Interview mit iT Engineering

Der Digitale Zwilling als Basis

Wolfram Schäfer, Geschäftsführer iT Engineering Software Innovations.
© iT Engineering Software Innovations

Wie sich durch Software Automatisierungssysteme verändern, welche Möglichkeiten dadurch entstehen und welche Rolle der digitale Zwilling dabei spielt, erläutert Wolfram Schäfer, Geschäftsführer von iT Engineering Software Innovations, im Interview.

Herr Schäfer, was ist Software Defined Manufacturing und was sind signifikante Unterschiede zur heutigen Produktion?
Wolfram Schäfer:
Mit steigendem Digi­talisierungsgrad in der Produktion wird Software zunehmend zum strategischen Schlüsselelement. Damit übernimmt in unserer Vision der modernen Produktion Software die zentrale Rolle. Diese Ent­wicklung bezeichnen wir als ‚Software Defined Manufacturing‘. Im Unterschied zur heutigen Produktion werden Logik und Funktionalität von der Steuerung in die Software verlagert, welche sämt­liche physischen Bearbeitungsschritte und Prozesse plant, steuert und selbstlernend optimiert. In der Fertigung kann damit ein maximaler Grad an Flexibilität und Anpassungsfähigkeit erzielt werden. Zudem profitieren Unternehmen von einer höheren Entwicklungsgeschwindigkeit und der Möglichkeit, durch An­wendung datenbasierter Optimierungsansätze neue Geschäftsmodelle zu entwickeln.

Welche Anforderungen werden in diesem Zusammenhang an die Software gestellt?
Schäfer:
Für die Umsetzung eines solchen Ansatzes ist Modularität aller Komponenten von zentraler Bedeutung: Einerseits sollte die Steuerungssoftware aus gekapselten Modulen bestehen, wobei jede Funktionalität jeweils nur in einem Modul vorhanden ist. So greift jede Maschine bzw. jede Steuerungsfunktion nach Bedarf auf die gleichen Module zurück. Angesiedelt ist die Software bestenfalls in der Cloud oder Edge-Cloud, wo ihr über standardisierte Schnittstellen alle Daten und Informationen sämtlicher Maschinen und Prozessschritte zur Verfügung stehen. Mittels Machine Learning bzw. Künstlicher Intelligenz kann die Software dann den gesamten Fertigungsprozess im Blick behalten, analysieren und übergreifend optimieren.

Sie zeigen an Ihrem Stand verschiedene Anwendungsfälle, darunter Predictive Maintenance, Taktzeitoptimierung, Track&Trace. Gibt es für jeden Bereich ein Software-Modul?
Schäfer:
Nein, ganz im Gegenteil. Wir zeigen mit diesen Themen, wie praxisrelevante Anwendungsfälle des Industrial Internet of Things mithilfe unserer IIoT Building Blocks umgesetzt werden können. Die IIoT Building Blocks sind ein Mantel für ­mehrere Komponenten, die, passend angewendet, bei der Datenerfassung, Datenanalyse sowie der Datenauswertung im Produktionsumfeld dienen. Denn grundsätzlich lässt sich jeder dieser Anwendungsfälle in drei Phasen bzw. Bausteine untergliedern: ‚Collect‘ für das Daten sammeln, ‚Explore‘ für erste Auswertungen und Visualisierungen und ‚Improve‘ zur Kombination der Daten sowie der Gewinnung von nutzbringenden Informationen. Somit können individuelle Prozesse analysiert und datenbasierte Optimierungspotenziale identifiziert werden.

Wie garantieren Sie die Interoperabilität in einer Anlage?
Schäfer:
Interoperabilität ist sowohl innerhalb einer Anlage aber auch darüber hinaus im ­gesamten Produktionsumfeld eine wichtige Systemeigenschaft. Wir setzen bei unserer Software deshalb auf standardisierte Schnittstellen und offene, herstellerunabhängige Kommunikationsstandards wie OPC UA oder MQTT. Damit können Maschinen unterschiedlicher Hersteller und Generationen problemlos in einem System zusammengebracht werden.

Welche Rolle spielt dabei der digitale Zwilling und wie wird er erstellt?
Schäfer:
Mit dem digitalen Zwilling schließt sich quasi der Kreis. Denn im Rahmen der Vision einer softwaregetriebenen Produktion ist er die Basis für die Simulation, Steuerung und Verbesserung der realen Maschinen und Anlagen. Der digitale Zwilling bildet das reale System über den gesamten Produktlebenszyklus detailgetreu ab und wird in Echtzeit mit Prozess, Zustands- und Betriebsdaten gespeist, d. h., er verhält sich exakt so wie die reale Maschine oder Anlage. 
Bei der Erstellung eines digitalen Zwillings denkt man schnell an Simulationen oder 3D-Modelle, wobei das nur eine Art der visuellen Repräsentanz darstellt und die Möglichkeiten viel umfassender sind.


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