Digitaler Zwilling

Der Digitale Zwilling für die Lebensmittelproduktion steht bereits seit einigen Jahren im Fokus. Dennoch sind praxistaugliche Umsetzungen bisher kaum verfügbar. Die Anforderungen an den digitalen Zwilling sind dabei, wie bspw. die Veranstaltung „Angewandte Digitalisierung“ der Industrievereinigung für Lebensmitteltechnologie und Verpackung (IVLV) im Mai 2022 gezeigt hat, sehr vielfältig. Die Varianten reichen dabei von einem digitalen Abbild von Maschine bis zur Echtzeitsimulation. Relevant sind bei weitem nicht nur Prozessdaten sondern auch Daten zu Wartung und Ersatzteilen von Maschinen. Einige Hersteller probieren hier entsprechende Lösungen zu präsentieren, die jedoch stehts die Gefahr eines sog. Vendor Lock-Ins mit sich bringen, d.h. eine dauerhafte Abhängigkeit von einem Anbieter. Auf der anderen Seite existieren eine Reihe quelloffener Softwarelösungen, deren lizenz-kostenfreier Einsatz auch in der Industrie immer stärker wird bzw. werden soll.

Relevante Standards sind dabei v.a. die Verwaltungsschale (engl. Asset Administration Shell, AAS), die sich gut für digitale Zwillinge eignet und durch die Industrial Digital Twin Association (IDTA) maßgeblich betreut wird. Über derartige Verwaltungsschalen lassen sich bereits weiter verbreitete Schnittstellen wie OPC UA anbinden, allerdings auch andere Schichten bspw. aus der Gebäudeautomatisierung. Technologisch stehen zum Aufbau von Verwaltungsschalen inzwischen Referen-zimplementierungen als quelloffene Software zur Verfügung

Maßgebliche Kriterien für den praxistauglichen des Einsatz sind dabei wirtschaftliche Faktoren: „Was kostet es mich, einen Digitalen Zwilling zu implementieren?“ und „Welchen wirtschaftlichen Nutzen kann ich mit welchen Anwendungen und Geschäftsmodellen erzielen?“

Primäres Ziel des aktuellen Projekts ist es, eine Antwort auf die Frage nach den Implementierungsaufwänden zu finden. Mittel dazu ist eine praxisnahe Referen-zimplementierung eines Digitalen Zwillings auf Basis bestehender Open Source Technologien. Ein besonderer Fokus liegt dabei beim Implementierungsaufwand sowohl der verwendeten Basistechnologien als auch beim Aufbau der AAS-Modelle. Das Vorgehen soll dabei so praxisnah dokumentiert werden, dass eine Implementierung in Zukunft durch Mitgliedsunternehmen der IVLV eigenständig gelöst werden kann, falls diese dafür nicht auf einen erfahrenen Dienstleister zurückgreifen wollen.

Zukünftig kann so ein interoperabler Datenaustauschstandard in der Branche entstehen, der bestehende Standards (OPC UA inkl. Companion Specifications wie WS Food) integriert und darüber hinaus geht oder sogar in gemeinsamen Open Source Bibliotheken mündet, wie sie bspw. von der deutschen Logistikbranche bereits geschaffen werden.