Digitale Zwillinge:die Bedeutung der semantischen Datenstrukturierung

Wenn Sie das Wort Digital Twins hören, werden viele von Ihnen es mit der Simulation eines Assets oder einer Maschine in Verbindung bringen. Dies ist jedoch nur ein Ansatz. Wir bei Bosch teilen die ganzheitliche Sicht auf Digital Twins:Sie sammeln alle Daten, die ein Asset über seinen gesamten Lebenszyklus produziert. Es geht darum, heterogene Daten aus dem Fertigungsbereich zusammenzuführen und zu allgemein verständlichen Informationen aufzubereiten. Dazu wird es an Kontext gekoppelt und mit einem semantischen Modell versehen.

Genau daran arbeitet die Semantic Data Structuring Working Group seit September 2020. Sie ist Teil der Open Manufacturing Platform (OMP), einer Allianz, die gegründet wurde, um Fertigungsunternehmen dabei zu unterstützen, Innovationen in großem Maßstab durch branchenübergreifende Zusammenarbeit, Wissen und Daten zu beschleunigen teilen. Ziel der Arbeitsgruppe ist es, einen Open-Source-Ansatz für ein standardisiertes semantisches Modell zu schaffen, das Unternehmen zur Nutzung und Weiterentwicklung zur Verfügung steht.

Bosch verfolgt seit langem eine Open-Source-Strategie zur Transformation des IoT. Zudem verfügen wir über viel Wissen aus laufenden Digital Twin Projekten. Daher war die Mitarbeit in dieser Arbeitsgruppe nur logisch. Als eines ihrer ersten Ergebnisse hat die Gruppe die BAMM Aspect Meta Model Spezifikation erstellt. Die vollständige Spezifikation ist jetzt verfügbar und wird auf GitHub gehostet, einem kostenlosen Hosting-Dienst für Softwareentwicklung und Versionskontrolle mit Git.

Zurück zum Digitalen Zwilling:Da nicht jeder Empfänger die gleichen Informationen benötigt, ist ein Digitaler Zwilling eine Sammlung verschiedener Aspekte eines Assets. Ein Aspekt kann beispielsweise alle Informationen über Maschinenstörungen bündeln. Diese Aspekte werden durch Aspektmodelle charakterisiert, die wiederum Informationen wie Maßeinheiten oder Wertebereiche für Sensoren so beschreiben, dass die Daten für Domänenexperten umfassend, aber auch maschinenlesbar sind. Dies ermöglicht schnellere, automatisiertere Reaktionen auf die eingehenden Daten und reduziert die Integrationskosten.

Ein Metamodell ist ein Modell, das die Konstrukte und Attribute definiert, die von Aspektmodellen verwendet werden. Mit anderen Worten, ein Aspekt-Metamodell stellt die maschinenlesbare Sprache bereit, die in einem gesamten System von Aspektmodellen verwendet wird. Das Aspekt-Metamodell ermöglicht die Wiederverwendung von Eigenschaften von einem Aspektmodell zum nächsten. Und schließlich ermöglicht BAMM die Erstellung von Modellen zur Beschreibung der Semantik von Digital Twins, indem ihre domänenspezifischen Aspekte definiert werden.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Hauptnutzen des BAMM Aspect Meta Model darin besteht, dass es die Erstellung domänenspezifischer Modelle standardisiert und wiederverwendbar macht. Diese Modularität und Wiederverwendbarkeit vereinfachen die Erstellung von Digital Twins für hochkomplexe Systeme und unterstützen die Skalierbarkeit.