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.



  • Ein KI-Sprachmodell für Europa

    Ein KI-Sprachmodell für Europa

    Im Forschungsprojekt ’OpenGPT-X’ soll ein KI-Sprachmodell für Europa entstehen. Unter der Leitung der Fraunhofer-Institute für Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS und für Integrierte Schaltungen IIS entwickelt ein Konsortium aus zehn…

    mehr lesen: Ein KI-Sprachmodell für Europa

  • Eine ’5G-Lawine’ lostreten

    Eine ’5G-Lawine’ lostreten

    In einem Acatech Impuls mit dem Titel ’5G in der Industrie’ zeigen die Projektbeteiligten auf, welche Maßnahmen nötig sind, um der Technologie zum Durchbruch zu verhelfen.

    mehr lesen: Eine ’5G-Lawine’ lostreten

  • Weniger Treibhausgasausstoß im ersten Pandemie-Jahr

    Weniger Treibhausgasausstoß im ersten Pandemie-Jahr

    Das Umweltbundesamt (UBA) hat seine finalen Berechnungen zum Emissionsausstoß 2020 an die Europäische Kommission übermittelt. Demnach ist der Ausstoß insgesamt zurückgegangen. UBA-Präsident Dirk Messner geht jedoch davon aus, dass der…

    mehr lesen: Weniger Treibhausgasausstoß im ersten Pandemie-Jahr

  • Heike Kohler-Reineke leitet Marketing bei Easy Software

    Heike Kohler-Reineke leitet Marketing bei Easy Software

    Mit Heike Kohler-Reineke hat Easy Software eine neue Leiterin für den Bereich Marketing & Communications. Sie wechselt von Sage zum Softwareanbieter.

    mehr lesen: Heike Kohler-Reineke leitet Marketing bei Easy Software

  • Zwei Drittel fürchten Online-Tracking

    Zwei Drittel fürchten Online-Tracking

    Laut einer Umfrage von NordVPN sind Deutsche zunehmend besorgt, dass Cyberkriminelle sie im Netz tracken, um an Daten und sogar ihre Identität heranzukommen.

    mehr lesen: Zwei Drittel fürchten Online-Tracking

  • Hannover Messe in den Frühsommer verschoben

    Hannover Messe in den Frühsommer verschoben

    In diesem Jahr wird die Hannover Messe nicht wie gewohnt im April stattfinden, sondern im Frühsommer. Aufgrund der aktuellen Corona-Lage soll die Messe vom 30. Mai bis zum 2. Juni…

    mehr lesen: Hannover Messe in den Frühsommer verschoben

  • Künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen effektiv nutzen

    Künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen effektiv nutzen

    Ransomware gehört zu den besonders variantenreichen Angriffstaktiken im Bereich Cyberkriminalität: Das BSI gibt an, dass täglich mehr als 400.000 neue Typen entwickelt werden – Tendenz steigend.

    mehr lesen: Künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen effektiv nutzen

  • Konjunkturausblick verbessert sich

    Konjunkturausblick verbessert sich

    Mit nun 51,7 Punkten sind die ZEW-Konjunkturerwartungen im Januar gestiegen. Der Lageindikator ist in der aktuellen Umfrage jedoch erneut gesunken.

    mehr lesen: Konjunkturausblick verbessert sich

  • Unternehmen sehen Cyberangriffe als Top-Bedrohung

    Unternehmen sehen Cyberangriffe als Top-Bedrohung

    Cybergefahren sind im Jahr 2022 die größte Sorge für Unternehmen weltweit, so das aktuelle Allianz Risk Barometer 2022. Demnach beunruhigt die Bedrohung durch Ransomware-Angriffe, Datenschutzverletzungen oder IT-Ausfälle die Unternehmen sogar…

    mehr lesen: Unternehmen sehen Cyberangriffe als Top-Bedrohung

  • IBM übernimmt Envizi

    IBM übernimmt Envizi

    Envizi, ein Spezialist für Datenanalyse im Bereich Umweltperformance-Management gehört nun zu IBM. Der IT-Konzern will mit der Übernahme seine Strategie ergänzen.

    mehr lesen: IBM übernimmt Envizi

  • Etteplan übernimmt Cognitas

    Etteplan übernimmt Cognitas

    Etteplan erwirbt Cognitas von Canon. Der finnische Engineering-Dienstleister will so seine Position in Deutschland ausbauen.

    mehr lesen: Etteplan übernimmt Cognitas

  • Experten warnen vor Zunahme

    Experten warnen vor Zunahme

    Sicherheitsexperten warnen, dass gute Reproduzierbarkeit, hohe Lösegeldzahlungen und schwache Sicherheitsvorkehrungen dafür sorgen könnten, dass die Zahl der Cyberangriffe auf Lieferketten dieses Jahr deutlich steigen, da sie sich im vergangenen Jahr…

    mehr lesen: Experten warnen vor Zunahme