Normkonforme AASagentenbasiert erstellen

image3
Bild: Fraunhofer – Institut IPA

Wer einen modernen Shopfloor betritt, sieht selten ein einheitliches Bild: CNC-Maschinen von Hersteller A, Roboter von Hersteller B, Fördertechnik von Hersteller C – jede Anlage kommuniziert über eigene Protokolle und liefert Daten in eigenen Formaten. OPC UA hier, MQTT dort, proprietäre Schnittstellen anderswo. Das Ergebnis sind isolierte Datensilos. Produktionsdaten lassen sich nicht übergreifend auswerten. Jede Integration zwischen Systemen erfordert eine aufwendige Einzellösung. Dieses Interoperabilitätsproblem ist eine der zentralen Bremsen für die digitale Transformation in der Fertigung. Die Antwort der Industrie ist die Asset Administration Shell (AAS), ein internationaler Standard (IEC63278), der jeder Anlage und jedem Produkt einen strukturierten digitalen Zwilling gibt. Statt ihre Daten auf eigene Weise bereitzustellen, beschreibt die AAS alle relevanten Informationen in einem einheitlichen, maschinenlesbaren Format. Sobald eine AAS-Instanz mit den Datenschnittstellen der physischen Anlage verknüpft ist, kann sie auch Echtzeitdaten empfangen, wie etwa Sensorwerte, Betriebszustände oder Prozessparameter aus der Maschine. Die AAS wird zur lebenden Beschreibung der Anlage, über die externe Systeme und Agenten mit ihr interagieren können.

Bottleneck ist die Erstellung

Doch dafür braucht jede Anlage eine eigene AAS-Instanz und genau das ist der Engpass. Da technische Daten oft über Systeme verteilt vorliegen, erfordert die manuelle Erstellung einer normkonformen AAS meist Stunden und tiefes Wissen über die AAS-Struktur. Hier setzt das LLM-gestützte Agentensystem an: Es automatisiert die AAS-Erstellung weitgehend. Im Kern steht ein Large Language Model (LLM), das als Orchestrierungsagent arbeitet. Es liest heterogene Quelldaten, versteht deren Inhalt und überträgt die relevanten Informationen strukturiert in eine AAS-Instanz. Entscheidend ist dabei, wie der Agent arbeitet: nicht frei, sondern gebunden an die normativen Vorgaben der AAS Submodel Templates und Spezifikation. Alle Interaktionen mit der AAS-Infrastruktur laufen über spezialisierte Werkzeuge, die nur standardkonforme Aktionen zulassen und korrekte Bezeichner, zulässige Datentypen sowie semantisch referenzierte Eigenschaften erzwingen. Das LLM liefert die Flexibilität im Umgang mit unstrukturierten Quellen, während der Standard die semantische Integrität des Ergebnisses sichert.

Der Prozess in vier Schritten

Der Workflow gliedert sich in vier aufeinander aufbauende Phasen.

Konfiguration und Quellendefinition – Der Nutzer übergibt die Quelldaten, also PDF-Datenblätter, URLs, JSON- oder CSV-Exporte oder Freitext, und legt fest, welche Anlage abgebildet werden soll. Der Agent schlägt passende Submodel Templates (SMTs) vor, also standardisierte Vorlagen für AAS-Submodelle, und legt automatisch eine leere AAS-Instanz an – inklusive aller vorgeschriebenen Submodelle und semantischen Referenzen.

Datenextraktion – Spezialisierte Werkzeuge extrahieren Eigenschaftsnamen, Werte und Einheiten, je nach Dokumenttyp aus Tabellen, Fließtext oder strukturierten Formaten. Das Ergebnis wird als Tabelle präsentiert, die der Nutzer vor der Weiterverarbeitung korrigieren und ergänzen kann.

Semantisches Matching – Das System ordnet jede extrahierte Eigenschaft der richtigen Position im AAS-Graphen zu. Eindeutige Zuordnungen werden automatisch übernommen, bei mehrdeutigen Fällen zieht der Agent sein Kontextwissen hinzu. Nicht auflösbare Fälle werden zur manuellen Klärung markiert und dem Nutzer vorgelegt.

AAS-Befüllung – Die validierten Zuordnungen werden in die AAS-Instanz geschrieben, inklusive automatischer Datentyp-Konvertierung und Einheitennormalisierung. Am Ende steht eine normkonforme, vollständig befüllte AAS-Instanz, die sofort von beliebigen AAS-kompatiblen Systemen abgefragt werden kann.

Digitale Zwillinge erschaffen

Was bisher mehrere Stunden manueller Arbeit pro Anlage erforderte, lässt sich auf einen geführten Prozess von wenigen Minuten reduzieren. Ein Integrationsexperte bleibt eingebunden, trägt aber nur noch an den Stellen aktiv bei, wo echtes Fachurteil gefragt ist. Gerade bei heterogenen Anlagenbeständen mit Maschinen verschiedener Hersteller und Generationen lässt sich die nachträgliche Digitalisierung deutlich effizienter gestalten. PDF-Datenblätter aus dem Archiv werden zur Datenquelle, auch für Anlagen, für die ursprünglich kein digitaler Zwilling geplant war. Da die Werkzeuge die normativen Anforderungen auf Systemebene durchsetzen, ist jede erzeugte Instanz per Konstruktion SMT-konform und von Fremdsystemen interpretierbar.

Übergreifend koordinieren

Das System ist kein Ersatz für AAS-Expertise, es macht diese Expertise skalierbar. Dasselbe Agentensystem lässt sich nicht nur für die Erstellung, sondern auch für den Betrieb einsetzen, etwa zur Abfrage von Maschinenstatus, zur Steuerung von Produktionsabläufen oder zur automatisierten Aktualisierung des digitalen Zwillings. Industriesoftware wie ERP, MES oder PLM wird zunehmend mit agentischen Fähigkeiten ausgestattet, um etwa Routineentscheidungen zu fällen, Produktionspläne anzupassen, Qualitätsabweichungen zu erkennen und systemübergreifend zu koordinieren. Die Voraussetzung dafür ist eine einheitliche, maschinenlesbare Datenbasis. Genau diese Grundlage schafft die AAS.



  • Eine Forschungsinfrastruktur für digitale Zwillinge

    Eine Forschungsinfrastruktur für digitale Zwillinge

    1,66Mio.€ für die Entwicklung digitaler Zwillinge: Durch die erfolgreiche Beteiligung an einem landesweiten Wettbewerb stehen für das Projekt Explore in den kommenden drei Jahren Fördermittel bereit, um eine standortübergreifende Forschungsinfrastruktur…

    mehr lesen: Eine Forschungsinfrastruktur für digitale Zwillinge

  • Servicequalität der ERP-Anbieter in der Kritik

    Servicequalität der ERP-Anbieter in der Kritik

    Viele Unternehmen steuern mit ERP-Systemen ihre wichtigsten Geschäftsprozesse.

    mehr lesen: Servicequalität der ERP-Anbieter in der Kritik

  • Eclipse Foundation gründet Open Regulatory Compliance Working Group

    Eclipse Foundation gründet Open Regulatory Compliance Working Group

    Die Eclipse Foundation, eine der weltweit größten Open-Source-Foundations, hat die Open Regulatory Compliance Working Group (ORC WG) ins Leben gerufen.

    mehr lesen: Eclipse Foundation gründet Open Regulatory Compliance Working Group

  • 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

  • Deutschland mit gutem Innovationssystem aber Schwächen in digitaler Infrastruktur

    Deutschland mit gutem Innovationssystem aber Schwächen in digitaler Infrastruktur

    Angesichts des deutschen Abschneidens beim diesjährigen Global Innovation Index hat die Präsidentin des Deutschen Patent- und Markenamts (DPMA), Eva Schewior, zu mehr Dynamik bei der Sicherung der Innovationsfähigkeit in Deutschland…

    mehr lesen: Deutschland mit gutem Innovationssystem aber Schwächen in digitaler Infrastruktur

  • Peter Leibinger als neuer BDI-Präsident vorgeschlagen

    Peter Leibinger als neuer BDI-Präsident vorgeschlagen

    Nach zwei Amtszeiten als BDI-Präsident wird Siegfried Russwurm am Jahresende das Amt satzungsgemäß abgeben.

    mehr lesen: Peter Leibinger als neuer BDI-Präsident vorgeschlagen

  • Neue Höchstzahl an Industrierobotern in Deutschland

    Neue Höchstzahl an Industrierobotern in Deutschland

    Die deutsche Wirtschaft hat 28.355 neue Industrieroboter installiert – ein neues Allzeithoch: 2023 stieg der Absatz um 7 Prozent im Vergleich zum Vorjahr. Der operative Bestand erreichte den neuen europäischen…

    mehr lesen: Neue Höchstzahl an Industrierobotern in Deutschland

  • Arvato Systems und Advanco starten Partnerschaft

    Arvato Systems und Advanco starten Partnerschaft

    Arvato Systems und Advanco, ein Anbieter von Track & Trace-Systemen für die Pharma- und Life Science-Branche, bündeln ihre Expertise und starten eine Partnerschaft.

    mehr lesen: Arvato Systems und Advanco starten Partnerschaft

  • Saskia Fontanive und Christian Schweizer werden COOs

    Saskia Fontanive und Christian Schweizer werden COOs

    Im September 2024 hat der SAP-Gold-Partner und Cloudspezialist Innovabee seine Geschäftsführung um Saskia Fontanive und Christian Schweizer erweitert.

    mehr lesen: Saskia Fontanive und Christian Schweizer werden COOs

  • Siemens gliedert eMobility-Geschäft aus

    Siemens gliedert eMobility-Geschäft aus

    Siemens plant, sein eMobility-Geschäft auszugliedern. Im Jahr 2018 bündelte das Unternehmen seine Ladeaktivitäten für Elektrofahrzeuge und überführte diese 2022 in eine eigene Geschäftseinheit.

    mehr lesen: Siemens gliedert eMobility-Geschäft aus

  • Rechtliche Orientierung für Cybersicherheitsforschende

    Rechtliche Orientierung für Cybersicherheitsforschende

    Cybersicherheitsforschende stehen mitunter gefühlt mit einem Bein im Gefängnis – es herrscht viel Unsicherheit darüber, was rechtlich im Rahmen von Wissenschaft erlaubt ist und was nicht.

    mehr lesen: Rechtliche Orientierung für Cybersicherheitsforschende

  • DFKI und Taiwan AICoE vereinbaren KI-Zusammenarbeit

    DFKI und Taiwan AICoE vereinbaren KI-Zusammenarbeit

    Das Taiwan AI Center of Excellence (AICoE) und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) haben eine Absprache zur wissenschaftlichen Zusammenarbeit geschlossen.

    mehr lesen: DFKI und Taiwan AICoE vereinbaren KI-Zusammenarbeit