Model-Driven Engineering für Industrie 4.0-Verwaltungsschalen

Ein grundlegendes Konzept von Industrie 4.0 ist die Vernetzung aller Objekte (Produktionsmaschinen, Produkte …), die für einen Betrieb von Wert sind über das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT). Für die notwendige digitale Repräsentation dieser sogenannten „Assets“[1] hat die Plattform Industrie 4.0 das Konzept der Verwaltungsschale (Asset Administration Shell, AAS) entwickelt. Verwaltungsschalen beschreiben alle relevanten Informationen ihres Assets gemäß eines durch die Plattform Industrie 4.0 spezifizierten Metamodells über Teilmodelle mit Merkmalen.[2]

Damit Verwaltungsschalen interoperabel sind und von allen Akteuren entlang der Wertschöpfungskette verstanden werden, werden Vorlagen (Templates) für konkrete Teilmodelle und Merkmale spezifiziert und standardisiert.[3] Aktuell werden solche Teilmodell-Vorlagen durch Beispiele[4] und Spezifikationsdokumente[5] beschrieben.

Im Rahmen dieser Arbeit soll zunächst erarbeitet werden, wie Verwaltungsschalen und Teilmodelle graphisch modelliert werden können – z.B. mit UML-Klassenmodellen. Dies hilft bei der Diskussion von Teilmodellen mit Experten der jeweiligen Fachdomäne (z.B. „Fahrzeugproduktion“ oder „Forstwirtschaft“). Auf dieser Grundlage soll dann ein Ansatz zur Code-Generierung entwickelt werden, um automatisch ein zur Teilmodell-Vorlage passendes SDK zu erzeugen. So kann der Entwickler typsicher auf die im Teilmodell definierten Merkmale zugreifen. Im Hintergrund dieses SDKs kann dabei eine bestehende Programmierschnittstelle für Verwaltungsschalen, z.B. für Python[6], genutzt werden. Die Ergebnisse sollen im Rahmen des Forschungsprojekts BaSys4Forestry[7] am Beispiel der Forstwirtschaft erprobt werden.

Quellen

Betreuer: Hoppen