Industrie 4.0 - Digitaler Zwilling

Der Digitale Zwilling im Kontext Industrie 4.0 gezeigt an der Fischertechnik Modellfabrik am Institut für Automatisierungssysteme

Nach wie vor stellt das Konzept Industrie 4.0 einen Antreiber für die weiter fortschreitende Digitalisierung in der Industrie dar. Ein Kernaspekt dieses Themas ist das Erfassen, Übertragen und Auswerten von vielfältigen Daten, die im Lebenszyklus eines industriellen Prozesses entstehen. Dies umfasst beispielsweise die Phasen Planung, Inbetriebnahme und Betrieb sowie Wartung- und Instandhaltung. Die Ziele, die mit Hilfe dieser Daten verfolgt werden, sind zum Beispiel die Optimierung des Prozesses, Zustandsüberwachung (Condition Monitoring) oder vorausschauende Instandhaltung (Predictive Maintenance) einzelner Teile oder ganzer Industrieanlagen.

Eine konkrete Manifestation dieses Konzepts stellt der Digitale Zwilling dar. Grundsätzlich ist darunter ein digitales Abbild eines realen Gegenstandes wie einer Maschine, einer Anlage, eines Werkstücks oder auch eines Prozesses zu verstehen. Je nach Fokus des Zwillings müssen entsprechende Daten erhoben und ausgewertet werden. Dabei kann beispielsweise eine Datenbank als Zwilling fungieren, ein 3D-Modell, ein Informationsmodell oder auch eine Kombination dieser Elemente. Greifbar wird der digitale Zwilling durch Aufbereitung und Abrufbarkeit der Daten für den Benutzer mittels User-Interface oder Dashboard.

Mithilfe der Industrie 4.0 Modellfabrik am Institut für Automatisierungssysteme lässt sich das Konzept des Digitalen Zwillings in verschiedenen Aspekten vom Motor bis zur kompletten vernetzten Fabrikanlage anschaulich umsetzen. Die Modellfabrik dient als Demonstrator für relevante Technologien im Umfeld von Industrie 4.0. Exemplarisch seinen hier die Kommunikationsarchitektur OPC Unified Architecture (OPC UA), Cloud-Technologien, verteilte Steuerungen und smarte Sensorik genannt.

In studentischen Arbeiten sind bereits virtuelle Funktionsmodelle der Fabrik für verschiedene Anlagenteile entstanden, viele weitere Ansätze warten noch auf Umsetzung. Aktuelle Themen aus dem Bereich Industrie 4.0 wie vernetzte, sichere Kommunikation mithilfe von OPC UA, Anbindung der Anlage an Cloud-Services, Visualisierung von Betriebsparametern mit externen Dashboards oder Konzepte zum Thema Condition Monitoring und Predictive Maintenance können an der Modellfabrik praxisnah erprobt werden.


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