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oktoflow insights: Was ist eine Verwaltungsschale? Und was kann ich damit tun?

Die Kernidee: ein „Asset“ – und das können sehr unterschiedliche Dinge sein wie etwa Maschinen, Geräte, Software, Produkte oder Prozesse – trägt alle für seine Verwendung relevanten Informationen bei sich. Das ist inspiriert vom guten alten Typenschild. Im digitalen Zeitalter eröffnen sich hier natürlich ganz neue Möglichkeiten. Wäre es nicht hilfreich, wenn ein neu erstandenes Gerät dauerhaft auf seine eigene Dokumentation verweist? Wenn es für die Produktionslinie selbst sagen kann, was bei seiner Integration zu beachten ist? Wie wäre es, wenn eine zugekaufte Komponente für das eigene Produkt ihren CO2-Fußabdruck kennt oder eine Hard- oder Software-Komponente auch sagen kann, wie man einen Prozess auf ihr startet?

Zu diesem Zweck wandert die relevante Information von der physikalischen in die digitale Welt, sprich in die Verwaltungsschale. Das hat einige Vorteile unter anderem weniger Platzbeschränkungen, mehr Strukturierungsmöglichkeiten für die Information, einfachere Querbezüge, Nutzung standardisierter  Formate und Kataloge, sowie Möglichkeiten zur Anpassung und Erweiterung. Besonders wichtig ist aber, dass die Information maschinenlesbar (IT) ist und so einfach zwischen Maschinen (sprich IT) und auch zwischen Unternehmen ausgetauscht und im Idealfall auch von Maschinen verstanden werden kann. Dabei gibt es für die dauerhafte Kopplung des realen physikalischen Assets, z. B. eines konkreten Geräts mit seiner digitalen Verwaltungsschale unterschiedliche Optionen. Ein Asset, das mit IT-Fähigkeiten ausgestattet ist, kann zum Beispiel eine Verwaltungsschale mit sich tragen. Alternativ kann die Verwaltungsschale auf einem Firmen-Server oder in einer Cloud liegen. Der Verweis auf die entsprechende Verwaltungsschale kann z.B. über einen QR-Code bereitgestellt werden. Eine Verwaltungsschale kann auch zur Realisierung eines Digitalen Zwillings beitragen, insbesondere als (standardisierte) Schnittstelle – über Digitale Zwillinge sprechen wir aber in aller Ruhe einem anderen Blog-Beitrag.

Im Prinzip könnte jeder sein eigenes Format, z. B. für ein digitales Typenschild zur Beschreibung seiner „Assets“ gestalten. In einem modernen verteilten Produktionsumfeld ist jedoch ein effektiver Informationsaustausch auch über Unternehmensgrenzen hinweg notwendig. Dieser erfordert jedoch eine Standardisierung oder zumindest eine Einigung auf ein Format. Ein solches Format bietet die Verwaltungsschale mit ihrem hierarchischen Ansatz: eine Verwaltungsschale setzt sich aus Teilmodellen zusammen, die unterschiedliche Aspekte eines Assets beschreiben. Ein Teilmodell besteht aus  Elementen wie Eigenschaften in Form von Werten, Verweisen auf andere Elemente und Verwaltungsschalen, Operationen sowie Kollektionen derartiger Elemente. Damit lassen sich auch komplexe Zusammenhänge ausdrücken. Die (maschinelle) Interpretation von Verwaltungsschalenelementen wird insbesondere durch semantische Informationen, sogenannte „semantic identifier“ unterstützt. Diese legen für Elemente z.B. die Konformität mit existierenden Strukturen im ECLASS-Katalog fest. Aktuell werden unter Leitung der Industrial Digital Twin Association (IDTA) relevante Standards für Verwaltungsschalen, insbesondere die DIN EN IEC 63278 Familie und Teilmodell-Templates erarbeitet. In diesen werden z.B. die konkreten Formate für den Austausch von hersteller-übergreifenden Stücklisten (Bill of material), Zeitreihendaten, Simulationsmodellen oder digitale Typenschildern für Industrielle Ausrüstung oder Software-Komponenten festgelegt.

Dies ist natürlich nur ein erster Einblick in das Thema „Verwaltungsschale“. In kommenden Blog-Beiträgen werden wir weitere Aspekte wie etwa die Dynamik von Verwaltungsschalen, praktische Ansätze zur Erzeugung, Verwaltung und Auslieferung sowie zum Lebenszyklus einer Verwaltungsschale vorstellen, wie sie z. B. in der oktoflow Plattform umgesetzt sind.

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