Industrie 4.0 in der Lebensmittelproduktion

28 April 2022

Industrie-4.0-Verwaltungsschalen – was steckt dahinter?

Grundlagen, Anwendungen und Perspektiven

In der Industrie 4.0 ist in letzter Zeit viel von Verwaltungsschalen die Rede. Kein Wunder, denn das Konzept ist vielversprechend: Jedes Produkt, jede Maschine oder Komponente erhält ein virtuelles Gegenstück in der digitalen Welt, die alle relevanten Informationen und Funktionalitäten in nutzbarer, verständlicher und interoperabler Form bereitstellt. Dies eröffnet ganz neue Dimensionen für die Zusammenarbeit entlang nahtloser, digitaler B2B- und B2C-Prozessketten. Zudem liefert die Verwaltungsschale einen zentralen Baustein für die technische Realisierung digitaler Zwillinge, deren Aufgabe es ist, nachhaltige und effiziente Produktionsprozesse durch Optimierungen in einem digitalen Prozessgegenstück zu unterstützen.

So einfach die Grundidee der Verwaltungsschale auch zu sein scheint, so stellt ihre erfolgreiche Umsetzung doch eine erhebliche Herausforderung dar. Die Idee der Industrie-4.0-Verwaltungsschalen kann jedoch nur erfolgreich in die Praxis gelangen, wenn es eine gemeinsame Vision und Umsetzungsstrategie gibt. Zudem wird das volle Potential der Verwaltungsschale noch lange nicht ausgeschöpft.

 

Veranstaltungsprogramm am 28.04.

Welches Potential in Verwaltungsschalen steckt und welche Herausforderungen es zu meistern gilt, wollen wir in dieser Veranstaltung genauer beleuchten. Hierfür möchten wir Grundlagen und Ideen vermitteln und Ihr Feedback in Diskussionsrunden und einem Panel sammeln.

Nach einer Einführung in die Thematik, insbesondere in die Ziele, Konzepte und Herausforderungen der Industrie-4.0-Verwaltungsschale, tauchen wir mit den Labs Network Industrie 4.0 (LNI 4.0), der Industrial Digital Twin Association (IDTA), dem Verband der Elektro- und Digitalindustrie (ZVEI) und den Firmen Lenze und Siemens in aktuelle Aktivitäten und wichtige Anwendungen im Bereich der industriellen Produktion ein. Anschließend beleuchten wir weitere technologische und anwendungsbezogene Potentiale von Verwaltungsschalen mit spannenden Einblicken in das BMBF-Projekt BaSys, das die Verwaltungsschalen-Referenzimplementierung BaSyx vorantreibt, sowie in das BMWK-Projekt IIP-Ecosphere, das unter anderem eine Software-Plattform für Künstliche Intelligenz in der industriellen Produktion mit Hilfe von Verwaltungsschalen entwickelt.

Die Agenda ist gerade für Sie im Aufbau.

Wo findet das Event statt?

Wir hoffen, dass sich die Corona-Lage bis zum 28.04. stetig verbessert und planen daher ein hybrides Event in der Deutschen Messe Technology Academy (DMTA) auf dem Messegelände Hannover, d.h., der Schnuppertag soll sowohl vor Ort als auch virtuell stattfinden. Momentan ist mit einer Beschränkung der Teilnehmerzahl vor Ort zu rechnen, die wir den jeweils aktuellen Gegebenheiten anpassen werden – möglicherweise können wir auch kurzfristig mehr vor-Ort-Plätze anbieten. Um ein sicheres Event bieten zu können, planen wir gemeinsam mit der DMTA entsprechende Hygienemaßnahmen, die bereits bei der Anmeldung zum Tragen kommen.

Programm

09:00 Uhr

Begrüßung und Agenda, Kurzvorstellung IIP-Ecosphere

09:10 Uhr

VWS Einführung (Aufbau, Anwendungs-Arten, Spektrum)

Heiko Stichweh, Holger Eichelberger, Claudia Niederée, IIP-Ecosphere

Die Verwaltungsschale ist ein relativ neues Konzept, dem für die Umsetzung digitaler Zwilling ein hohes Potential zugeschrieben wird. In diesem Vortrag möchten wir in die Thematik “Verwaltungsschale” einführen und damit Grundlagen für die Veranstaltung legen. Dazu gehören Themen wie

  • Was ist eine Verwaltungsschale?
  • Welche Bestandteile hat eine Verwaltungsschale?
  • Welche Modellkonzepte bietet sie?

Zudem soll die Verwaltungsschale in den Gesamtkontext, d.h. die digitale Landschaft einer Produktionsumgebung eingeordnet werden.

09:55 Uhr

Umsetzung einer Verwaltungspauschale in einer Brownfield-Umgebung

Anja Simon, LNI 4.0 (Labs Network Industrie 4.0)

Während der Umsetzung einer Verwaltungsschale in einer bestehenden Anlage (‘Brownfield’) kommen viele Fragen auf, die zur individuellen “Einpassung” der Verwaltungsschale in die bestehende Systemlandschaft beantwortet werden müssen – und dabei nicht die Zielfrage aus den Augen zu verlieren – was will das jeweilige Unternehmen mit der Nutzung einer VWS erreichen? In diesem Vortrag werden erste Erfahrungen und Erkenntnisse sowie ein Vorschlag für eine Herangehensweise geteilt.

10:30 Uhr

Kaffeepause

 

10:50 Uhr

Estainium – der Siemens-Weg für nachhaltige, vernetzte Ecosysteme

Florian Albrecht, Siemens AG

Der Nachweis über die nachhaltige Produktion von Produkten wird für die Industrie immer wichtiger, da dieser nicht nur zunehmend von Kunden verlangt, sondern zukünftig auch regulatorisch gefordert wird. Der cradle-to-gate Product Carbon Footprint (PCF) ist hierfür ein wesentlicher Indikator. Da dieser Indikator neben der eigenen Wertschöpfung auch die vorgelagerte Wertschöpfung betrachtet, wird ein Datenaustausch entlang der Wertschöpfungskette unverzichtbar. Der Vortrag zeigt auf, wie Siemens mit ESTAINIUM hierfür ein offenes Ecosystem initiiert, dass gleichzeitig die Vertrauenswürdigkeit der Daten, die Vertraulichkeit der Supply Chain und die Datenautorität sicherstellt.

11:10 Uhr

Umsetzung im ZVEI-Show-Case PCF@Control Cabinet

Stefan Schork, ZVEI e. V.

Gesetzte und zukünftige Klimaschutzziele ziehen Regularien nach sich, beispielsweise im Bereich der Erfassung und Dokumentation des Product Carbon Footprints (PCF) hergestellter Produkte. Insbesondere der Anteil des PCF, der auf die Lieferkette zurückzuführen ist (Scope 3), ist jedoch aktuell kaum belastbar ermittelbar, da entsprechende Daten oft nicht zur Verfügung stehen oder manuell eingefordert werden müssen. Durch den Einsatz des Digitalen Zwillings können Produktinformationen über die Lieferkette hinweg automatisiert geteilt werden und zur Berechnung eines belastbaren PCF eingesetzt werden, was anhand des ZVEI-Show-Case an einem Schaltschrank gezeigt werden soll.

11:30 Uhr

Mission Digital Twin – Offene Technologie für Industrie 4.0

Christian Mosch, IDTA (Industrial Digital Twin Association e. V.)

Digitale Zwillinge sind heute bereits in Aktion. Sie sind effizient, aber meist spezifisch auf bestimmte Anwendungen und Lebensphasen gebunden. Die Herausforderung ist die Standardisierung des Digitalen Zwillings.  Mit der Asset Administration Shell (AAS) öffnen wir die Technologie für jedes Unternehmen und setzen Branchenstandards. Die IDTA entwickelt die AAS mit Hilfe von Open Source Software. Standardisierte Teilmodelle füllen die AAS mit Leben.

12:00 Uhr

Mittagspause

 

 

13:00 Uhr

Eclipse BaSyx: Verwaltungsschalen einfacher machen

Thomas Kuhn, Fraunhofer IESE (Fraunhofer-Institut für Experimentelles Software Engineering)

Eine flexible Produktion die schnell auf Marktanforderungen reagiert, dezentrale, robuste Lieferketten, niedrige CO2-Fußabdrücke durch kürzere Transportwege und passgenaue Produktionsmengen – das ist Industrie 4.0. Aber wie kann dies erreicht werden? Notwendig ist eine durchgängige sektorübergreifende Vernetzung, die Digitale Zwillinge für Produkte, Prozesse und Produktionsmittel umfasst. In diesem Vortrag zeigen wir, wie die Verwaltungsschale als Basistechnologie für Digitale Zwillinge dies unterstützt, und wie man Verwaltungsschalen mit der Open-Source Middleware Eclipse BaSyx erstellt und betreibt. Wir diskutieren anhand von Anwendungsbeispielen sowohl Nutzungspotentiale, als auch notwendige Infrastrukturkomponenten für die Industrie 4.0.

13:40 Uhr

Anwendungen der Verwaltungsschale

Heiko Stichweh, Lenze SE

Der Entwicklungsprozess von leistungsfähigeren und flexibleren Maschinen wird zunehmend komplexer und stellt den Maschinenbau vor große Herausforderungen. Zeitgleich müssen Produzenten Lösungen für wandelbare Fabriken bzw. Möglichkeiten für eine individualisierte Produktion (Losgröße 1) schaffen und ihre digitale Transformation gestalten.

Der herstellerübergreifende digitale Zwilling in Form der standardisierten Verwaltungsschale (VWS) trägt maßgeblich zur Lösung dieser Herausforderungen bei. Anhand praktischer Beispiele aus Forschung sowie erster industrieller Praxis wird im Vortrag gezeigt, wie mittels der VWS als offene Basistechnologie ein durchgängiges digitales Engineering ermöglicht wird. Somit können z.B. Lösungen zu Condition Monitoring, Simulation oder Asset Management effizient umgesetzt werden. Darüber hinaus werden auch Beispiele für eine wandelbare Produktion auf Basis der VWS gezeigt. Neben der Technik steht die Diskussion des Nutzens bzw. Mehrwerts in diesem Vortrag im Vordergrund. 

14:10 Uhr

Verwaltungsschale goes Software

Holger Eichelberger, Universität Hildesheim

Neben Produkten, Geräten und Maschinen sind Software-Komponenten und Software-Services ebenso Assets, die man in Verwaltungsschalen abbilden kann. Damit kann man Verwaltungsschalen nutzen, um diese Komponenten anzusteuern, z.B., zur Verwaltung von Containern und Services. In diesem Vortrag stellen wir den Ansatz der IIP-Ecosphere IIoTPlattform vor, die diesen Weg geht. Wir sprechen über die Architektur der Plattform, die Nutzung von Verwaltungsschalen, Erfahrungen, Ergebnisse und aktuelle industrielle Anwendungen.

14:50 Uhr

Kaffeepause 

 

15:20 Uhr

Roundtable

Moderator, Vortragende, Gäste

16:00 Uhr

Wrap up

Moderator

16:10 Uhr

Networking und Ausklang

 

Anmeldung

Veranstalter

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