Der Digitale Zwilling einer Anlage setzt sich grundsätzlich aus verschiedenen Komponenten zusammen, die jeweils ein eigenes Simulationsmodell besitzen. Diese Simulationsmodelle werden in der Regel von den Herstellern der Anlagenkomponenten geliefert und manuell in ein Gesamtmodell integriert. Dieser Prozess ist Zeit- und Kostenintensiv. Aus diesem Grund sollen Verwaltungsschalen eingesetzt werden, die die benötigten Informationen der Konfigurierung mit sich bringen. Mithilfe einer Verwaltungsschalenschnittstelle können dadurch neue Simulationsmodelle vom Komponentenhersteller direkt in das Gesamtmodell integriert werden. Dies optimiert den gesamten Prozess der Anlagenkonfiguration des Digitalen Zwillings. Mit dieser Idee der automatischen Rekonfiguration des Digitalen Zwillings mithilfe von Verwaltungsschalen beschäftigt sich aktuell eine Themengruppe im Verbundprojekt SDM4FZI.
Aus der aktuellen Sicht eines kleinen Mittelständers, stellt es eine große Herausforderung dar, überhaupt einen Digitalen Zwilling einzuführen. Ein einfacher Weg in die Digitalisierung und Einführung von Digitalen Zwillingen zu bezwecken ist die virtuelle Inbetriebnahme, in der schon in der Engineering-Phase ein virtuelles Abbild der realen Produktionsanlage erstellt wird. Wenn ein Digitaler Zwilling sich im Unternehmen etabliert hat kommt die nächste Hürde. Durch immer häufigeres Umkonfigurieren der Produktionsanlage, verursacht von wachsender Individualisierung, benötigt es nicht nur ein flexibles Produktionssystem, sondern auch einen Digitalen Zwilling, der sich bei einer realen Konfiguration anpasst. Im Verbundprojekt Software-defined Manufacturing für die Fahrzeug und Zulieferindustrie (SDM4FZI) beschäftigt sich eine Teilgruppe genau mit diesem Thema, wie ein Digitaler Zwilling auf Komponentenebene einfach und automatisiert bei Änderungen umkonfiguriert werden kann.
Verwaltungsschale als Digitaler Zwilling
Es gibt viele verschiedene Definitionen von Digitalen Zwillingen. Für manche ist ein Simulationsmodell schon ein Digitaler Zwilling, für andere die Datenaufzeichnung einer realen Anlage. Um eine Durchgängigkeit und den Umgang mit dem Digitalen Zwilling zu erleichtern, gibt es Verwaltungsschalen. Diese beschreiben etwa Informationen über eine reale Anlage in einer strukturierten Form. Diese strukturierte Form ist in verschiedenen standardisierten Teilmodellen definiert, die von der IDTA (Industrial Digital Twin Association) vorgegeben werden. Als Beispiel gibt es etwa ein Teilmodell ‚Nameplate‘ welches Informationen wie Typnummer oder Herstellernummer enthält. Im Anwendungsbeispiel soll der Digitale Zwilling jedoch nicht nur auf Informationsebene umkonfiguriert werden, sondern das wirkliche Simulationsmodell, welches die reale Maschine abbildet. Dafür gibt es zwar das Teilmodell ‚SimulationModels‘, das Informationen über das vorliegende Simulationsmodell in der Verwaltungsschale bereitstellt. Jedoch kann die Verwaltungsschale selbst nicht das Simulationsmodell umkonfigurieren, da es nur als Informationsmodell vorliegt.
