Asset Administration Shell (AAS): Typ- vs. Instanzschale
Industrie 4.0 ist ein umfassendes Konzept, das die Digitalisierung und Vernetzung industrieller Prozesse beschreibt. Doch was genau steckt dahinter? Bevor wir uns der Asset Administration Shell (AAS) widmen, bieten folgende Artikel eine grundlegende Einführung in das Thema:
- Überblick Verwaltungsschale
- Geschichtlicher Hintergrund Industrie 4.0
- Ziele, aktueller Stand und zukünftige Trends der Industrie 4.0
- IoT und M2M
Was ist die Asset Administration Shell (AAS)?
Die Asset Administration Shell (AAS), auch Verwaltungsschale genannt, ist das digitale Abbild eines physischen Assets und ermöglicht eine standardisierte Verwaltung sowie Interoperabilität in der Industrie 4.0. Sie bildet die Schnittstelle zwischen der physischen und digitalen Welt und erleichtert den Datenaustausch zwischen Maschinen, Systemen und Unternehmen.
In diesem Artikel geht es um die Unterscheidung zwischen Instanz- und Typ-Schale. Eine ausführliche Erklärung zur Asset Administration Shell und ihren Funktionen kann in einem weiterführenden Beitrag nachgelesen werden.
Typ-Schale vs. Instanz-Schale – Was ist der Unterschied?
Die Verwaltungsschale kann in zwei verschiedene Ausprägungen unterteilt werden:
| Merkmal | Typ-Schale | Instanz-Schale |
|---|---|---|
| Definition | Generische Beschreibung für eine Klasse von Assets | Individuelle digitale Repräsentation eines spezifischen Assets |
| Zweck | Dient als Vorlage/ Referenz für alle Exemplare eines Asset-Typs | Enthält individuelle Daten eines spezifischen Assets |
| Datenart | Stammdaten (z.B. Konstruktionsdaten, technische Spezifikationen) | Dynamische Daten (z.B. Seriennummer, Echtzeitwerte, Wartungshistorie) |
| Typische Inhalte | Technische Datenblätter, funktionale Beschreibungen, normative Dokumente | Konkrete Konfigurationsdaten, Zustandsdaten, Identifikationsnummern |
| Einsatzbereich | Beim Betreiber des Assets, Field-Service, Supply-Chain-Tracking | Vom Hersteller bereitgestellt, Inbetriebnahme, Regulatorik |
Zusammenspiel der beiden Schalen
Die Typ-Schale dient als Grundlage, während die Instanz-Schale individuelle Informationen ergänzt. Gemeinsam bilden sie einen vollständigen digitalen Zwilling eines Assets - von der Entwicklung bis zum Betrieb.
Die Typ-Schale enthält allgemeine und standardisierte Informationen zu einer Klasse von Assets, wie Konstruktionsdaten, technische Spezifikationen oder normierte Dokumente. Diese Schale wird oft von Herstellern oder Systemanbietern genutzt, um eine konsistente Datenbasis für alle Instanzen eines bestimmten Assets-Typs bereitzustellen. Im Gegensatz dazu enthält die Instanz-Schale spezifische, dynamische Daten eines individuellen Assets, darunter Seriennummern, Echtzeitwerte oder Wartungshistorie.
Die CADENAS GmbH nutzt hauptsächlich die Typ-Schale, da das Unternehmen auf die Bereitstellung standardisierter, digitaler Kataloge für Komponentenhersteller spezialisiert ist. Durch den Einsatz der Typ-Schale ermöglicht CADENAS eine effiziente Verwaltung und Integration von Produktdaten in industrielle Prozesse, wodurch Unternehmen eine verlässliche Grundlage für digitale Zwillinge und Industrie-4.0-Anwendungen erhalten.
Anwendungsfälle und Vorteile
Wann ist eine Instanz-Schale sinnvoll?
Bei der Verwaltung digitaler Assets, etwa in Produktion und Instandhaltung. Sie ermöglicht zustandsorientierte Wartung, Lifecycle-Management und Rückverfolgbarkeit. Auch kundenindividuelle Anpassungen lassen sich digital festhalten.
Wann ist eine Typ-Schale sinnvoll?
Bei der Standardisierung von Informationen und der effizienten Verwaltung vieler ähnlicher Assets. Statt Stammdaten mehrfach zu erfassen, wird eine Typ-Schale einmal erstellt und für alle Exemplare genutzt. Das erleichtert die Geräteintegration und den Datenaustausch, da Hersteller Typ-Schalen bereitstellen können die Kunden direkt übernehmen.
Kombination beider Schalen?
Typ-und Instanz-Schalen werden oft kombiniert: Hersteller definieren die Typ-Schale während Betreiber darauf basierend eine Instanz-Schale erstellen. So bleiben Basisdaten konsistent, der Pflegeaufwand sinkt und eine vollständige Produktabbildung entsteht.
Herausforderungen
Technische Umsetzung:
Die Einführung der Verwaltungsschale (AAS) erfordert die Integration verschiedener Systeme wie CAD, PLM, ERP und IoT-Plattformen. Datenqualität und -Aktualität sind essenziell, um eine zuverlässige Nutzung zu gewährleisten. Zudem müssen Echtzeitanforderungen erfüllt und große Datenmengen über den gesamten Lebenszyklus eines Assets verwaltet werden.
Interoperabilität und Standardisierung:
Damit AAS unterschiedlicher Hersteller zusammenarbeiten, müssen Standards eingehalten werden. Dies betrifft sowohl die Datenstruktur auch auch die Semantik, z.B. durch einheitliche Begriffsbibliotheken. Best Practices, etwa von der Industrial Digital Twin Association, helfen bei der Umsetzung.
Empfehlungen für Unternehmen:
- Schrittweise Einführung: Mit kleinen Projekten starten und Erfahrungen sammeln.
- Use Cases definieren: Klare Anwendungsfälle bestimmen, um den benötigten Datenumfang festzulegen.
- Standards nutzen: Open-Source- oder kommerzielle AAS-Tools einsetzen, um Insellösungen zu vermeiden.
- Verantwortlichkeiten klären: Prozesse zur Pflege der Typ- und Instanz-Schalen etablieren.
- Sicherheit gewährleisten: Zugriffskonzepte entwickeln, um sensible Daten zu schützen.
- Kontinuierliche Optimierung: Nutzung regelmäßig evaluieren und das Modell anpassen.
Fazit und Ausblick
Die Verwaltungsschale ist eine Schlüsseltechnologie für Industrie 4.0. Sie schafft Transparenz und ermöglicht Innovationen wie Predictive Maintenance oder Plug-and-Play. Künftig wird eine weitere Standardisierung erwartet, die die globale Nutzung erleichtert. Automatisierte Synchronisation, KI-gestützte Analysen und Cloud-Integrationen sind mögliche Entwicklungen.
Unternehmen sollen frühzeitig in die AAS investieren, um ihre Wettbewerbsfähigkeit zu sichern. Eine schrittweise Einführung mit klar definierten Projekten und starken Partnern hilft, das volle Potenzial der Verwaltungsschale als digitalen Zwilling auszuschöpfen. Die CADENAS GmbH unterstützt Unternehmen aktiv bei der Umsetzung der AAS, indem sie standardisierte digitale Zwillinge bereitstellt und die Integration in bestehende Systeme erleichtert. Mit unserer Expertise in intelligenten CAD-, PLM- und ERP-Lösungen tragen wir dazu bei, dass Hersteller und Anwender Verwaltungsschalen effizient nutzen können. So helfen wir, den digitalen Wandel voranzutreiben und Industrie 4.0 greifbar zu machen.
