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Digitale Zwillinge modellieren


Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Transparente Anlagenstruktur

Ein Daten-Agent beschleunigt die Modellierung über eine schnelle Variablenauswahl per Drag-and-drop.
Ein Daten-Agent beschleunigt die Modellierung über eine schnelle Variablenauswahl per Drag-and-drop.
© Codewerk

Digital Natives drängen ins Berufsleben und bringen ganz selbstverständlich ihre Erwartungen an Bedienbarkeit und Benutzerfreundlichkeit von Tools mit. Die VHM-App setzt daher auf die visuelle Darstellung des digitalen Zwillings. Eine klare Hierarchie in Baumstruktur von oben nach unten gibt dabei einen schnell erfassbaren Rahmen vor. Diese Einteilung von groß nach klein kommt dem menschlichen Denken entgegen und hilft so bei der Orientierung und Navigation innerhalb der Datenstruktur.

Hierarchische Baumstrukturen sind in der Automatisierungstechnik weit verbreitet und bilden Anlagen unterschiedlichster Branchen ab: Standort, Anlage, Teilanlage, System, Komponente et cetera bis hinunter zum Sensor, der gegebenenfalls die Datenstrukturen für die Messwerte enthält. Das Vorgehen der Anlagenabbildung folgt daher dem Top-to-bottom-Prinzip. So erleichtert die hierarchisch aufgebaute Modellierung der VHM-App die Arbeit, da sich Anlagenbetreiber und Anlagenbauer in einem ihnen bekannten Umfeld leicht zurecht finden.
Die hierarchische Visualisierung erlaubt intuitives und schnelles Arbeiten. Zudem lassen sich bereits erstellte Datenstrukturen über Import- und Export-Interfaces einfach verschieben, um sie für ähnliche Aufgaben anzupassen und erneut zu nutzen.

Nicht nur beim Kopieren bereits erstellter Strukturen spart die App Zeit, die weitgehend automatisierte Modellierung ist erheblich schneller als die bisherige manuelle Erstellung. Vor allem beim Abbilden großer Anlagen bietet diese Vorgehensweise 30 bis 40 % Zeiteinsparung gegenüber einer manuellen Modellierung. 

Derzeit beschleunigt ein Daten-Agent die Modellierung, indem er eine schnelle Variablenauswahl per Drag-and-drop erlaubt. In Zukunft wird die App das Prinzip aus Import und Drag-and-drop weiter ausbauen und dazu auch neue Standards nutzen. So lassen sich dann standardisierte Datentypen – sogenannte Asset- und Aspekttypen – direkt aus einem Katalog auswählen. Assets in MindSphere sind die digitalen Repräsentanten einer Maschine oder Komponente (Pumpe, Motor et cetera) mit verschiedenen Aspects, die wiederum zusammenhängende Variablen gruppieren (Beispiel: ‚Energieverbrauch‘ mit den Variablen ‚Leistung‘, ‚Strom‘ und ‚Spannung‘).

Grundlage für solche Kataloge sind Standards wie MTP, Umati oder eCl@ass. Mit Umati und MTP können künftig auch Connectivity-Informationen sowie das Datenmodell aus der jeweiligen Geräte- beziehungsweise Modulbeschreibung übernommen werden. Dies verkürzt die Engineering-Zeit bis zum fertigen Datenmodell weiter. Eine Erweiterung, um projekt- und anlagenspezifische Formate einzubinden, ist ebenfalls in Planung. Der ‚Visual Hierachy Modeler‘ übernimmt dann weitgehend alle Aufgaben; der Projekteur gibt lediglich den Weg vor, an welcher Stelle welche Daten wie dargestellt werden sollen, und wird durch die App von den Routinearbeiten entlastet.

 

Konzept in der Praxis bestätigt

Samuel Wenz ist Geschäftsführer von Codewerk in Kalrsruhe.
Samuel Wenz ist Geschäftsführer von Codewerk in Karlsruhe.
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Die Vorteile der App werden bereits von über 50 Anwendern in der Praxis genutzt – vom Anbieter für Sicherheitslösungen und -diensten für Smart-Cities, Verwaltung und öffentlichen Nahverkehr bis zu klassischen Automatisierungsanlagen beispielsweise in der Getränkeindustrie.

In letzterem Fall besteht eine Demo-Anlage aus Mischer, Abfüllanlage, Etikettierer und Förderbändern aus den sogenannten Assets. Innerhalb des jeweiligen Assets gibt es wiederum eine Fülle von Funktionen, die sogenannten Aspekte. Beim Asset ‚Förderband‘ sind das zum Beispiel die Aspekte ‚Motor 1‘, ‚Motor 2‘, ‚Lichtschranke‘ et cetera. So ergibt sich für die digitale Abbildung einer Anlage mit einer Vielzahl von Assets mit den darin enthaltenen Aspekten schnell eine Datenfülle, die nur geordnet eine gute Übersicht erlaubt. Typischerweise ist in solch einer Anlage von hunderten Aspekten die Rede. Laufen wie bei der Getränkeproduktion mehrere weitgehend gleiche Verarbeitungslinien parallel, können per copy and paste sowohl ganze Assets für eine Anlage als auch Aspekte innerhalb eines Assets schnell vervielfältigt werden. 

Dies ist auch hilfreich, wenn ganze Werke ähnlich aufgebaut sind. Kleinere, individuelle Abweichungen einzelner Parameter in den Assets lassen sich anschließend manuell anpassen.


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