Bd. 63 Nr. 11-12 (2022): atp magazin

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Wenn Sie jetzt auf den folgenden Seiten irgendwann Auric Goldfinger erwarten, dann werden Sie leider enttäuscht. Und auch die berühmt berüchtigte License to Kill werden Sie nicht bekommen. Dafür haben Sie die Lizenz zum Scannen, denn im letzten atp magazin des Jahres steht die Verwaltungsschale im Mittelpunkt.

Und das nicht nur sprichwörtlich, sondern wirklich in der Mitte des Covers. Dort haben wir einen NFC-Tag platziert, der Sie direkt zum Digital Twin dieses atp magazins führt. Dafür müssen Sie lediglich Ihr Smartphone darüber halten. Warum wir dabei auf die NFC-Technologie setzen und nicht etwa einen QR-Code? Das beantwortet Ihnen Werner Gaulke, Technischer Geschäftsführer der NFC21 GmbH, im Interview ab S. 30 unter der passenden Überschrift „NFC ist das nächste Level des QR-Codes“.

2D-Codes auf Produkten und Geräten sind inzwischen, dank der Verwaltungsschale und des Teilmodells Digital Nameplate, in der Industrie sehr verbreitet. Dieses Submodel, auch als Türöffner oder Eisbrecher für die Asset Administration Shell (AAS) bezeichnet, ist aber nur eins von Stand heute mehr als 30 Teilmodellen, die in der Industrial Digital Twin Association (IDTA) entwickelt werden.

Die Verwaltungsschale wird damit immer mehr zum Grundpfeiler für den globalen Informationsaustausch. „Es wird heute nicht mehr darüber diskutiert, ob die AAS zum Einsatz kommt, sondern wie sie verwendet werden kann“, beschreibt es Prof. Dr. Michael Hoffmeister (Hochschule Karlsruhe und Festo) ab S. 20 treffend. Wie es um die Entwicklung und die weitere Roadmap der Verwaltungsschale steht, erfahren Sie im vorliegenden atp magazin 11-12/2022.

Die Interview-Highlights:

"Die Verwaltungsschale ist kein Strohfeuer"
In den vergangenen zwei Jahren hat sich die Verwaltungsschale von einer Insider-Technologie zu einem Gamechanger der Digitalisierung der industriellen Produktion entwickelt. Mit der Industrial Digital Twin Association (IDTA) treibt inzwischen eine eigene Organisation die Asset Administration Shell (AAS) voran. Im Interview gibt Prof. Dr. Michael Hoffmeister, Professor für  Automatisierungstechnik an der Hochschule Karlsruhe und IDTA-Vorstand, Einblicke in die Roadmap der Verwaltungsschale und erklärt, warum in Zukunft kein Weg an ihr vorbeiführen wird.


"NFC ist das nächste Level des QR-Codes"
Mit dem digitalen Typenschild auf Basis eines QR-Codes als erstem Anwendungsfall der  Verwaltungsschale in der Praxis fasst die Technologie in der Industrie zunehmend Fuß. Dennoch steht mit der Near Field Communication (NFC) bereits seit vielen Jahren die nächste Ausbaustufe in den  Startlöchern. Im Interview erklärt Werner Gaulke, Geschäftsführer der NFC21 GmbH, warum auch die Industrie auf die NFC-Technologie upgraden sollte und welche Vorteile dadurch entstehen.

Die peer-reviewten Hauptbeiträge:

Security by Design Decisions für Automatisierungssysteme
Dies ist der zweite Teil des in Heft 9/2022 erschienen Beitrags. Dort wurden Methoden präsentiert und verglichen, wie das Security Engineering in das Basic Engineering integriert werden kann. Die Autorinnen und Autoren schlagen Security by Design Decisions vor, planen also bewusste Security-Entscheidungspunkte im Engineering-Prozess. Für die vorgeschlagenen neun Entscheidungspunkte werden jeweils die relevanten Funktionen des Automatisierungssystem, die Security-Parameter, die unerwünschten Ereignisse und die Angriffspunkte genannt.

Sichere und Effiziente Produktion durch Agentensysteme
Die konventionellen Ansätze der Maschinensicherheit passen nicht zu einer modularen und flexiblen Produktion. Der Beitrag entwickelt ein Konzept für die digitale Produktionsplanung und -durchführung auf Basis eines Smart-Safety-Ansatzes. Grundlage sind Informationen aus den digitalen Zwillingen der Maschinen. Die Informationen werden in Knowledge-Graphen abgebildet. Aufgrund der jeweils aktuellen Situation erkennen Safety-Agenten das Gefährdungspotenzial und greifen in die Anlagensteuerung ein. Das Konzept wurde für die Demonstrationsanlage der SmartFactoryKL simulatorisch geprüft.

Orchestration of hybrid plants
Modulare verfahrenstechnische Anlagen werden durch Module Type Packages (MTPs) beschrieben,  diskrete Fertigungsmaschinen durch PackML. Wer hybride Anlagen hat, beispielsweise in der Pharma- oder Lebensmittelindustrie, braucht bisher zwei getrennte Leitstände. Der Beitrag zeigt, wie PackML  automatisch auf MTP gemappt werden kann. Dann kann die hybride Anlage mit einem MTP-kompatiblen Process Orchestration Layer automatisiert werden. Eine prototypische Implementierung zeigt die Machbarkeit, aber auch notwendige Erweiterungen auf.

Verwaltunsgsschalenbasierte Orchestrierung von Co-Simulationen
Die Simulation komplexer Anlagen ermöglicht auch betriebsbegleitende Optimierung. Doch selbst, wenn Simulationsmodelle der einzelnen Komponenten vorliegen, erfordert die Simulation des  Gesamtsystems einen hohen manuellen Aufwand. Der Beitrag zeigt, dass die Orchestrierung der Simulation auf Basis von Verwaltungsschalen (VWS) teilautomatisiert werden kann. Ein Simulations-Orchestrator wird als VWS implementiert. Für die darin definierten Simulations-Szenarien kann auf die Simulationen der in VWS abgebildeten Komponenten zugegriffen werden, selbst wenn diese unterschiedliche Simulations-Tools verwenden.

Business Model Canvas für die Promotion
Komplexe Sachverhalte verständlich und überzeugend zu kommunizieren ist eine ständige Herausforderung – gerade für Ingenieurinnen und Ingenieure. Das gilt ganz besonders für  Promotionen mit ihrem hohen wissenschaftlichen Anspruch. Der Beitrag schlägt vor, die Methode des Business Model Canvas (BMC) für Promotionsprojekte anzuwenden. Dazu wird die  betriebswirtschaftlich formulierte Terminologie des BMC für Promotionen „übersetzt“. Erfahrungen von durchgeführten Workshops machen die Vorteile dieser Methode deutlich.

Veröffentlicht: 06.12.2022

Hauptbeitrag / Peer-Review