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.



  • Sicherheit vor Malware und Hackern

    Sicherheit vor Malware und Hackern

    Fernwirkanlagen und Scada-Systeme nutzen das Internet und sind damit potenziellen Angriffen von Hackern und Schadsoftware ausgesetzt. Auf der Seite der Datenbank kann auch das Unternehmen ConiuGo nur die bekannten Konzepte…

    mehr lesen: Sicherheit vor Malware und Hackern

  • Nutzung von Cloudanwendungen in Unternehmen

    Nutzung von Cloudanwendungen in Unternehmen

    Cloudanwendungen boomen: Aktuell gibt es nach Aussagen von führenden TÜV Rheinland-Experten mehr als 30.000 Cloudanwendungen weltweit, von denen Unternehmen aktiv durchschnittlich 1.500 Anwendungen nutzen – mit oder ohne Freigabe der…

    mehr lesen: Nutzung von Cloudanwendungen in Unternehmen

  • Schutz von Remote-Mitarbeitern

    Schutz von Remote-Mitarbeitern

    Um die Verwaltung der Cybersicherheit einfacher und zugänglicher zu gestalten, stellt SonicWall die Zero-Touch-fähigen Multi-Gbit TZ-Firewalls mit SD-Branch-Funktionen vor. Die neuen Firewalls TZ570 und TZ670 sind die ersten Desktop-Firewalls, die…

    mehr lesen: Schutz von Remote-Mitarbeitern

  • Anzeige
    Retarus beschleunigt Datenaustausch in der Produktion

    Retarus beschleunigt Datenaustausch in der Produktion

    Die Digitalisierungs- und Automatisierungslösungen von Retarus ermöglichen effiziente Abläufe ohne manuellen Aufwand oder Kompromisse bei der Datensouveränität

    mehr lesen: Retarus beschleunigt Datenaustausch in der Produktion

  • Maschinenbau baut digitale Dienste aus

    Maschinenbau baut digitale Dienste aus

    Fast 80 Prozent der Maschinenbauer sehen die Notwendigkeit, bei digitalen Geschäftsmodellen zu kooperieren. Das hat der VDMA in einer Befragung mit McKinsey ermittelt. Auf großes Wachtumspotenzial deutet dabei hin, dass…

    mehr lesen: Maschinenbau baut digitale Dienste aus

  • 15 Jahre SmartFactory Kaiserslautern

    15 Jahre SmartFactory Kaiserslautern

    Die Technologieinitiative SmartFactory KL feiert ihr 15-jähriges Bestehen. Heute beteiligen sich mehr als 50 Unternehmen und Wissenschaftseinrichtungen an der Initiative.

    mehr lesen: 15 Jahre SmartFactory Kaiserslautern

  • Eine Matte gegen Haltungsschäden

    Eine Matte gegen Haltungsschäden

    Wissenschaftler vom Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA haben in Zusammenarbeit mit der Isoloc Schwingungstechnik GmbH eine Sensormatte für Steharbeitsplätze entwickelt. Sie erfasst die Fußposition eines Mitarbeiters und erkennt Gewichtsverlagerungen.

    mehr lesen: Eine Matte gegen Haltungsschäden

  • Verschlüsselungskomponenten, die Angreifern ausweichen

    Verschlüsselungskomponenten, die Angreifern ausweichen

    Verschlüsselungssoftware spielt auf dem Weg zu mehr Datenschutz eine wichtige Rolle, doch können Computersysteme auch auf physikalischem Wege angegriffen werden. Durch das Abfangen von Stromschwankungen oder das Auslösen von Fehlern…

    mehr lesen: Verschlüsselungskomponenten, die Angreifern ausweichen

  • Unternehmen sehen Notwendigkeit für mehr IoT-Sicherheit

    Unternehmen sehen Notwendigkeit für mehr IoT-Sicherheit

    Das Internet der Dinge ist für viele Unternehmen in Deutschland sowohl eine Chance als auch ein Risiko, so das Ergebnis einer aktuellen Studie im Auftrag von Palo Alto Networks.

    mehr lesen: Unternehmen sehen Notwendigkeit für mehr IoT-Sicherheit

  • Gaia-X-Mitglieder unterzeichnen Gründungsurkunde

    Gaia-X-Mitglieder unterzeichnen Gründungsurkunde

    Die Gründungsmitglieder der Gaia-X-Initiative haben die Gründungsurkunden zur Gaia-X AISBL unterzeichnet. Interessierte Unternehmen und Initiativen sind aufgerufen, sich an der gemeinnützigen Vereinigung zu beteiligen.

    mehr lesen: Gaia-X-Mitglieder unterzeichnen Gründungsurkunde

  • TÜV-Verband fordert Regulierung von KI-Anwendungen

    TÜV-Verband fordert Regulierung von KI-Anwendungen

    Der TÜV-Verband fordert in einem Positionspapier KI-gestützte Anwendungen und Systeme — etwa automatisierte Fahrzeuge oder Roboter — in Abhängigkeit vom Risiko zu regulieren.

    mehr lesen: TÜV-Verband fordert Regulierung von KI-Anwendungen

  • Was es bei der Container-Nutzung zu beachten gilt

    Was es bei der Container-Nutzung zu beachten gilt

    Die Nutzung von Containertechnologien steigt, was aber gilt es bei der Auswahl zu beachten? Der Software-Entwickler Red Hat gibt Antworten darauf.

    mehr lesen: Was es bei der Container-Nutzung zu beachten gilt