstheorien auf den Grund

    Wissenschaftler der Universitäten Paderborn und Göttingen untersuchen in einer Studie, wie technologiebezogene Verschwörungstheorien zustande kommen und welche Auswirkungen diese haben können.

    mehr lesen: Forschende gehen technologiebezogenen Verschwörungstheorien auf den Grund

  • B-Human erneut beim RoboCup erfolgreich

    B-Human erneut beim RoboCup erfolgreich

    Das Team B-Human der Universität Bremen und des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI) errang bei der RoboCup-Weltmeisterschaft in Eindhoven den Titel – und das bereits zum elften Mal.

    mehr lesen: B-Human erneut beim RoboCup erfolgreich

  • Fehlende Transparenz in der Software-Lieferkette gefährdet NIS-2-Compliance

    Fehlende Transparenz in der Software-Lieferkette gefährdet NIS-2-Compliance

    Unternehmen kämpfen noch mit den Cybersicherheitsanforderungen der neuen NIS-2-Richtlinie. Laut einer aktuellen Studie von BlackBerry scheint die Software-Lieferkette ein entscheidender Faktor dafür zu sein.

    mehr lesen: Fehlende Transparenz in der Software-Lieferkette gefährdet NIS-2-Compliance

  • Bosch erwirbt HLK-Geschäft von Johnson Controls & Hitachi

    Bosch erwirbt HLK-Geschäft von Johnson Controls & Hitachi

    Bosch setzt seinen Wachstumskurs mit einer strategischen Akquisition fort: Für seinen Bereich Energy and Building Technology plant die Unternehmensruppe das weltweite Heizungs-, Lüftungs- und Klimalösungsgeschäft für Wohn- und kleine Gewerbegebäude…

    mehr lesen: Bosch erwirbt HLK-Geschäft von Johnson Controls & Hitachi