Die Europäische Union hat mit dem Circular Economy Action Plan und dem digitalen Produktpass (DPP) klare Weichen gestellt: Ab 2027 wird der DPP für definierte Produktgruppen verpflichtend und verlangt strukturierte, maschinenlesbare Informationen über den gesamten Produktlebenszyklus. Unternehmen, die diese Infrastruktur aufbauen, schaffen gleichzeitig die Datenbasis für effizientere Kreislaufprozesse, längere Komponentenlaufzeiten und neue servicebasierte Geschäftsmodelle. Das zentrale technische Problem ist dabei kein Mangel an Willen, sondern ein Mangel an Information. Komponentenhersteller wissen oft nicht, wo ihre Produkte im Einsatz sind und in welchem Zustand sie sich befinden. Fabrikbetreiber verfügen zwar über Betriebsdaten, geben diese aus nachvollziehbaren Gründen ungern weiter. Ohne verlässliche Zustandsdaten ist eine fundierte Bewertung des Restwerts und des Wiederverwendungspotenzials kaum möglich. Dieses Informationsdefizit ist kein technisches Schicksal – es ist ein Interoperabilitätsproblem.
Die Verwaltungsschale als gemeinsame Datenbasis
Die Asset Administration Shell (AAS), auf Deutsch Verwaltungsschale, adressiert genau dieses Problem. Als offener Standard der Plattform Industrie 4.0 definiert sie eine herstellerunabhängige Spezifikation zur strukturierten digitalen Repräsentation von Assets. Relevante Informationen werden in standardisierten Submodellen abgelegt und über definierte Schnittstellen zugänglich gemacht. Semantische Verweise auf Datenkataloge wie Eclass stellen sicher, dass Datenpunkte nicht nur maschinenlesbar, sondern systemübergreifend korrekt interpretierbar sind.
Wenn Komponentenhersteller, Maschinenbauer und Fabrikbetreiber diesen Standard nutzen, entsteht eine gemeinsame, konsistente Datenbasis – die Grundlage für automatisierte Zustandsbewertungen und fundierte Entscheidungen über Wiederverwendung, Aufbereitung oder Recycling. Für den digitalen Produktpass liefert dieselbe Infrastruktur die strukturierten Lifecycle-Informationen, die die EU-Regulatorik ab 2027 verlangt – ohne redundante Systeme, ohne Medienbrüche.
Von der Spezifikation zum lauffähigen System
Eine Spezifikation löst kein praktisches Problem. Anwendbar wird die Verwaltungsschale erst durch Software. Das Fraunhofer IOSB stellt diese mit dem Produkt FA³ST Ecosystem bereit – einer modularen Sammlung praxisorientierter Werkzeuge für den gesamten Lebenszyklus eines AAS-basierten digitalen Zwillings. Im Zentrum steht der FA³ST Service: eine vollständige Open-Source-Implementierung der AAS-Spezifikation, die Verwaltungsschalen als aktive Webservices über HTTPS/REST, OPC UA und MQTT bereitstellt – betreibbar als Java-Anwendung, Docker-Container oder eingebettete Bibliothek, on-premise, in der Cloud oder am Edge.
LLM-basierte Modell-Erstellung
Ein praktisches Hindernis auf dem Weg zur Verwaltungsschale ist die aufwendige Erstellung standardkonformer Submodelle aus heterogenen Quellen. Der FA³ST CreAItor adressiert dieses Problem: Er nutzt Large Language Models, um aus PDFs, Excel-Tabellen oder Textdokumenten automatisch AAS-konforme Submodelle zu generieren – ohne Programmierkenntnisse, ohne vertiefte AAS-Expertise. Der FA³ST ValidAItor ergänzt diesen Prozess durch automatisierte Qualitätssicherung: Er prüft Verwaltungsschalen auf Konformität mit den aktuellen IDTA-Spezifikationen, erkennt semantische Inkonsistenzen und schlägt Korrekturen vor.
Für die Anbindung physischer Assets an ihre digitalen Zwillinge steht der FA³ST Mapper zur Verfügung, der die visuelle Erstellung von Abbildungsvorschriften zwischen OPC UA-, MQTT- und HTTP-Quellen und AAS-Modellen ermöglicht. Die FA³ST EDC-Extension erweitert den Eclipse Dataspace Connector um AAS-spezifische Funktionen und ermöglicht den automatisierten, datensouveränen Austausch von Verwaltungsschalen zwischen Unternehmen.
Praxisnachweis: Factory-X
Dass dieser Ansatz industriell funktioniert, zeigt das Forschungsprojekt Factory-X, an dem das Fraunhofer IOSB als technischer Partner beteiligt ist. Im Use Case Circular Economy wurde auf Basis der Verwaltungsschale eine dezentrale Infrastruktur entwickelt, die Komponentenherstellern, Maschinenbauern und Fabrikbetreibern einen souveränen Datenaustausch für die datengetriebene Zustandsbewertung von Komponenten ermöglicht. Jeder Partner betreibt seinen eigenen AAS-Server und gibt nur die Daten frei, die für den jeweiligen Bewertungsschritt erforderlich sind – die proprietäre Bewertungslogik bleibt beim Hersteller. Das Ergebnis: eine automatisierbare Empfehlung, welche Komponenten wiederverwendet, aufbereitet oder recycelt werden sollten – auf Basis tatsächlicher Zustandsdaten statt pauschaler Betriebszeiten.
Für Unternehmen jeder Größe
Das FA³ST Ecosystem ist für unterschiedliche Unternehmensgrößen konzipiert. Für KMU bedeutet das niedrige Einstiegshürden und eine schrittweise Einführung ohne große Vorabinvestitionen. Großunternehmen profitieren von vollständiger AAS-Spezifikationskonformität, der Integration in bestehende IT/OT-Landschaften und der Unterstützung für unternehmensübergreifende Datenräume. Der FA³ST Service ist unter der Apache-Lizenz 2.0 auf GitHub verfügbar und wird von einer aktiven Community weiterentwickelt. Das Fraunhofer IOSB begleitet Unternehmen von der ersten Orientierung bis zur produktiven Integration.
