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Die Future Factory bei Sennheiser

Verwaltungsschale und Agenten im Produktionssystem

Industrielle Digital Twin-Projekte sind oft individuelle und kostenintensive Vorhaben. Es fehlen Standards, die Orientierung schaffen. In dem Forschungsprojekt IIP-Ecosphere wollen die Konsortialpartner nun ein Best Practice für den Einsatz der Verwaltungsschale in solchen Szenarien schaffen.

(Bild: Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen)

(Bild: Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen)

Der digitale Zwilling hat sich von reinen Simulationsanwendungen zu einem deutlich umfassenderen Konzept stets aktueller, virtueller Repräsentanten von Produktionselementen mit Echtzeitkommunikation entwickelt. Darunter fallen sämtliche Betriebsmittel und Produktionsprozesse (Assets). Durch die Überführung dieser Assets in einen digitalen Zwilling entsteht somit ein weitreichendes Abbild der Produktion. Damit kann der digitale Zwilling einerseits zur kontinuierlichen Überwachung der Assets genutzt werden. Andererseits eröffnet er die Möglichkeit, bestehende Produktionsprozesse zu optimieren und weitere Effizienz- und Flexibilitätssteigerungen zu realisieren. Für die konsistente und interoperable Nutzung von digitalen Zwillingen werden jedoch Standards und Referenzmodelle benötigt. Ohne Informationsmodelle und einheitliche Semantik verlieren Daten schnell an Sinngehalt und Zusammenhang. Vor diesem Hintergrund wurde die Verwaltungsschale, konform dem Referenzarchitekturmodell I4.0 (RAMI 4.0), von der Plattform Industrie 4.0 als standardisierte Struktur eines digitalen Zwillings geschaffen. Die Verwaltungsschale soll den ersten internationalen, marktübergreifenden und genormten Standard zur homogenen und konsistenten Implementierung eines digitalen Zwillings bilden. Zukünftig werden physische und nicht-physische Wirtschaftsgüter, die von einem Unternehmen oder einer Organisation individuell verwaltet werden, durch aktive virtuelle Abbilder repräsentiert. Die so entstehende I4.0-Komponente erweitert das reale Wirtschaftsgut um eine digitale Repräsentanz und integriert reale und digitale Informationswelt mit Hilfe eines konsistenten und standardisierten Informationsmodells.

Header und Body

Über ein einheitliches Format soll sichergestellt werden, dass alle Komponenteneigenschaften homogen in der Verwaltungsschale abgelegt werden. Dazu wird in der Umsetzung z.B. eCl@ss genutzt. Jede Verwaltungsschale ist in einen Header und einen Body unterteilt. Der Header beinhaltet die eineindeutige Identifikation und beschreibt konsistent zur Verfügung stehende Eigenschaften und Fähigkeiten der I4.0-Komponente. Diese werden im Body über Submodelle spezifiziert, in welchen wesentliche Merkmale und Parameter einer I4.0-Komponente einheitlich beschrieben werden. Im Rahmen ihres Meta-Modells verfügt die Verwaltungsschale zudem über drei Typen: passiv, reaktiv und proaktiv. In ihrer passiven Form liegt die Verwaltungsschale als Datei vor. In ihrer reaktiven Form verfügt die Verwaltungsschale über eine Schnittstelle. In ihrer proaktiven Form ist es der Verwaltungsschale sogar möglich, autonom über I4.0-Sprache nach VDI 2193 mit anderen Verwaltungsschalen zu kommunizieren und zu interagieren.

Interdisziplinäres Team

Ein interdisziplinäres Team aus den Unternehmen Sennheiser, Bitmotec, Rapidminer und Slashwhy entwickelt und erforscht im Rahmen des Forschungsprojekts IIP-Ecosphere eine exemplarische Umsetzung der Verwaltungsschale als Basis für einen standardisierten digitalen Zwilling. Begleitet durch das Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) der Leibniz Universität Hannover soll eine vollständig autonome, agile und skalierbare Prüfzelle zur Leiterplattenprüfung in der Sennheiser Future Factory als Demonstrator entstehen. Diese Prüfzelle wird über Verwaltungsschalen digital abgebildet, wodurch künftig weitere Prüfzellen flexibel skalierbar und ohne manuelle Systemintegration integriert werden können.


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