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.



  • Funktionale Sicherheit in der Prozessindustrie

    Funktionale Sicherheit in der Prozessindustrie

    Bei der Verhinderung von sicherheitsrelevanten Ereignissen, und insbesondere von Störfällen, wird die Prozessleittechnik (PLT) immer wichtiger. Die Richtlinienreihe VDI/VDE 2180 beschäftigt sich mit diesem Thema, wurde grundlegend überarbeitet und neu…

    mehr lesen: Funktionale Sicherheit in der Prozessindustrie

  • Grunwitz wird NTT Deutschland-Chef

    Grunwitz wird NTT Deutschland-Chef

    Nach dem Start von NTT Ltd. Anfang Juli hat der IT-Dienstleister Kai Grunwitz zum Chef des Deutschland-Geschäfts ernannt.

    mehr lesen: Grunwitz wird NTT Deutschland-Chef

  • 5G in Industrie und Wirtschaft

    5G in Industrie und Wirtschaft

    Mit der 5G CMM — Connected Mobile Machines will die Deutsche Messe dem neuen Mobilfunkstandard in den Fokus rücken. Rund 100 Teilnehmer werden dabei vom 8. bis zum 10. Oktober…

    mehr lesen: 5G in Industrie und Wirtschaft

  • 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

  • Kollaborative Roboter und ihre Interaktion mit Menschen

    Kollaborative Roboter und ihre Interaktion mit Menschen

    Im SIBB Forum ‚Cobot Love‘, das am 30. Oktober im MotionLab.Berlin stattfindet, beleuchten Experten aus Praxis und Forschung technologische Möglichkeiten, Anwendungspotentiale und Marktaussichten intelligenter Robotiksysteme anhand konkreter Use Cases.

    mehr lesen: Kollaborative Roboter und ihre Interaktion mit Menschen

  • Keine ausreichende Datengrundlage für Smart Maintenance

    Keine ausreichende Datengrundlage für Smart Maintenance

    Eine Studie von Acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und dem Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IML zeigt, wie weit deutsche Unternehmen bei der Umsetzung einer ‘intelligenten Instandhaltung‘ sind –…

    mehr lesen: Keine ausreichende Datengrundlage für Smart Maintenance

  • Aus G Data Software wird G Data CyberDefense

    Aus G Data Software wird G Data CyberDefense

    G Data Software tritt künftig unter dem Namen G Data CyberDefense auf. Dies gab das Unternehmen am Montag in einer Pressemitteilung bekannt.

    mehr lesen: Aus G Data Software wird G Data CyberDefense

  • Zühlke leitet SmartFactory-EU

    Zühlke leitet SmartFactory-EU

    Brainport Industries (Niederlande), Flanders Make (Belgien) und die SmartFactory-KL habe sich zusammengetan und die Vereinigung SmartFactory-EU gegründet.

    mehr lesen: Zühlke leitet SmartFactory-EU

  • Eine Karte für den Notfall

    Eine Karte für den Notfall

    Ähnlich wichtig wie das Verhalten im Brandfall ist das richtige Verhalten, wenn es zu einem Cyberangriff kommt. Mit der IT-Notfallkarte will das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik Erste Hilfe…

    mehr lesen: Eine Karte für den Notfall

  • Dieter Meuser ist CEO von IoTOS

    Dieter Meuser ist CEO von IoTOS

    Dieter Meuser ist seit dem 1. September Geschäftsführer von IoTOS, einem Anbieter von Cloud-basierten industriellen IoT-Anwendungen. Meuser kommt von der Dürr AG zum Limburger Unternehmen.

    mehr lesen: Dieter Meuser ist CEO von IoTOS

  • IAB-Arbeitsmarktbarometer legt wieder zu

    IAB-Arbeitsmarktbarometer legt wieder zu

    Der seit einem dreiviertel Jahr anhaltende Abwärtstrend beim IAB-Arbeitsmarktbarometer hat sich im September nicht fortgesetzt. Im Gegenteil: Der Frühindikator des Instituts für Arbeitsmarkt- und Berufsforschung (IAB) ist wieder gestiegen –…

    mehr lesen: IAB-Arbeitsmarktbarometer legt wieder zu

  • Ausfuhren im Juli 2019 wieder gestiegen

    Ausfuhren im Juli 2019 wieder gestiegen

    Die Exporte der deutschen Elektroindustrie haben im Juli 2019 wieder angezogen. Mit 18,1Mrd.€ übertrafen sie ihr Vorjahresniveau um 6,3%. „Dieser jüngste Anstieg folgt allerdings auf einen fünfprozentigen Rückgang im Vormonat…

    mehr lesen: Ausfuhren im Juli 2019 wieder gestiegen