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.



  • Gerhard Knoch wechselt von Infor zu Procad

    Gerhard Knoch wechselt von Infor zu Procad

    Gerhard Knoch, bisher Vice President bei Infor, stößt als neuer Geschäftsführer zum PLM-Anbieter Procad.

    mehr lesen: Gerhard Knoch wechselt von Infor zu Procad

  • Die Sicherheit im Hafen erhöhen

    Die Sicherheit im Hafen erhöhen

    Häfen zählen zu den kritischen Infrastrukturen. Die möglichen Sicherheitsrisiken sind vielfältig, insbesondere in digitalisierten Containerterminal-Prozessen. Ein neues Methoden- und Werkzeugset, entwickelt am Fraunhofer-Instituts für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF, soll die…

    mehr lesen: Die Sicherheit im Hafen erhöhen

  • Schwachstellen aufdecken und Krisenfester werden

    Schwachstellen aufdecken und Krisenfester werden

    Die Corona-Krise hat dafür gesorgt, dass sich Unternehmen vermehrt mit der Digitalisierung beschäftigen. Trend-Technologien sind dabei jedoch weniger entscheidend, so der Software-Anbieter Proalpha. Wichtiger sei es, dass Unternehmen ihre Prozesse…

    mehr lesen: Schwachstellen aufdecken und Krisenfester werden

  • 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

  • Starke Passwörter für starken Schutz

    Starke Passwörter für starken Schutz

    Bei Hackerangriffen sind die Mitarbeiter und ihre schwachen Passwörter nach wie vor Angriffspunkt Nummer Eins. Trotz gelegentlicher Diskussionen unter Fachleuten sind starke Passwörter noch immer die wohl wichtigste und sicherste…

    mehr lesen: Starke Passwörter für starken Schutz

  • SPS 2020 ausschließlich virtuell

    SPS 2020 ausschließlich virtuell

    Aufgrund der durch die Corona-Pandemie maßgeblich veränderten Rahmenbedingungen und den weiterhin bestehenden Reiserestriktionen hat die Mesago Messe Frankfurt entschieden, die SPS 2020 in einem rein virtuellen Format stattfinden zu lassen.

    mehr lesen: SPS 2020 ausschließlich virtuell

  • Ifo-Geschäftsklimaindex legt auch im August zu

    Ifo-Geschäftsklimaindex legt auch im August zu

    Nach dem durch die Corona-Krise verursachten Einbruch im April, ist der Ifo-Geschäftsklimaindex im August erneut angestiegen – zum vierten Mal in Folge.

    mehr lesen: Ifo-Geschäftsklimaindex legt auch im August zu

  • Unternehmen nutzen zwei bis vier Anbieter

    Unternehmen nutzen zwei bis vier Anbieter

    Laut einer Studie von Forrester Research nutzen 80 Prozent der Unternehmen Multi-Cloud-Umgebungen für geschäftskritische Anwendungen. Zudem berichten die befragten Unternehmen fast einstimmig von Vorteilen, die durch die Nutzung von Managed…

    mehr lesen: Unternehmen nutzen zwei bis vier Anbieter

  • Wirtschaftskriminalität in Deutschland: Datenklau und Urheberrechtsverletzungen

    Wirtschaftskriminalität in Deutschland: Datenklau und Urheberrechtsverletzungen

    Wie aus einer Studie von KPMG hervorgeht, ist in den vergangenen zwei Jahren etwa ein Drittel der Unternehme Opfer von Wirtschaftskriminalität geworden. Dabei kommen die Täter nicht nur von außen.

    mehr lesen: Wirtschaftskriminalität in Deutschland: Datenklau und Urheberrechtsverletzungen

  • Forcam übernimmt Industriesoftware-Spezialisten

    Forcam übernimmt Industriesoftware-Spezialisten

    Als neues Tochterunternehmen wird die Ensico GmbH zukünftig zu Forcam gehören. Das Unternehmen bietet u.a. das Produktionsleitsystem ‘E-MES‘ an.

    mehr lesen: Forcam übernimmt Industriesoftware-Spezialisten

  • Exporte im Maschinenbau spürbar gebremst

    Exporte im Maschinenbau spürbar gebremst

    Die deutschen Maschinen- und Anlagenbauer haben im ersten Quartal ein Exportminus von 22,9 Prozent verzeichnet. Im Juni fiel das Minus dabei jedoch weniger stark aus.

    mehr lesen: Exporte im Maschinenbau spürbar gebremst

  • Produktivität und Flexibilität verbinden

    Produktivität und Flexibilität verbinden

    Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entwickelt ein Forschungsteam gemeinsam mit Industriepartnern ein neuartiges Produktionsplanungssystem, das die hohe Produktivität und Genauigkeit von Spezialmaschinen mit der Flexibilität von Industrierobotern kombinieren soll.

    mehr lesen: Produktivität und Flexibilität verbinden