Theorie erreicht Praxis: Durchbruch bei Digitalen Zwillingen

Die Suche nach Geräteinformationen ist im Engineering und beim Betrieb von Anlagen nicht nur lästig, sondern meist auch ineffizient und mit hohen Folgekosten verbunden. Eine neue Plattform schafft Abhilfe, indem sie digitale Typenschilder mit einem digitalen Zwilling auf Basis der Verwaltungsschale kombiniert.

Freitagnacht in einer Konti-Anlage eines Chemiebetriebs: Die Produktion steht still, weil ein für die Anlagensicherheit relevantes Feldgerät ausgefallen ist. Der Stresspegel des Betriebsleiters ist hoch und steigt stetig – denn für das betroffene Gerät ist im eigenen Gerätelager kein Ersatz vorhanden und der Hersteller hat dieses nicht mehr im Programm. Passt vielleicht das Nachfolgeprodukt? Um diese Frage zu beantworten, muss der Betriebsingenieur spätestens jetzt zurück ins Büro, Spezifikationen recherchieren und mit den Eigenschaften möglicher Neugeräte vergleichen. Der Austausch verzögert sich – die Kosten für den Stillstand steigen; wieder einmal wünschen sich alle Beteiligten, dass die mühsame Suche nach Informationen nicht mehr das Bottleneck sein möge.

Ein typisches, alltägliches Szenario in der Prozessindustrie. Und eines von mehreren, für die R. STAHL die neue Digital Twin-Plattform entwickelt hat. Denn diese stellt erstmals alle für die Planung, den Betrieb und die Wartung notwendigen Informationen auf Basis von digitalen Typenschildern zur Verfügung – ein Meilenstein in der Prozessindustrie. So informiert die Plattform Kunden von R. STAHL automatisch bei Firmware-Updates – was vor allem im Hinblick auf den Aspekt Cyber Security immer wichtiger wird. Zudem wird die Wartung erleichtert und alle Informationen zu einem Gerät sind vor Ort verfügbar – auch die zu Nachfolgeprodukten. Sogar vorausgefüllte Rücksendescheine lassen sich automatisch erstellen: Ein Scan des QR-Codes des digitalen Typenschilds initiiert dabei die Retoure auf der Plattform von R. STAHL. Die in der Hersteller-Cloud hinterlegten Produktinformationen werden automatisch in ein Retourenformular übertragen, das anschließend digital übermittelt wird. Servicetechniker müssen lediglich den Grund für die Rücksendung sowie deren Unbedenklichkeit bescheinigen – eine große Zeitersparnis für das Wartungspersonal.

Dreh- und Angelpunkt dafür ist das digitale Typenschild, eine technologische Weiterentwicklung des herkömmlichen Typenschilds. Es liefert sämtliche erforderlichen Informationen und Kennzeichnungen für den sicheren Einsatz und die Wartung von Produkten in digitaler Form. Durch QR-Codes oder RFID-Tags gemäß der IEC 61406, die auf den Geräten angebracht sind, können alle Informationen weltweit und jederzeit abgerufen werden. So lassen sich Wartungsarbeiten und die gesamte Betriebsführung deutlich vereinfachen und optimieren. Auch die Einhaltung von Sicherheits- und Compliance-Vorschriften wird erheblich erleichtert, wenn Gerätedaten und Dokumentationen stets aktuell und verfügbar sind.

Möglich wird dies durch die Verwendung von Verwaltungsschalen (AAS) nach IEC 63278-1: Diese stellen alle verfügbaren Informationen zu einem Produkt bereit und werden bei Bedarf, z.B. bei der Verfügbarkeit eines Nachfolgeproduktes, aktualisiert. Die Klassifizierung der Informationen in einer Verwaltungsschale (z.B. nach ECLASS) ermöglicht einen einfachen Datenaustausch und gewährleistet die Interoperabilität.

R. STAHL setzt dabei auf Standards: Die Digital Twin-Plattform nutzt Submodelle wie Digital Nameplate, Technical Data, Handover Documentation und Contact Information gemäß den strengen Spezifikationen der Industrial Digital Twin Association (IDTA). R. STAHL ist damit einer der ersten Anbieter, die IDTA-Teilmodelle vollständig für Typ- und Instanzen in die Praxis des digitalen Zwillings umsetzen. Die Plattform ermöglicht eine nahtlose Integration und Interaktion mit digitalen Zwillingen, was erhebliche Kosteneinsparungen und Verbesserungen von der Planung einer Anlage bis hin zum Recycling ermöglicht.

Mit der digitalen Typenschild-Plattform von R. STAHL lassen sich also Industrie 4.0-Konzepte effektiv umsetzen und Prozesse entlang des gesamten Lebenszyklus einer Anlage optimieren. Von der Planung über die Inbetriebnahme bis zur Außerbetriebnahme stehen alle relevanten Daten direkt und interoperabel zur Verfügung. Dies unterstützt nicht nur eine präzise Wartung und schnelle Fehlerbehebung, sondern fördert auch nachhaltige Betriebspraktiken. Planungskosten, Aufwände zur Datenpflege und Ausfallzeiten werden minimiert und Umweltbelastungen reduziert.

Die digitale Datenkette sorgt außerdem dafür, dass die Anlagendokumentation im Hinblick auf die Geräte stets aktuell bleibt – auch das spart im Wartungsfall, aber auch bei der Erweiterung von Anlagen wertvolle Zeit und sorgt dafür, dass Betreiber den Überblick über ihre installierte Basis behalten.

Die Kombination aus digitalen Typenschildern und der Digital Twin-Plattform auf Basis von Verwaltungsschalen adressiert zudem ein Compliance-Problem: Gemäß der ESPR-Verordnung (Ecodesign for Sustainable Products Regulation) der Europäischen Union müssen Produkte ab 2026 über einen digitalen Produktpass (DPP) verfügen. Die Maßnahme zielt darauf ab, Informationen über Produkte hinsichtlich ihrer Herkunft, Zusammensetzung, Nutzung und Recycling in digitaler Form bereitzustellen, um die Nachhaltigkeit und Kreislauffähigkeit von Produkten zu ermöglichen. Diese Forderungen lassen sich mit digitalen Zwillingen auf Basis der Verwaltungsschale besonders effizient erfüllen. Und so befeuert der Druck durch die ESPR die Einführung des digitalen Zwillings auf Basis der Verwaltungsschale in der Prozessindustrie aktuell erheblich.

Ein weiterer besonderer Aspekt einer (Typ-)Verwaltungsschale ist, dass sie bereits zum Entwurfszeitpunkt einer Maschine bzw. Anlage dazu dienen kann, alle relevanten Daten für ein komplett digitales Engineering bereitzustellen. Hierdurch können wesentliche Kosten und Ressourcen gespart werden, da eine parallele Entwicklung von Mechanik, Elektrik und Programmierung ermöglicht wird.

Fazit: Die Digital Twin-Plattform von R. STAHL bietet eine umfassende Lösung für die Prozessindustrie, um die Effizienz und Sicherheit im Anlagenbetrieb deutlich zu steigern. Die Integration von digitalen Typenschildern und Verwaltungsschalen nach IEC 63278-1 sorgt für großen Nutzen bei Planern und Betreibern von Prozessanlagen – nicht nur bei einem Stillstand am Wochenende, sondern auch mit Blick auf die kommenden neuen EU-Regulierungen.