Horizontale und vertikale Vernetzung in Produktionssystemen über einen Graph-basierten Informationshub für die Industrie 4.0 Asset Administration Shell (AAS-connect)

AAS-connect greift die in der Motivation beschriebenen Lücken auf und wird eine Datenhaltung und -kommunikation realisierbar machen, die unter Verwendung der AAS die erzeugten bzw. bezogenen Daten (z. B. Maschinenkonfiguration) inklusive ihrer Semantik verwaltet und damit die Vernetzung über Datenplattformen gestatten. Abbildung 1 zeigt einen dahingehenden Ansatz. Über einen Informationshub können Maschinen und Industriesoftware von Fremdanbietern als auch Eigenentwicklungen systemübergreifend Informationen austauschen. Entsprechende praktisch anwendbare Lösungen existieren bisher nur rudimentär.

Die Besonderheit von AAS-connect ist die Verknüpfung von Plattform- und AAS-Konzepten, deren Operationalisierung die praktische Nutzung insbesondere für KMU fokussiert. Mit der Bereitstellung eines semantischen Informationshubs erfolgt nicht nur die Anwendung der AAS auch oberhalb der Automatisierungsebene durch die zielgerichtete Erweiterung des AAS Repository Services, sondern ebenso die Adressierung der Bedarfe für den standardisierten und dennoch individuellen Informationsaustausch von Wertschöpfungspartnern.

 

Entwicklungstrend

Abbildung 1: Zunehmende Vernetzung über Datenplattformen


AAS-connect unterstützt die Anwendung der AAS in der ganzen durch das RAMI-Modell aufgezeigten Breite. Es liegt kein spezifischer Fokus auf die Automatisierungstechnik vor (wie z.B. bei BaSyX). AAS-connect ist eine webbasierte Plattform auf der ein oder mehrere Akteure „Informationsräume“ anlegen können, in denen sie AAS gemeinsam gemäß eines definierten Nutzer- und Rollenkonzepts nutzen. Sie erlaubt mittels des geteilten Data-Backbones die Nutzung kleinerer Einzelanwendungen (Industrie-Apps), die flexibel und schnell für bestimmte Problemstellungen erstellt werden können (siehe auch Abbildung 1). Diese ergänzen große monolithische Softwaresysteme mit eigener Datenhaltung. Industrie-Apps können die Anschaffung großer Softwarepakete mit großem, aber nicht ausgeschöpftem Funktionsumfang, vermeiden helfen bzw. bestehende Software ersetzen.

Über AAS-connect werden Informationen gemäß den Standards zur Asset Administration Shell (AAS) erstellt, modifiziert, verwaltet, importiert, exportiert, synchronisiert und untereinander gemäß dem AAS-connect Relationsschema vernetzt.

AAS-connect bietet daneben zusätzliche Funktionalitäten:

  • Vokabular-Management
  • Intelligentes Vorschlagssystem zur semantischen Vereinheitlichung im Datenraum
  • Visualisierung und Exploration
  • Datenanalyse
  • Datenaustausch über Schnittstellen mit Unternehmenssoftware
  • Datenaustausch mit Automatisierungssystemen


Insbesondere das Vorschlagssystem intendiert den Einsatz von Algorithmen zur semantischen Vereinheitlichung im Datenraum als auch Datenraum-übergreifend und wird unter Berücksichtigung von einschlägigen Standards wie eCl@ss erfolgen. Den bestehenden Standardisierungsinitiativen für Vokabulare wird ein nutzerbasierter Ansatz zur Seite gestellt. Bei diesem Ansatz entsteht das Vokabular im Laufe der Nutzung mit jeder neuen AAS, die in die Domäne aufgenommen wird. Das Vokabular verfeinert und standardisiert sich über ein intelligentes Vorschlagssystem, welches die bereits auf der Plattform verwendeten Begriffe kontextuell dem Anwender als Alternative zu seiner Begrifflichkeit vorschlägt. Dabei können bestehende Standards im Vorschlagssystem berücksichtigt werden.

 

Stand: 16. Februar 2021