Infrastruktur für den Austausch von Engineering-Daten im DIAMOND-Projekt

Anforderungen an die Common-Data-Model (CDM) Infrastruktur

Um eine für das CDM erforderliche Infrastruktur zu erstellen, wurde zunächst eine mannigfaltige Anforderungsanalyse durchgeführt, um einen nahtlosen Datenaustausch entlang der Engineeringkette des Anlagenentstehungsprozesses zu ermöglichen. Zur systematischen Identifikation dieser Anforderungen wurden mehrere Workshops mit Experten des DIAMOND-Projekts durchgeführt. Dabei konnten insgesamt 155 übergreifende Anforderungen erfasst und folgenden Kategorien zugeordnet werden:

• Datenmanagement: Export und Import von Daten aus Softwaretools/Applikationen und dem Backbone
• Datenkonsistenz und Versionierung: Umgang mit Änderungen und Freigabeprozessen
• Systemarchitektur: Deployment-Strategien und Sicherheitsaspekte
• Rollen- und Rechteverwaltung: Deployment-Strategien und Sicherheitsaspekte
• Dokumentation und Einstiegshilfen: Management von Zugriffsrechten und Datenmodellen
• Systemarchitektur: Bereitstellung von Anwendungsrichtlinien für die DIAMOND-Blaupause
• Technologie und Schnittstellen: Spezifikation der API für den Datentransport

Für den effizienten Austausch neutraler Engineering-Daten im Datenformat AutomationML sowie der Verwaltungsschale entlang des gesamten Anlagenentstehungsprozesses sind sowohl präzise Mapping-Prozesse als auch wohldefinierte Anwendungsprogrammierschnittstellen (APIs) erforderlich. Die nachfolgende Abbildung 1 veranschaulicht die zentrale Infrastruktur für den Datenaustausch mittels APIs sowie die notwendigen Daten Mappings, die im Rahmen des DIAMOND Projektes identifiziert wurden.

Abbildung 1: Mapping und API Infrastruktur

Datenfluss und Integrationswege

Gemäß Abbildung 1 sind drei Use Cases skizziert, wie Engineering-Daten von Domänentools in den Backbone integriert werden können:

• 1. Transformation nicht-Common Data Model (CDM)-konformer Daten:
  Falls ein Softwaretool Daten bereitstellt, die entweder nicht dem CDM entsprechen oder nicht entsprechend der vorgegebenen Serialisierung in AutomationML umgewandelt wurden, erfolgt zunächst ein CDM konformes Mapping. Anschließend können die Daten in AutomationML serialisiert werden und über die API des Backbones hochgeladen werden.


• 2. Indirekter Import von CDM-konformen Daten:
  Sind die Engineering-Daten bereits CDM-konform, müssen diese lediglich über die API an den Backbone übertragen werden. Da die Daten nur Dateibasiert vorliegen, müssen diese mittels einen Hilfstools in den Backbone per API übertragen werden.


• 3. Eingebettete Daten-Mapping-Funktionalität:
  Verfügt das Softwaretool über einen integrierten Mapper, können die Daten per API in den Backbone eingespeist werden.

Jeder dieser Prozesse ist bidirektional, sodass Softwaretools benötigte Engineering-Daten ebenso aus dem Backbone abrufen können.

Integration von Komponentendaten

Die Bereitstellung von Komponentendaten durch Komponentenhersteller erfolgt in Form von Verwaltungsschalen, die über ein Verwaltungsschalenrepository bereitgestellt werden. Der Backbone lädt alle relevanten Komponenten für ein Projekt herunter und mappt diese in das AutomationML-Format. Ergebnis ist also eine projektspezifische Komponentenbibliothek, die über die API des Backbones für Engineering tools zugänglich ist. Dadurch können Komponenten während des Anlagenentstehungsprozesses problemlos mitsamt der notwendigen Informationen abgerufen werden.

Nutzung der Daten für den Anlagenbetrieb

Die Ausleitung der Informationen am Ende des Engineering Prozess, die für einen nachhaltigen Betrieb der Produktionsanlage und dessen Wartung benötigt werden, wird ebenfalls durch die API des Backbones unterstützt. Dabei handelt es sich insbesondere um Informationen zur Anlagenstruktur, zur Identifikation der Assets und zu Komponenteninformationen enthalten.

Es ist dabei explizit angedacht, dass diese Informationen auch in Form von Verwaltungsschalen zur Verfügung gestellt werden können. Zusammen mit der Benutzung der Verwaltungsschale bei der Übergabe der Komponenten Informationen durch die Komponentenhersteller wird dadurch der nahtlose Wechsel zwischen der Welt der Verwaltungsschale und der Welt von AutomationML ermöglicht.