Mit der AAS (Asset Administration Shell) wurde ein strukturiertes Informationsmodell zur Beschreibung von Assets geschaffen. Sie stellt eine Technologie dar, um digitale Zwillinge von Anlagen, Produkten und Prozessen zu implementieren. Die AAS hat mit ihren Teilmodellen (Submodels) eine hohe Akzeptanz als standardisiertes Informationsmodell zum Datenaustausch gefunden. Dieser Beitrag schlägt vor, die Daten in einem AAS Repository aktuell zur Datenhaltung als lebender Digitaler Zwilling zu verwenden. Das Paper ist ein Technologievorschlag und illustriert das Zukunftspotenzial der AAS.
Virtuelle Steuerungen (vSPSen) sind ein weiterer Schritt bei der Digitalisierung der Produktion sowie der damit verbundenen OT/IT-Integration. Die Steuerungsfunktionalität (IEC 61131, PLCopen Bibliotheken) wird dabei räumlich und organisatorisch von der Maschine/Anlage separiert. Diese aktuelle Entwicklung beruht auf einer Reihe von Technologien, z. B. der industriellen Kommunikation, die in den vergangenen Jahren erfolgreich etabliert worden sind. Der Beitrag beschreibt die bisherige Entwicklung, den Stand der Technik sowie Herausforderungen für die zukünftige Weiterentwicklung von virtuellen Steuerungen.
Das Module Type Package (MTP) wird in der Großchemie bislang selten produktiv genutzt, bietet jedoch großes Potenzial für die Integration von Package Units in Prozessleitsysteme. Am Beispiel einer inhouse entwickelten Brenner-Unit wird gezeigt, dass eine vollständige softwareseitige Integration in unter 60 Minuten möglich ist und sich MTP bereits ab der zweiten Integration finanziell lohnt. Der Artikel macht Aufwand, Einsparpotenzial und Entlastung bei repetitiven Integrationsaufgaben transparent und richtet sich an Unit-Hersteller sowie Betreiber.
Kleine Losgrößen und Fachkräftemangel erfordern autonome Fabriken. Das Paper präsentiert einen Ansatz zur Automatisierung des gesamten Prozesses von Auftragserteilung bis Fertigung. Durch den MX-Port bestehend aus den Technologien Verwaltungsschale, OPC UA und EDC wird Interoperabilität und Datenraumzugang in heterogenen Umgebungen geschaffen. Auf dieser Grundlage umfasst die vorgestellte Lösung eine autonome Auftragsabwicklung und Anlagenbetrieb. Dieser Ansatz ermöglicht resiliente, unternehmensübergreifende Prozesse und wird durch prototypische Demonstratoren als Proof of Concept validiert.
Die Prozessindustrie steht vor einer paradoxen Situation: einerseits verfügen moderne Anlagen über eine Fülle von Sensoren, Messgeräten und Automatisierungssystemen, die kontinuierlich Daten erzeugen. Andererseits bleibt ein erheblicher Teil des Optimierungspotenzials ungenutzt, weil kritisches Prozesswissen aufgrund schrittweiser Digitalisierung in isolierten Systemen verborgen liegt. Die Herausforderung liegt heute darin, diese etablierten Systeme nicht zu ersetzen, sondern intelligent zu verknüpfen. Genau hier setzt die Vision der „Agentisierung der Automatisierung“ an: nicht als Revolution, sondern als konsequente Weiterentwicklungdessen, was wir bereits haben.
Die Spezifikation der Verwaltungsschale wird immer weiter vorangetrieben. Es kommen mehr Teilmodelle hinzu und die vorhandenen Modelle werden überarbeitet. Anhand einer Demonstrationsanlage wurde untersucht, wie eine Verwaltungsschale der Gesamtanlage erstellt werden kann und wie mit dem Tausch von Komponenten umgegangen wird. In diesem Artikel werden das Vorgehen und die Probleme beschrieben, die während der Erstellung aufgetreten sind. Hierbei handelt es sich sowohl um strukturelle Probleme der AAS, Integrationsprobleme wie auch um fehlende Teilmodelle oder nicht spezifizierte Aspekte.
Zusätzliche Softwarefunktionen werden zunehmend auf Edge-Geräten betrieben und erzeugen einen dynamischen Softwarelebenszyklusneben der klassischen Automatisierungshardware. Dieser erste Teil des Beitrags untersucht anhand einer produktionsnahen Implementierung bei Boehringer Ingelheim, inwieweit der offene Standard Margo Lifecycle-Phasen für bis zu 10.000 Industriegeräte abdeckt und wo Ergänzungen erforderlich sind. Die Securityimplikationen werden in Teil 2 vertieft.
Die zunehmende Komplexität gebäudetechnischer Systeme bei gleichzeitigem zunehmenden Fachkräftemangel erfordert ganzheitliche und automatisierte Methoden zur Performancebewertung von Gebäuden, welche derzeit in der Praxis nicht verfügbar sind. Aktuelle Bewertungssysteme fokussieren überwiegend auf Energieverbräuche oder das Vorhandensein technischer Systeme, nicht jedoch auf deren tatsächliche Funktionserfüllung im Betrieb. Dieser erste Teil des zweiteiligen Beitrags analysiert existierende Bewertungssysteme und stellt eine neu entworfene funktionsorientierte Taxonomie der Technischen Gebäudeausrüstung als Basis der automatisierten Gebäudebewertung vor.
Dieser Beitrag fasst die im Forschungsprojekt Werk 4.0 entwickelten Ergebnisse einer domänenübergreifenden Ontologie zusammen.Die Ontologie ermöglicht die formale Abbildung von technischem Engineering‑Wissen und deckt dabei die Lebenszyklus‑Phasen Planung, Engineering und Betrieb von Produktionsanlagen ab. Ziel ist es, Komponenten, Eigenschaften und Abhängigkeiten konsistentzu repräsentieren, Interoperabilität zu schaffen und darauf basierend automatisierte Prüfungen zu ermöglichen. Die vorliegende Arbeitbeschreibt die methodische Vorgehensweise, das resultierende Ontologiemodell und erste Evaluierungserkenntnisse.
Der vorliegende Beitrag beleuchtet die zentrale Rolle der Asset Administration Shell (AAS) als standardisiertes, interoperables Framework zur Unterstützung von Software- und Produktänderungen über den gesamten Lebenszyklus komplexer industrieller Anlagen. Vor dem Hintergrund zunehmend softwarezentrierter Produkte und heterogener Lieferketten adressiert der vorgestellte Ansatz bestehende Defizite manueller, herstellerspezifischer Informationsprozesse. Anhand des Factory-X Projekts wird ein AAS-basiertes Konzept zur automatisierten Benachrichtigung und standardisierten Bereitstellung von Produkt- und Änderungsinformationen – insbesondere zu Software-Updates – zwischen Herstellern, Maschinenbauern und Betreibern vorgestellt.
Achieving seamless interoperability among heterogeneous industrial systems remains a fundamental challenge in the deployment of Industry 4.0 environments. Conventional integration methodologies impose significant configuration overhead and demonstrate limited adaptability to diverse data structures. This paper proposes an automated semantic data mapping framework targeting the Asset Administration Shell (AAS) metamodel, wherein large language models (LLMs) are employed under a zero-shot learning paradigm to generate integration rules at inference time.
Die Nutzung generativer KI, insbesondere von LLM, ist in Studium, Wirtschaft und Wissenschaft eine aktuelle und relevante Herausforderung, hinsichtlich der sich auch Universitäten positionieren müssen. Statt diese Technologien pauschal zu verbieten oder sie bedenkenlos einzusetzen, sollten Studierende dazu angeleitet werden, sich mit den Chancen und Risiken differenziert auseinanderzusetzen. Ein aktuelles Lehrkonzept für die Entwicklung kritischer Reflexion ist „Forschendes Lernen“. In diesem Beitrag wird über ein Lehr-Experiment berichtet, bei dem Studierende durch „Forschendes Lernen“ wissenschaftliche Erkenntnisse zur Nutzung vonLLM mit eigenen Experimenten vergleichen.
In automation engineering, converting unstructured specifications into machine readable formats remains a key challenge. The “Engineering Data Funnel” (EDF) addresses this by combining neuro-symbolic AI and domain knowledge to process multimodal data. This paper presents an EDF component that extracts structured information from process control narratives (PCNs) using a domain‑knowledge‑augmented, schema‑guided LLM workflow with automated validation, improving reliabilityand accuracy over unconstrained LLM prompting.
Interoperabilität ist der Schlüssel, um Brownfield-Anlagen digital aufzuwerten und die technische Betreuung Schritt für Schritt zuautomatisieren. Die NAMUR Open Architecture (NOA), das Module Type Package (MTP) und die Verwaltungsschale (AAS) bilden dabei den gemeinsamen Rahmen: Sie schaffen einen standardisierten Datenkanal, beschreiben Module herstellerneutral und stellen maschinenlesbare digitale Zwillinge bereit. Dieser Beitrag zeigt, wie auf dieser Basis konkrete Use Cases entlang des Lebenszyklus entstehen, von „Automated as built“ über Sicherheitsnachweise bis hin zum Digitalen Produktpass, und wie Betreiber daraus einen „Copiloten“ für Betrieb, Service und Compliance entwickeln können.
Sichere Kommunikationswege sind essenziell, um Produktionsumgebungen vor Cyberrisiken zu schützen. Die Grundlage bilden X.509-Zertifikate, ergänzt durch ein automatisiertes Zertifikatsmanagement, das IT- und OT-Systeme verbindet und Prozesse für hohe Verfügbarkeit steuert. In Kooperation zwischen BMW und Siemens wurde anhand eines Demonstrators eine skalierbare Referenzarchitektur für heterogene OT-Umgebungen evaluiert. Basierend auf etablierten Standards bietet diese Architektur eine interoperable Grundlage für die protokollunabhängige Integration von OT-Geräten. Die Lösung setzt auf etablierte Standards und schafft eine interoperable Basis.
Die chemische Industrie steht vor enormen Herausforderungen: Niedrige Anlagenauslastung, hohe Energie- und Herstellkosten, sowie Regulierungsdruck, Fachkräftemangel und globale Konkurrenz. Klassische Sparprogramme leisten einen wichtigen Beitrag, reichen allerdings langfristig nicht mehr aus. Automatisierung und Autonomie sind zentrale Hebel für Effizienz, Flexibilität und Resilienz. Dieser Beitrag zeigt, wie diese Technologien dazu beitragen, die Wettbewerbsfähigkeit zu sichern, welche Hindernisse überwunden werden müssen und welches Zielbild für autonome Anlagen und Standorte realistisch ist.
Aus Sicht der Prozessindustrie ist die Integration von Maschinensicherheitsfunktionen in Funktionen der Prozesssicherheit schon immer eine Herausforderung. Generell sind die Konzepte der IEC 61511 "Funktionale Sicherheit – Sicherheitstechnische Systeme für die Prozessindustrie" die Grundlage für Sicherheitsfunktionen in der Prozessindustrie – allerdings sind diese Konzepte nicht vollständig kompatibel mit der funktionalen Sicherheit von Maschinen nach IEC 62061 oder ISO 13849. Die Situation ist nicht neu und die hier vorgestellten Lösungen werden in einigen Untenehmen bereits umgesetzt. Hier werden einige praxistaugliche Ansätze beschrieben.
Die Übertragung von Batch-Rezepten zwischen verschiedenen Prozessleitsystemen erfolgt heute überwiegend manuell, was zu erheblichen Ineffizienzen und Fehlerquellen führt. Diese Arbeit analysiert die Herausforderungen des Rezepttransfers in der Prozessindustrie basierend auf Diskussionen des NAMUR AK 2.3 und präsentiert einen innovativen Lösungsansatz durch die Kombination der Standards BatchML (Batch Markup Language) und MTP (Module Type Package). Die Kombination beider Standards löst das zentrale Problem anlagenspezifischer Abhängigkeiten: MTP definiert standardisierte Services als Schnittstelle zu Modulen, während BatchML die prozedurale Logik beschreibt.
Ethernet-APL is promising to transform process automation by delivering digitalization, speed, and simplicity. By evaluating the first feedback from rollout in real-world projects, the analysis compares expected benefits to actual experiences. Furthermore, light is shed on the still open topics of value-add from data and potential drivers for Ethernet-APL in the brownfield. Yet, despite the ongoing rollout, the issues of Ethernet-APL for safety as well as upcoming security regulation are critical open challenges for the acceptance of Ethernet-APL that require holistic ecosystem solutions instead of individual technical solutions.
