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.



  • Zendesk übernimmt Klaus

    Zendesk übernimmt Klaus

    Mit Klaus übernimmt das Softwareunternehmen Zendesk einen Spezialisten für KI-gestütztes Qualitätsmanagement. Die Übernahme soll das Zendesk-Portfolio im Bereich Workforce Engagement Management erweitern.

    mehr lesen: Zendesk übernimmt Klaus

  • Elke Anderl leitet Vertrieb bei T-Systems

    Elke Anderl leitet Vertrieb bei T-Systems

    Mit Elke Anderl hat T-Systems eine neue Vertriebschefin für Deutschland. Die Managerin bringt Erfahrung aus dem Großkundengeschäft mit und folgt auf Laura Vantellini.

    mehr lesen: Elke Anderl leitet Vertrieb bei T-Systems

  • Microsoft investiert 3,2Mrd.€ in Deutschland

    Microsoft investiert 3,2Mrd.€ in Deutschland

    Der Softwarekonzern Microsoft investiert 3,2Mrd.€ in den Ausbau seiner KI-Infrastruktur und Cloud-Kapazitäten in Deutschland. Unter anderem sollen neue Rechenzentren in Nordrhein-Westfalen entstehen.

    mehr lesen: Microsoft investiert 3,2Mrd.€ in Deutschland

  • Maschinenbauer meldet Rekordexporte für 2023

    Maschinenbauer meldet Rekordexporte für 2023

    Der Maschinen- und Anlagenbau hat 2023 aufgrund eines starken ersten Halbjahrs einen Rekordwert der Exporte verbucht. Wie der VDMA mitteilt, macht sich die aktuelle Konjunkturflaute aber auch bei den Ausfuhren…

    mehr lesen: Maschinenbauer meldet Rekordexporte für 2023

  • MainDays 2024 in Berlin

    MainDays 2024 in Berlin

    Auf den MainDays treffen sich am 12. und 13. März Verantwortliche aus Instandhaltung und technischem Service, um Trends und Herausforderungen zu diskutieren und Transformationsprojekte vorzustellen.

    mehr lesen: MainDays 2024 in Berlin

  • Pal2Rec forscht an sensorbasierter Aktivitätserkennung

    Pal2Rec forscht an sensorbasierter Aktivitätserkennung

    Als Ladungsträger bewegen Paletten Dinge von A nach B. Das im Februar 2024 gestartete Projekt ’Pal2Rec’ untersucht nun, wie sich (Euro-)Paletten eigenständig in logistische Prozesse mittels sensorbasierter Aktivitätserkennung einbeziehen lassen.

    mehr lesen: Pal2Rec forscht an sensorbasierter Aktivitätserkennung

  • Bessere CO2-Bilanz durch additiv gefertigte Komponenten

    Bessere CO2-Bilanz durch additiv gefertigte Komponenten

    Der Autobau kann mit maßgeschneiderten Komponenten die CO2-Bilanz von Werkzeugen und Maschinen verbessern und mit einbaufertigen Komponenten, sogenannten ’Engineered Products’, Leistungssteigerungen bei den Materialeigenschaften erzielen. Das zeigt eine Fallstudie in…

    mehr lesen: Bessere CO2-Bilanz durch additiv gefertigte Komponenten

  • Emissionen von künstlicher Intelligenz beziffern

    Emissionen von künstlicher Intelligenz beziffern

    Auch künstliche Intelligenz verbraucht Ressourcen. Forschende des Instituts für ökologische Wirtschaftsforschung, AlgorithmWatch und des DAI-Labors der TU Berlin fordern daher, die Nachhaltigkeitsauswirkungen von KI über den gesamten Lebenszyklus hinweg stärker…

    mehr lesen: Emissionen von künstlicher Intelligenz beziffern

  • Was Anwender von KI-Anbietern erwarten

    Was Anwender von KI-Anbietern erwarten

    Welche Voraussetzungen müssen erfüllt sein, damit Anwender KI-Anbietern vertrauen können und deren KI-Lösung nutzen? Diese Frage steht im Mittelpunkt des Forschungsprojektes ‘TrustKI’, das Anfang 2023 am Institut für Internet-Sicherheit –…

    mehr lesen: Was Anwender von KI-Anbietern erwarten

  • Materialengpässe in der Industrie weiter rückläufig

    Materialengpässe in der Industrie weiter rückläufig

    12,5 Prozent der Industrieunternehmen klagen nach wie vor über Materialengpässe. Nach Angaben des Ifo Instituts ging der Wert im Vergleich zum Vormonat jedoch erneut zurück.

    mehr lesen: Materialengpässe in der Industrie weiter rückläufig

  • DMG Mori baut Standort München zur Europazentrale aus

    DMG Mori baut Standort München zur Europazentrale aus

    München wird zur Europazentrale von DMG Mori. Der Werkzeugmaschinenhersteller errichtet dort das Business-Quartier ‚Go Four It‘ und mietet zusätzlich Gebäudeflächen.

    mehr lesen: DMG Mori baut Standort München zur Europazentrale aus

  • Xplanis gründet deutsche Tochtergesellschaft

    Xplanis gründet deutsche Tochtergesellschaft

    Xplanis, ein Spezialist für Transport Management Software, steigt in den deutschen Markt ein. Die Geschäftsführung der Xplanis Deutschland GmbH übernimmt Volker Möller.

    mehr lesen: Xplanis gründet deutsche Tochtergesellschaft