Bd. 63 Nr. 04 (2021): atp magazin 04/2021

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And the winner is … IEC 63728! Hinter diesem technischen Namen verbirgt sich die Verwaltungsschale, das optimale Werkzeug für eine standardisierte
Datenverwaltung und – nutzung in der Produktion. Damit soll ein beliebiges Asset auf dem Shopfloor, von einzelnen Geräten bis hin zu ganzen Maschinen, an IoT-Plattformen angeschlossen werden. Bisher war die VWS allerdings nur ein theoretisches Konzept. Das ändert sich ab Mai 2021, denn dann wird sie normiert. Damit wird das für Industrie 4.0 wichtige Werkzeug keine Theorie mehr sein, sondern eine handfeste Technologie.

Der erste Use Case der VWS, der auf sicherem Weg in die Umsetzung ist, ist das Digitale Typenschild. „In den vergangenen Monaten haben wir das Digitale Typenschild im ZVEI so weit konkretisiert, dass wir es zusammen mit Industrie-Experten in einer sogenannten ZVEI-Empfehlung festschreiben konnten“, so Prof. Dr.-Ing. Dieter Wegener über die Etablierung dieses Use Cases. Mit einer ZVEIEmpfehlung wurde der VWS der Weg in die Praxis nun geebnet.

Welche Anwendungsmöglichkeiten es für die Digitalisierung der Produktion gibt, zeigt das atp magazin 4/2021. Lesen Sie darüber hinaus außerdem, welche Potenziale die Simulation bietet mit besonderem Augenmerk auf dem Digitalen Zwilling.

Die Interview-Highlights:

„Das Digitale Typenschild ist der Türöffner der Verwaltungsschale“ (Prof. Dr.-Ing. Dieter Wegener, ZVEI)
Im Mai 2021 wird die Verwaltungsschale in der IEC 63278 normiert und aus einem bislang theoretischen Konzept endlich eine handfeste Technologie. Im Interview stellt Prof. Dr.-Ing. Dieter Wegener, Sprecher des ZVEI-Führungskreises Industrie 4.0, dar, wie die weitere Roadmap der Verwaltungsschale und des Digitalen Typenschilds aussieht und warum die IDTA und GAIA-X dabei besonders wichtig sind.

„Der Digital Twin kann mehr als nur Simulation“ (Carsten Gerke,Bentley Systems;Tobias Hennchen,
Siemens)
Über den gesamten Lebenszyklus alle Prozessdaten im Blick zu haben und so die Anlagenleistung optimieren zu können, ist das alles überragende Ziel des Digitalen Zwillings. Warum er allerdings in der Prozessindustrie noch nicht angekommen ist und wieso der Digital Twin viel mehr ist als ein Simulations-Tool machen Carsten Gerke, SVP Strategic Partnerships bei Bentley Systems, und Tobias Hennchen, Director Digitalization bei Siemens, im atp-Interview deutlich.

Die peer-reviewten Hauptbeiträge:

Eine systematische Bewertung der Qualität von Simulationsmodellen
Der GMA Fachausschuss 6.11 veröffentlichte bereits im vergangenen Jahr (atp magazin 6-7/2020) den ersten Beitragsteil zur Entwicklung einer Qualitätsmetrik für Simulationsmodelle der Automatisierungstechnik. Ziel der Metrik ist die systematische, objektive und möglichst quantitative Bewertung des Qualitätsniveaus von Modellen, die sowohl in den internen Engineering-Prozessen eingesetzt werden. Darüber hinaus sollen aber gerade die Modelle bewertet werden, die als Teil der realen Anlage an den Kunden ausgeliefert werden. Nach der Erläuterung der entwickelten Faktoren, Kriterien und Attribute in Beitragsteil 1 liefern die Autoren in diesem zweiten Teil Konzepte für die quantitative Bewertung sowie Erfahrungen aus der durchlaufenen Validierungsphase.

Die aktuelle und zukünftige Nutzung von Simulation
Das Autorenteam erneuert seine bereits 2015 veröffentlichte internationale Studie zur Nutzung von Simulation in der Prozessindustrie und erweitert diese auf benachbarte Industriedomänen. Auf Basis einer im Jahr 2020 durchgeführten Online-Umfrage werden die fünf Jahre alten Aussagen der ersten Studie auf die Probe gestellt und dabei neue Erkenntnisse, Trends und selbstverständlich auch der Einsatz von Digitalen Zwillingen abgefragt. Dabei können sowohl Aussagen bestätigt, aber auch vermeintliche Trends revidiert werden. Auch nach wie vor offene Flanken, wie beispielsweise der Einsatz von Simulation in der Anlagenbetriebsphase, werden analysiert.

Co-Simulation als Realisierung digitaler Zwillinge
Die unternehmensübergreifende Anwendung von Simulationsmodellen erfordert detaillierte Absprachen zu den verwendeten Modellierungsstandards, aber auch insbesondere den verwendeten Werkzeugen. In diesem Bereich etabliert sich zunehmend die Co-Simulation. Durch sie wird es möglich, gekapselte Simulationsmodelle zu einem Gesamtmodell zu orchestrieren, ohne sie dabei in ein gemeinsames Werkzeug oder in einem einzelnen Super-Simulationsmodell zusammenbauen zu
müssen. Die Autoren erläutern sowohl die zum Einsatz kommenden Technologien, die notwendigen Schritte für den Einsatz in der Automatisierungstechnik als auch die bestehenden Standards, die eingesetzt werden können. Ein weiterer sinnvoller Schritt zum Digitalen Zwilling.

Die Rolle der Simulation im Kontext des Digitalen Zwillings
Die Autoren beschreiben welchen Mehrwert Virtuelle-Inbetriebnahme-Modelle für den gesamten Anlagenlebenszyklus liefern können. Ziel des Beitrages ist es, die aus Sicht der Autoren wichtigen Themencluster im Bereich der Modellierung und Simulation aufzuzeigen, aber auch die sich damit wandelnde Bedeutung des Digitalen Zwillings als Treiber der Digitalisierung zur Diskussion zu stellen. Dabei werden keine fertigen Lösungen präsentiert, sondern Arbeitsfelder definiert, die mit der Einladung zur Mitarbeit im Arbeitskreis verbunden sind.

Virtuelle Inbetriebnahme modularer Prozessanlagen
Das Module Type Package (MTP) gilt als Enabler für einen effizienten modularen Anlagenbau in der Prozessindustrie. In diesem Beitrag beschreiben die Autoren neue Methoden der Virtuellen Inbetriebnahme von modularen Prozessanlagen auf Basis des MTP. Dabei werden nicht nur die Simulationsmodelle der Module automatisch orchestriert, sondern auch die notwendigen Bedienbilder im Simulationswerkzeug generiert. Im beschriebenen Anwendungsfall liegt das Hauptaugenmerk
auf einer modulübergreifenden Temperaturregelung in Kombination mit der richtigen Abarbeitung
der notwendigen Service-Orchestrierung. Auch das in der Prozessindustrie notwendige Numbering-up kann durch die Autoren durch zusätzlich integrierte Module bereits validiert werden.

Veröffentlicht: 2021-04-07

Hauptbeitrag / Peer-Review