Industrial data: The basis for the digital product passport and digital twin in the value stream and raw materials handling
In den kommenden Jahren wird der Digitale Produktpass in der Europäischen Union zur Pflicht. Dieser Schritt zielt darauf ab, nachhaltige Produkte als Standard zu etablieren und Unternehmen zu mehr Transparenz und Effizienz zu bewegen. Sie erfahren, wie Industriedaten als Grundlage für den Digitalen Produktpass und den Digitalen Zwilling genutzt werden können, insbesondere im Bereich des Rohstoffhandlings, das in vielen Branchen von zentraler Bedeutung ist.
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Was sind der Digitale Produktpass und der Digitale Zwilling?
Der Digitale Produktpass ist ein standardisierter Datensatz, der alle relevanten Informationen über ein Produkt während seines gesamten Lebenszyklus zusammenfasst. Dazu gehören Angaben über verwendete Materialien, verbauten Komponenten und die Recycelbarkeit. Ziel ist es, Verbrauchern transparente Informationen über den ökologischen Fußabdruck der Produkte zu bieten, um bewusste und nachhaltige Konsumentscheidungen zu ermöglichen.
Ein Digitaler Zwilling ist eine virtuelle Nachbildung physischer Systeme, die es ermöglicht, die reale Welt zu modellieren, zu simulieren, zu analysieren und schnell zu optimieren. Er entsteht aus einer umfassenden Datensammlung rund um ein Erzeugnis und enthält auch Informationen zu Prozessen und Services. Dies hilft, Aufwände in Forschung und Entwicklung oder in der Qualitätssicherung zu reduzieren, vorbeugende Wartungen durchzuführen und den Produktlebenszyklus insgesamt zu optimieren.
Functions and advantages of the asset administration shell
The fourth industrial revolution, known as Industry 4.0, is striving for a networked and interoperable value chain. In this context, all elements, known as assets, communicate with each other as autonomously as possible in order to make production processes efficient and resilient. An asset can be both a physical object (such as a machine) and a virtual entity (such as software or a document). To enable this efficient communication, assets must be defined and represented uniformly in the virtual world. This is where the asset administration shell comes into play, which serves as a concrete implementation of a digital twin and is currently in the standardization process (IEC 63278)
Structure of the asset administration shell submodels
The asset administration shell submodels have a modular structure and consist of several submodels (SM) and SubmodelElementCollections (SMC), which describe the various properties of an asset. Each submodel contains specific characteristics that are described by metadata in accordance with IEC 61360-1. These characteristics can be used in different contexts and can be extended by company-specific characteristics if required.
Vorteile der Nutzung von Industriedaten im Rohstoffhandling
Der Einsatz von Industriedaten bei der Entwicklung eines Digitalen Produktpasses und eines Digitalen Zwillings bringt zahlreiche Vorteile mit sich, insbesondere im Bereich des Rohstoffhandlings:
- Nachhaltigkeit und Effizienz: Industriedaten ermöglichen die Optimierung des Energieverbrauchs und die Einführung nachhaltiger Produkte. Dies trägt zur Verringerung des ökologischen Fußabdrucks bei und hilft Unternehmen, umweltfreundliche Praktiken zu etablieren.
- Transparenz und Nachverfolgbarkeit: Durch die konsistente Verfügbarkeit der Daten entlang der gesamten Wertschöpfungskette können Unternehmen Transparenz schaffen und die Nachverfolgbarkeit ihrer Rohstoffe gewährleisten.
- Wettbewerbsvorteile: Unternehmen, die auf diese Technologie setzen, verzeichnen eine Verbesserung von durchschnittlich 17 Prozent bei wichtigen Vertriebs- und Betriebskennzahlen sowie eine Steigerung von bis zu 35 Prozent bei der Systemleistung.
Integration into the value stream and raw material handling
The digital twin and the digital product passport offer enormous advantages in the value stream and raw material handling. They make it possible to monitor and optimize all steps from the receipt of raw materials through production to delivery. By integrating them into the value stream, companies can:
- Identify and eliminate bottlenecks: Real-time data enables precise monitoring of production processes, allowing bottlenecks to be quickly identified and rectified.
- Continuously improve processes: By analyzing the collected data, companies can continuously optimize and adapt their processes to increase efficiency and productivity.
- Making sustainable decisions: Transparent and consistent data along the value stream and in raw material handling support sustainable decisions and help to minimize the ecological footprint.
Mindfulness and collaborative working
An often overlooked but significant benefit of the Digital Twin is the promotion of mindfulness in the industry. Through real-time monitoring and detailed data collection, companies can:
- Mindfulness of people: The health and safety of employees can be improved through precise monitoring and early warnings of potential hazards.
- Mindfulness on machines: Machines can be operated more efficiently and their service life extended through continuous monitoring and preventive maintenance.
- Mindfulness of products: Products can be manufactured to the highest quality and their production processes made transparent, which leads to greater customer confidence.
- Mindfulness of systems: Overall systems can be optimized and harmonized to ensure a smooth production process.
In addition, the digital twin supports collaborative working by providing a platform for exchange and cooperation. This enables different departments and partners to work together more efficiently and develop innovative solutions together.
Herausforderungen bei der Nutzung von Industriedaten
Eine der größten Herausforderungen bei der Nutzung von Industriedaten ist die Verfügbarkeit der richtigen Daten am richtigen Ort. In vielen Unternehmen stehen weniger als 55 Prozent aller Informationen abteilungsübergreifend zur Verfügung. Datensilos verhindern, dass Betriebe das Potenzial ihrer vorhandenen Daten ausschöpfen oder diese in ein DPP-System überführen können. Zusätzlich gibt es Schwierigkeiten beim Datenaustausch mit anderen Unternehmen entlang der Wertschöpfungskette.
Übergreifende Zusammenarbeit im offenen Datenraum
Ein weiterer entscheidender Vorteil der Nutzung von Industriedaten ist die Möglichkeit zur übergreifenden Zusammenarbeit in einem offenen Datenraum. Dies erleichtert den Datenaustausch zwischen verschiedenen Unternehmen und Partnern entlang der Wertschöpfungskette und ermöglicht eine effiziente und transparente Zusammenarbeit.
Ein offener Datenraum bietet folgende Vorteile:
Einheitliche Datenbasis: Alle Beteiligten haben Zugriff auf eine einheitliche Datenbasis, was die Kommunikation und Zusammenarbeit erheblich verbessert.
Flexibilität und Agilität: Durch den Wegfall lokaler Installationen und die Nutzung von Cloud-Computing können Unternehmen flexibel und agil auf Veränderungen reagieren.
Sicherheit und Compliance: Moderne Datenökosysteme bieten umfassenden Datenschutz und Sicherheit, was den sicheren Austausch sensibler Informationen gewährleistet.
Erfolgreiche Implementierungen
Ein Beispiel für den erfolgreichen Einsatz von Industriedaten ist der Battery Pass. Unter dem Namen Catena-X haben sich mehrere Automobilhersteller zusammengeschlossen, um einen offenen und kollaborativen Datenraum zu schaffen. Dieser ermöglicht datengesteuerte Wertschöpfungsketten und optimierte Geschäftsprozesse. Der Battery Pass bietet eine eindeutige Identifikation und Informationsbereitstellung für sämtliche installierte Hochvoltbatterien, was erhebliche Vorteile in Bezug auf Ressourceneinsatz und Kreislaufwirtschaft bietet.
Important links and resources
For more information and detailed specifications you can visit the following links:
Invitation to the Technical Data for Injection Molding working group
Conclusion
The use of industrial data as the basis for the Digital Product Passport and the Digital Twin offers enormous potential for optimizing production processes and promoting sustainability. Companies that adopt these technologies at an early stage can not only improve their efficiency and product quality, but also gain important competitive advantages. Creating a modern data ecosystem, overcoming data silos and integrating them into the value stream and raw material handling are key steps in achieving these goals. Digital twins also promote awareness of people, machines, products and systems and improve collaborative working.
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