Eine Architektur eines intelligenten digitalen Zwillings in einem cyber-physischen Produktionssystem

Zusammenfassung Die Rolle eines digitalen Zwillings wird zunehmend im Kontext von cyber-physischen Produktionssystemen diskutiert. Entsprechend werden verschiedene Architekturen für die Realisierung von Anwendungsfällen für digitale Zwillinge konzipiert. Es fehlt jedoch an einer klaren, umfassenden Architektur, die die notwendigen Komponenten eines digitalen Zwillings abdeckt, um verschiedene Anwendungsfälle in einem intelligenten Automatisierungssystem zu realisieren. In diesem Beitrag wird der Mehrwert eines digitalen Zwillings in einem intelligenten Automatisierungssystem hervorgehoben und verschiedene bestehende Definitionen und Architekturen des digitalen Zwillings werden diskutiert. Fließend wird eine Architektur für einen digitalen Zwilling und eine Architektur für einen intelligenten digitalen Zwilling sowie deren erforderliche Komponenten vorgeschlagen, mit denen Anwendungsfälle wie Plug and Produce, Self-X und prädiktive Wartung ermöglicht werden. Nach Auffassung der Autoren erfordert ein digitaler Zwilling drei Hauptmerkmale: Synchronisation mit dem realen Vermögenswert, aktive Datenerfassung aus der realen Umgebung und die Fähigkeit zur Simulation. Neben allen Eigenschaften eines digitalen Zwillings muss ein intelligenter digitaler Zwilling auch die Eigenschaften künstlicher Intelligenz umfassen. Der intelligente digitale Zwilling kann zur Realisierung autonomer cyber-physischer Produktionssysteme eingesetzt werden. Um die vorgeschlagene Architektur für einen digitalen Zwilling zu realisieren, wurden mehrere Methoden implementiert und evaluiert, nämlich die Ankerpunktmethode, eine Methode zur heterogenen Datenerfassung und Datenintegration sowie eine agentenbasierte Methode zur Entwicklung einer Co-Simulation zwischen digitalen Zwillingen.