Vorteile der virtuellen Inbetriebnahme

In dem Use Case bei Bausch+Ströbel haben die Partner gezeigt, wie die Daten aus den Verwaltungsschalen der Zulieferer unmittelbar in das Engineering einer Etikettiermaschine einfließen. Die Ingenieure erstellen damit unter anderem Szenarien für die virtuelle Inbetriebnahme der Maschine, also eine Simulation der Mechatronik. Dabei können die Ingenieure frühzeitig überprüfen, ob beispielsweise bewegliche Teile zusammenstoßen, ob das SPS-Programm reibungslos funktioniert oder ob ein optischer Sensor den korrekten Erfassungsbereich hat.

Der Zulieferer kann die Verwaltungsschale ohne Zusatzaufwand direkt aus dem Product Lifecycle Management System (PLM) erzeugen – im Technologiedemonstrator war das Siemens Teamcenter. Der Maschinenbauer wiederum kann die Verwaltungsschalen seiner Zulieferer direkt in Siemens Teamcenter integrieren.

Teilmodelle als neue Erlösquelle

Eine große Stärke der Verwaltungsschale ist ihre Struktur mit den bereits genannten Teilmodellen. Somit ist die AAS kein monolithischer Block. Die Teilmodelle enthalten beispielsweise Daten für das digitale Typenschild, Begleitdokumente, 3D-Modelle, Product Carbon Footprint und viele mehr. „Die Stärke der Verwaltungsschale ist, dass sie um weitere Teilmodelle angereichert werden kann und deshalb die notwendige Flexibilität bietet“, lobt C. Liepert. Die Unternehmen könnten so neue Geschäftsmodelle entwickeln und zum Beispiel komplexere Teilmodelle kostenpflichtig anbieten.

Bei Bausch+Ströbel haben die Partner eine weitere Funktion ausprobiert: die Product Change Notification. Änderungen an Produkten werden künftig zunehmen: Jeder Zulieferer muss die immer schärferen Regulierungsanforderungen in seiner Branche und seinem Land erfüllen. Zudem nehmen die Komplexität der Produkte und der Lieferkette zu. Auf der anderen Seite beziehen die Maschinenbauer ihre Teile von immer mehr Zulieferern, die unterschiedlich über Produktänderungen informieren. Der Aufwand ist für beide Seiten hoch, weil der Prozess heute immer noch manuell abläuft, viele Kommunikationsschleifen notwendig sind und das zu schlechter Datenqualität führt.

Eine automatisierte Benachrichtigung wäre daher wünschenswert. Bei Bausch+Ströbel haben die Partner mithilfe der Verwaltungsschale im Rahmen eines weiteren Technologiedemonstrators erfolgreich eine automatische Product Change Notification innerhalb Siemens Teamcenter umgesetzt. Ändert sich etwas an dem Teil, wird diese Änderung automatisch über die AAS an das PLM-System übermittelt. Die Zeitersparnis beträgt bis zu 79 %. Außerdem kann sich der Ingenieur beim Maschinenbauer darauf verlassen, dass er keine Änderung bei einem verbauten Teil übersieht.

Chancen und Herausforderungen von Datenräumen

Einen weiteren Use Case haben die Partner bei Engel evaluiert. Bei dem österreichischen Hersteller von Spritzgussmaschinen haben sie die Erkenntnisse bei Bausch+Ströbel übernommen. Parallel wurde das Konzept so erweitert, dass die Ingenieure mehrere AAS-Datenräume verschiedener Zulieferer in Siemens Teamcenter einbinden können. Ein AAS-Datenraum ist einfach gesagt ein Speicherort bzw. Server, in dem die Verwaltungsschalen eines Unternehmens abgelegt und bei Bedarf zugänglich sind. Viele Unternehmen bauen gerade solche Datenräume auf. Dabei nutzen sie zum Beispiel Open-Source-AAS-Server der IDTA, der Fraunhofer-Gesellschaft oder Eigenentwicklungen, die die standardisierten Zugriffsmöglichkeiten (über API-Calls) ermöglichen. „Wichtig dabei ist, dass der vertrauenswürdige Zugang sichergestellt ist, unabhängig davon, ob sich große, zentrale Datenräume oder viele dezentrale Datenräume einzelner Firmen etablieren werden“, sagt C. Liepert.

Die Tatsache, dass sich aktuell eine Vielzahl verschiedener Datenräume auftut, bringt die Herausforderung mit sich, dass ein Betrieb wie Engel die Daten für die Teile eines Produkts aus mehreren Datenräumen zusammentragen muss. Um das so einfach wie möglich zu gestalten, hat Siemens in einem Technologiedemonstrator innerhalb von Siemens Teamcenter eine Funktion umgesetzt. Dank dieser kann der Ingenieur zugleich auf die verschiedenen Datenräume respektive Verwaltungsschalen zugreifen, die für seine Konstruktion notwendig sind. Mit nur einem Mausklick kann er dann alle notwendigen Engineering-Daten herunterladen, im PLM-System von Siemens integrieren und für die weiteren Engineering-Tools verwenden. Außerdem stellt dies sicher, dass über die AAS Produktänderungen unmittelbar in Siemens Teamcenter nachvollziehbar angezeigt werden.

Use Cases belegen Zeitgewinn

Die beiden Praxisbeispiele haben gezeigt, dass die Zeitersparnis durch den Einsatz der AAS groß ist. Bei Bausch+Ströbel dauerte die Auswahl einer passenden komplexen Komponente sowie die Datensuche und -aufbereitung bisher 30 Tage oder mehr. Ein Grund dafür ist zum Beispiel, dass ein Großteil der Zulieferer aktuell noch keine Verhaltensmodelle für ihre Teile anbieten. Immer wieder müssen Ingenieure nach notwendigen Daten im Internet suchen oder bei den Kunden Ansprechpartner anfragen. Wenn die Daten in der Verwaltungsschale vollständig und an das PLM angebunden sind, bedeutet das im Engineering einen Zeitvorteil: Dann sind es bei Bausch+Ströbel nur noch zehn Tage, wie der Technologiedemonstrator gezeigt hat. „Das Ändern, Suchen und Vervollständigen der Daten entfällt, sodass wir direkt mit unserer wertschöpfenden Tätigkeit beginnen können“, sagt Erich Bauer, Leiter Forschung & Entwicklung bei Bausch+Ströbel. „Dank des AAS-Standards sind die Daten auch von höherer Qualität, weil wir sie zum Beispiel nicht mehr umformatieren müssen.“

Im Use Case bei Engel würde sich der Aufwand von durchschnittlich 28,5 Tagen auf 18 Tage reduzieren. „Hoch bezahlte Ingenieure sind heute noch dazu gezwungen, einen erheblichen Teil ihrer Arbeitszeit mit der Suche, Identifikation, Strukturierung und Formatierung von Daten für das Engineering zu verbringen“, sagt C. Liepert. Die AAS hat dabei das Potenzial, die Ingenieure spürbar zu entlasten, und die Fachexperten könnten sich auf ihre eigentlichen, wertschöpfenden Aufgaben zum Beispiel bei einer virtuellen Inbetriebnahme konzentrieren.

AAS goes international

An den Use Cases waren zwar internationale Firmen beteiligt, allerdings alle mit Hauptsitz in Deutschland oder Österreich. Das wirft die Frage auf, was solche Projekte – und die Verwaltungsschale überhaupt – im internationalen Kontext wert sind. Denn kaum ein Produkt wird heute ausschließlich mit Komponenten „Made in Germany“ gefertigt, viele Teile kommen zum Beispiel aus Asien. Da 2023 der Konsortialstandard der AAS zur internationalen Norm IEC 63278 wurde, hat die AAS weltweit an Bedeutung gewonnen. Das gilt auch für den asiatischen Raum. „Mir ist kein Konzept bekannt, das den kompletten Lebenszyklus in diesem Umfang abbildet – wohlwissend, dass die Standardisierung noch weiter voranschreiten muss“, sagt C. Liepert. Auf Messen wie in Hannover oder auf der SPS in Nürnberg käme etwa die Hälfte der Anfragen nach der AAS aus dem englischsprachigen Raum und zunehmend auch aus Asien.

Tatsächlich wächst die IDTA in letzter Zeit besonders mit internationalen Mitgliedern. C. Liepert lobt: „Die IDTA hält alle Fäden in der Hand und sorgt für eine schnelle Standardisierung – auch international. Weil deutsche Unternehmen Vorreiter sind, bringt ihnen das einen Wettbewerbsvorteil etwa bei neuen Geschäftsmodellen auf Basis der Verwaltungsschale.“

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