DE102022104113A1

DE102022104113A1 - Verfahren zum Bereitstellen eines Datenzugriffs auf eine technische Einrichtung und technische Einrichtung

Info

Publication number: DE102022104113A1
Application number: DE102022104113.1A
Authority: DE
Inventors: Werner Paulin; Darius Felski; Sönke Heeren
Original assignee: Lenze SE
Current assignee: Lenze SE
Priority date: 2022-02-22
Filing date: 2022-02-22
Publication date: 2023-08-24
Also published as: US20230281282A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen eines Datenzugriffs auf eine technische Einrichtung (10), insbesondere eine Maschine und/oder Anlage, wobei die technische Einrichtung (10) mittels einer Datenübertragungsschnittstelle über ein Netzwerk (18) mit einer Datenverarbeitungseinrichtung (16) verbunden ist.Durch die Datenverarbeitungseinrichtung (16) wird ein digitaler Zwilling (20) der technischen Einrichtung (10) bereitgestellt, wobei der digitale Zwilling (20) veränderbare Softwarebestandteile der technischen Einrichtung (10) repräsentiert. Dem digitalen Zwilling (20) und der technischen Einrichtung (10) wird jeweils eine spezifische UUID zugewiesen, wobei über das Netzwerk (18) mittels der UUID eine Kommunikation zwischen dem digitalen Zwilling (20) und der technischen Einrichtung (10) ermöglicht wird. Die Datenverarbeitungseinrichtung (16) stellt eine Zugriffsmöglichkeit für den Zugriff durch Dritte (24) auf Daten des digitalen Zwillings (20), die durch den digitalen Zwilling (20) repräsentierte Softwarebestandteile der technischen Einrichtung (10) betreffen, bereit.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen eines Datenzugriffs auf eine technische Einrichtung sowie eine technische Einrichtung.
Bei der technischen Einrichtung kann sich insbesondere um eine Maschine und/oder eine Anlage handeln.
Technische Einrichtungen der in Rede stehenden Art weisen zunehmend eine hohe Komplexität auf. Entsprechend verfügen sie zu ihrer Steuerung über programmierbare Systeme, wie beispielsweise speicherprogrammierbare Steuerungen und/oder, insbesondere eingebettete, Computer die auch komplexe Steuerungsaufgaben wahrnehmen können. Es ist oftmals auch nach der Auslieferung und Inbetriebnahme notwendig, mittels eines Datenzugriffs auf derartige technische Einrichtungen zugreifen zu können. Beispielsweise kann dies im Rahmen von Wartungen und/oder Reparaturen notwendig werden. Insbesondere aufgrund der hohen Komplexität derartiger technischer Einrichtungen ist es hierbei häufig gewünscht, dass ein solcher Datenzugriff nicht lediglich durch den Betreiber, sondern auch durch einen Dritten erfolgen kann. Bei dem Dritten kann es sich beispielsweise um einen Mitarbeiter der Herstellerin der technischen Einrichtung handeln. Alternativ und/oder ergänzend kann es sich bei dem Dritten um einen von der Herstellerin Beauftragten und/oder einen Mitarbeiter eines von der Herstellerin beauftragten Unternehmens handeln.
Nach dem Stand der Technik kann dies beispielsweise dadurch geschehen, dass vor Ort eine physische Verbindung zwischen einer Datenverarbeitungseinrichtung und der technischen Einrichtung hergestellt wird. Zu diesem Zweck kann beispielsweise vor Ort eine Kabelverbindung geschaffen werden. Derartige Optionen sind jedoch bereits dann vergleichsweise umständlich, wenn sich der Dritte bereits vor Ort befindet. Andernfalls muss der Dritte die technische Einrichtung sogar erst aufsuchen.
Häufig ist es jedoch so, dass ein Datenzugriff, beispielsweise zu Fernwartungszwecken und/oder um die Software der technischen Einrichtung zu aktualisieren, von einem beliebigen Ort aus möglich sein soll. Daher ist es beispielweise bekannt, derartige technische Einrichtungen mittels einer Datenübertragungsschnittstelle über ein Netzwerk mit einer Datenverarbeitungseinrichtung zu verbinden. Die Etablierung einer solchen Verbindung ermöglicht es, über die Datenverarbeitungseinrichtung mittels der Netzwerkverbindung einen Datenzugriff auf die technische Einrichtung durchzuführen. Derartige Zugriffsmöglichkeiten sind jedoch nicht unproblematisch. Daher ist es oft so, dass Betreiber technischer Einrichtungen Dritten die hierfür erforderlichen Zugangsinformationen ungern zur Verfügung stellen. Typischerweise werden derartige technische Anlagen dann beispielsweise über eine bestimmte IP-Adresse adressiert. Diese ist dem Dritten in der Regel unbekannt. Darüber hinaus sind derartige Verfahren anfällig gegenüber Zuordnungsfehlern, beispielsweise wenn auf die falsche IP zugegriffen wird bzw. dem Dritten die falsche IP zur Verfügung gestellt wird. Dann kann es sein, dass irrtümlich der Datenzugriff auf der falschen Maschine erfolgt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Bereitstellen eines Datenzugriffs auf eine technische Einrichtung sowie eine technische Einrichtung bereitzustellen, die einen Datenzugriff auf die technische Einrichtung in einfacher und sicherer Weise ermöglichen.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren und eine technische Einrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Die Merkmale der abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen.
Das Verfahren zum Bereitstellen eines Datenzugriff auf eine technische Einrichtung sieht vor, dass die technische Einrichtung mittels einer Datenübertragungsschnittstelle über ein Netzwerk mit einer Datenverarbeitungseinrichtung verbunden ist. Bei dem Netzwerk kann es sich beispielsweise um das Internet handeln. Insbesondere befindet sich die Datenverarbeitungseinrichtung an einem von der technischen Einrichtung entfernten Ort. Unter einem entfernten Ort ist dabei insbesondere ein Ort zu verstehen, der sich zumindest außerhalb eines befriedeten Geländes, auf dem sich die technische Einrichtung befindet, befindet. Insbesondere kann der Ort wenigstens 1 km, vorzugsweise wenigstens 10 km von der technischen Einrichtung entfernt sein.
Durch die Datenverarbeitungseinrichtungen wird ein digitaler Zwilling der technischen Einrichtung bereitgestellt. Unter einem digitalen Zwilling ist in diesem Sinne insbesondere eine digitale Repräsentanz der technischen Einrichtung zu verstehen. Die digitale Repräsentanz bildet insbesondere Eigenschaften und Merkmale der realen technischen Einrichtung ab.
Hierbei repräsentiert der digitale Zwilling veränderbare Softwarebestandteile der technischen Einrichtung. Bei den Softwarebestandteilen kann es sich beispielsweise um Parameter für Steuerungs- und/oder Regelungsfunktionen der technischen Einrichtung handeln. Alternativ und/oder ergänzend kann es sich auch um andere Softwarebestandteile, wie beispielsweise um eine Predictive Maintenance Software oder eine Condition Monitoring Software handeln. Die Predictive Maintenance Software kann dazu ausgebildet sein, insbesondere mittels Methoden der künstlichen Intelligenz, einen Wartungsbedarf vorausschauend zu erkennen. Durch den Zugriff auf den Digitalen Zwilling kann diese Software aktualisiert und an neue Erkenntnisse angepasst werden, die beispielsweise vom Hersteller nach Auslieferung der technischen Einrichtung an ähnlichen technischen Einrichtungen gewonnen worden sind. Eine Condition Monitoring Software kann es dem Hersteller ermöglichen, die technische Einrichtung durch den Zugriff auf den digitalen Zwilling zu überwachen, beispielsweise um einen Wartungsvertrag zu erfüllen. Alternativ und/oder ergänzend kann der Zugriff auf den digitalen Zwilling genutzt werden, um Sicherheitslücken der Softwarebestandteile zu schließen.
Dem digitalen Zwilling und/oder der technischen Einrichtung wird eine für den digitalen Zwilling und/oder die technische Einrichtung spezifische UUID zugewiesen. Bei einer UUID oder einem Universal Unique Identifier handelt es sich um einen Identifikator, der nach einer zuvor festgelegten Methode erzeugt wird. Dabei wird die Methode so gewählt, dass die UUID als global eindeutig angenommen werden kann. Dies heißt, dass die Wahrscheinlichkeit, dass eine UUID zweimal erzeugt wird, zwar nicht null ist, jedoch so gering ist, dass sie vernachlässigbar ist. Dabei kann die UUID unabhängig von einer zentralen Registrierung und/oder Koordination erzeugt werden, d. h., die beteiligten Identitäten, insbesondere die technischen Einrichtungen, können die UUIDs unabhängig voneinander erzeugen, ohne dass eine ernstzunehmende Gefahr besteht, dass es zu Doppelungen kommt.
Bei der UUID handelt es sich insbesondere um eine UUID, wie sie als Teil des Standards ISO/IEC 11578:1996 „Information Technology-Open Systems Interconnection-Remote Procedure Call (RPC)“ oder in dem Standard ISO/IEC 9834-8:2005 dokumentiert und insbesondere definiert ist. Alternativ und/oder ergänzend können aber auch andere Methoden zur Generierung der UUID zur Anwendung kommen. Wesentlich ist, dass die resultierende UUID zur Durchführung des vorliegenden Verfahrens mit hinreichender Sicherheit als eindeutig angenommen werden kann.
Über das Netzwerk wird mittels der UUID eine Kommunikation zwischen dem digitalen Zwilling und der technischen Einrichtung ermöglicht. Die UUID ermöglicht es als eindeutiger Identifikator, dass sowohl der korrekte digitale Zwilling, insbesondere durch die technische Einrichtung und/oder durch Dritte, identifiziert werden kann, ebenfalls kann die technische Einrichtung mittels der UUID durch die Datenverarbeitungseinrichtung identifiziert werden. Dritte sind hierbei insbesondere mit der Datenverarbeitungseinrichtung über ein Netzwerk, beispielsweise das Internet, verbundene Computer und/oder deren Nutzer.
Das Verfahren kann vorsehen, dass dem digitalen Zwilling und der technischen Einrichtung jeweils eine spezifische UUID zugewiesen wird. Mit anderen Worten wird dem digitalen Zwilling eine für den digitalen Zwilling spezifische UUID zugewiesen und der technischen Einrichtung eine für die technische Einrichtung spezifische UUID. Die beiden UUIDs können einander zugeordnet werden. Die Zuordnung kann beispielsweise durch die Datenverarbeitungseinrichtung erfolgen. Um die Zuordnung der UUIDs zu realisieren, können die Zuordnungen beispielsweise in einer Datenstruktur, beispielsweise einer Zuordnungstabelle, erfasst werden. Dies erfolgt insbesondere durch die Datenverarbeitungseinrichtung. Die UUIDs für den digitalen Zwilling und die technische Einrichtung können unabhängig voneinander erzeugt werden. Hierdurch lässt sich das Verfahren sehr flexibel einrichten. Zudem ist es möglich, durch die UUIDs den digitalen Zwilling und die technische Einrichtung nicht nur einander zuzuordnen, sondern auch den digitalen Zwilling und die technische Einrichtung anhand der UUID voneinander zu unterscheiden. Alternativ und/oder ergänzend kann das Verfahren vorsehen, dass dem digitalen Zwilling und der technischen Einrichtung eine für die technische Einrichtung und den digitalen Zwilling spezifische UUID zugeordnet wird. Über die UUID wären die technische Einrichtung und der digitale Zwilling dann ebenfalls eindeutig einander zuordenbar, da die UUID für die technische Einrichtung und den digitalen Zwilling identisch ist. Mit anderen Worten wird der technischen Einrichtung eine für diese spezifische UUID zugewiesen und diese UUID wird ebenfalls dem digitalen Zwilling als für diesen spezifische UUID, insbesondere durch die Datenverarbeitungseinrichtung, zugewiesen. Diese UUID kann beispielsweise durch die technische Einrichtung erzeugt werden. Der
Mittels der UUID wird eine Kommunikation zwischen technischer Einrichtung und Datenverarbeitungseinrichtung, insbesondere zwischen der technischen Einrichtung und dem digitalen Zwilling, grundsätzlich ermöglicht.
Die UUID dient insbesondere dem Auffinden und/oder dem Identifizieren der technischen Einrichtungen und/oder digitalen Zwillinge.
Die Datenverarbeitungseinrichtung stellt eine Zugriffsmöglichkeit für den Zugriff durch Dritte auf Daten des digitalen Zwillings bereit. Die Zugriffsmöglichkeit kann insbesondere mit einer Benutzerverwaltung verknüpft sein. Mittels der Benutzerverwaltung können insbesondere die Zugriffsberechtigungen der Nutzer der Zugriffsmöglichkeit verwaltet werden. Die Daten betreffen hierbei durch den digitalen Zwilling repräsentierte Softwarebestandteile der technischen Einrichtung.
Die Zugriffsmöglichkeit für den Zugriff durch Dritte auf Daten des digitalen Zwillings wird insbesondere ebenfalls durch die UUID, insbesondere die für den digitalen Zwilling spezifische UUID, ermöglicht. Auf diese Weise kann der digitale Zwilling in einfacher Weise anhand der UUID identifiziert werden. Dies ermöglicht es insbesondere, dass Dritte auf den digitalen Zwilling zugreifen können, ohne damit unmittelbar die technische Einrichtung selbst zu beeinflussen.
Das Verfahren ermöglicht es daher, einen „indirekten“ Zugriff auf die technische Einrichtung bereitzustellen. Dieser kann über den digitalen Zwilling erfolgen. Da das Verfahren die Möglichkeit eines Datenaustausches zwischen dem digitalen Zwilling und der technischen Einrichtung schafft, kann dem Dritten ein Datenzugriff auf die technische Einrichtung über den Umweg eines Datenzugriffs auf den digitalen Zwilling ermöglicht werden. Der Dritte kann sich mittels bekannter Methoden der Datenübertragung, beispielsweise über das Internet, mit der Datenverarbeitungseinrichtung verbinden und auf den digitalen Zwilling zugreifen. Der große Vorteil ist, dass dieser Datenzugriff ortsunabhängig erfolgen kann. Auch ist kein direkter Datenzugriff auf die technische Einrichtung selbst erforderlich. Es kann daher ein Maximum an Sicherheit gewährleistet werden, da technische Beschränkungen für die Datenkommunikation zwischen dem digitalen Zwilling und der technischen Einrichtung unabhängig von der Zugriffsmöglichkeit von Dritten auf den digitalen Zwilling gestaltet werden können.
Auf diese Weise kann z.B. eine Teamarbeit an dem digitalen Zwilling vorgenommen werden, an der Computer und/oder deren Nutzer von unterschiedlichen Orten aus teilnehmen. Gleichzeitig bleibt jedoch ein Maximum an Betriebssicherheit gewährleistet, da Änderungen an dem digitalen Zwilling zunächst lediglich den digitalen Zwilling und nicht zwingend unmittelbar auch die technische Einrichtung selbst betreffen.
Das Verfahren kann in diesem Zusammenhang insbesondere vorsehen, dass die bereitgestellte Zugriffsmöglichkeit dem Dritten das Ändern der Daten des digitalen Zwillings ermöglicht. Auf diese Weise kann beispielsweise ein Parameter, der eine Steuerungs- und/oder Regelungsfunktion der technischen Einrichtungen betrifft, veränderbar sein. Insbesondere können so Fehler in der Software der technischen Einrichtung behoben werden, Aktualisierungen der Software der technischen Einrichtung, wie beispielsweise das Einspielen von KI-Modellen, und Diagnosen, insbesondere von Automatisierungskomponenten der technischen Einrichtung, vorgenommen werden. Das Verfahren kann nun vorsehen, dass die repräsentierten Softwarebestandteile der technischen Einrichtung an Änderungen der Daten des digitalen Zwillings angepasst werden. Dies kann insbesondere automatisiert durch die technische Einrichtung erfolgen. Beispielsweise kann eine zeitgesteuerte und/oder ereignisgesteuerte Anpassung der Softwarebestandteile durch die technische Einrichtung erfolgen. Eine zeitgesteuerte Anpassung der Softwarebestandteile kann beispielsweise eine zyklische Anpassung vorsehen, d.h., es können nach dem Ablauf festgelegter Zeitintervalle Anpassungen automatisiert vorgenommen werden, insoweit sich die Daten des digitalen Zwillings geändert haben. Alternativ und/oder ergänzend kann eine ereignisgesteuerte Anpassung vorgenommen werden. Beispielsweise kann die technische Einrichtung eine automatisierte Änderung der repräsentierten Softwarebestandteile vornehmen, sobald eine Änderung der Daten des digitalen Zwillings durch die technische Einrichtung erkannt wird, beispielsweise indem die technische Einrichtung durch ein Datensignal von der Datenverarbeitungseinrichtung eine Information betreffend eine Änderung der Daten des digitalen Zwilling erhält.
Auf diese Weise kann der Datenzugriff auf die technische Einrichtung komfortabel gestaltet werden, da die technische Einrichtung automatisiert dem digitalen Zwilling „folgt“. Alternativ und/oder ergänzend kann die Anpassung der Softwarebestandteile der technischen Einrichtung an Änderungen der Daten des digitalen Zwilling von einer Freigabe durch einen Berechtigten abhängen. Auf diese Weise kann beispielsweise sichergestellt werden, dass nach einer Projektarbeit, bei der Änderungen am digitalen Zwilling durch Dritte zugelassen worden sind, erst Auswirkungen auf die reale technische Einrichtung entstehen, wenn die durchgeführten Änderungen nochmals durch eine Person mit entsprechender Qualifikation und/oder Berechtigung geprüft worden sind.
Das Verfahren kann vorsehen, dass die für die technische Einrichtung spezifische UUID durch die technische Einrichtung erzeugt und über das Netzwerk an die Datenverarbeitungseinrichtung übermittelt wird. Alternativ und/oder ergänzend kann die UUID auch für die technische Einrichtung erzeugt werden und insbesondere über das Netzwerk an die Datenverarbeitungseinrichtung übermittelt werden.
Die Erzeugung der UUID für die technische Einrichtung kann in diesem Zusammenhang insbesondere unabhängig von der technischen Einrichtung für diese erfolgen. So können beispielsweise bereits bei der Produktion der technischen Einrichtung deren UUIDs erzeugt und der technischen Einrichtung zugewiesen werden, bevor die technische Einrichtung jemals in Betrieb genommen worden ist. Die UUIDs können dann beispielsweise in der technischen Einrichtung gespeichert werden. Alternativ und/oder ergänzend können die UUIDs auch in anderer Form zugänglich gemacht werden, beispielsweise können die UUIDs, insbesondere in kodierter Form, zugänglich gemacht werden. So kann eine technische Einrichtung beispielsweise mit einem QR-Code versehen werden bzw. ein QR-Code einer technischen Einrichtung zugeordnet werden, wobei der QR-Code die UUID in kodierter Form enthält.
Das Verfahren kann vorsehen, dass die für die technische Einrichtung spezifische UUID bei der Inbetriebnahme der technischen Einrichtung erzeugt und über das Netzwerk an die Datenverarbeitungseinrichtung übermittelt wird. Die Erzeugung der für die technische Einrichtung spezifischen UUID kann dabei insbesondere automatisiert bei der ersten Inbetriebnahme erfolgen. Dies kann in der Praxis bedeuten, dass in dem Moment, indem eine technische Einrichtung das erste Mal an eine Energieversorgung zur Versorgung der technischen Einrichtung mit elektrischer Energie angeschlossen wird, automatisiert eine Erzeugung der für die technische Einrichtung spezifischen UUID erfolgt. Auf diese Weise kann der Vorgang der Erzeugung der für die technische Einrichtung spezifischen UUID unkompliziert und insbesondere ohne menschliches Zutun erfolgen. Hierbei wird es insbesondere ermöglicht, dass die technische Einrichtung bei ihrer Inbetriebnahme frühzeitig über den digitalen Zwilling angesprochen werden kann. Insbesondere wird hierdurch der Datenzugriff über den digitalen Zwilling quasi „out of the box“ ermöglicht, da nach dem Verbinden der technischen Einrichtung mit dem Netzwerk und dem Versorgen der technischen Einrichtung mit elektrischer Energie automatisiert und die Einrichtung des digitalen Zwillings erfolgen kann.
Das Verfahren kann insbesondere vorsehen, dass die Erzeugung des digitalen Zwillings durch die Datenverarbeitungseinrichtung erfolgt. Die Erzeugung des digitalen Zwillings kann dabei insbesondere automatisiert erfolgen.
Das Verfahren kann weiterhin vorsehen, dass Daten betreffend die technische Einrichtung an die Datenübertragungseinrichtung übertragen werden, die die technische Einrichtung betreffen und zur Erzeugung des digitalen Zwillings genutzt werden. Hierbei können die übertragenen Daten insbesondere die repräsentierten Softwarebestandteile der technischen Einrichtung betreffen. Das Verfahren kann vorsehen, dass die Übertragung dieser Daten im Rahmen einer Inbetriebnahme erfolgt. Die Übertragung der Daten kann hierbei insbesondere automatisiert erfolgen. Das Verfahren kann vorsehen, dass die Übertragung dieser Daten bei der ersten Inbetriebnahme der technischen Einrichtung erfolgt. Die Übertragung dieser Daten kann dabei insbesondere automatisiert bei der ersten Inbetriebnahme erfolgen. Dies kann in der Praxis bedeuten, dass in dem Moment, in dem eine technische Einrichtung das erste Mal an eine Energieversorgung zur Versorgung der technischen Einrichtung mit elektrischer Energie angeschlossen wird, automatisiert eine Übertragung dieser Daten erfolgt. Alternativ und/oder ergänzend kann die Übertragung dieser Daten durch ein anderes Ereignis ausgelöst werden, beispielsweise wenn die technische Einrichtung erstmalig über das Netzwerk Kontakt mit der Datenverarbeitungseinrichtung aufnimmt. Auf diese Weise kann der Vorgang der Übertragung dieser Daten unkompliziert und insbesondere ohne menschliches Zutun erfolgen.
Die Übertragung derartiger Daten ermöglicht es, dass der digitale Zwilling individuell für die technische Einrichtung erzeugt werden kann. Dies heißt, es wird nicht lediglich ein digitaler Zwilling erzeugt, dessen Eigenschaften für jede technische Einrichtung die gleichen sind, sondern es kann durch die übertragenen Daten ein individuell auf die technische Einrichtung zugeschnittener digitaler Zwilling erzeugt werden.
Werden der Datenverarbeitungseinrichtung hierfür neben der für die technische Einrichtung spezifischen UUID diese weiteren Daten, die die technische Einrichtung, insbesondere die repräsentierten Softwarebestandteile der technischen Einrichtung, betreffen, zur Verfügung gestellt, können diese genutzt werden, um Eigenschaften des digitalen Zwillings zu konfigurieren und/oder den Daten des digitalen Zwillings, die die repräsentierten Softwarebestandteile der technischen Einrichtung betreffen, erste Werte zuzuweisen. Dabei können die für die Erzeugung notwendigen Daten von der technischen Einrichtung an die Datenverarbeitungseinrichtung übertragen werden.
Alternativ und/oder ergänzend können lediglich Informationen betreffend die technische Einrichtung übertragen werden, die es der Datenverarbeitungseinrichtung ermöglichen, die für die Erzeugung des digitalen Zwillings notwendigen Daten zu beziehen, beispielsweise, indem diese aus einer Datenspeichereinrichtung abgerufen werden.
So ist es beispielsweise möglich, einen Parametersatz für eine Steuerungs- und/oder Regelungsfunktion der technischen Einrichtung entweder in der technischen Einrichtung zu speichern und diese mit dem gespeicherten Datensatz auszuliefern, sodass dieser bei der Inbetriebnahme an die Datenverarbeitungseinrichtung übertragen werden kann.
Alternativ und/oder ergänzend kann dieser Parametersatz auf einer Datenspeichereinrichtung gespeichert werden. Die Daten, die die technische Einrichtung an die Datenverarbeitungseinrichtung überträgt, ermöglichen hierbei die Identifizierung und insbesondere den Bezug dieser Parameter.
Mit anderen Worten, die Parameter können entweder in der technischen Einrichtung gespeichert ausgeliefert werden und werden dann zum digitalen Zwilling übertragen, oder die Parameter werden gesondert gespeichert und die technische Einrichtung wird lediglich mit Informationen ausgeliefert, die, wenn diese an die Datenverarbeitungseinrichtung übertragen werden, den Bezug dieser Parameter ermöglichen.
Das Verfahren kann insbesondere vorsehen, dass die Kommunikation zwischen dem digitalen Zwilling und der technischen Einrichtung über einen Message Broker erfolgt. Bei dem Message Broker handelt es sich um eine Software, die typischerweise Bestandteil einer nachrichtenorientierten Middleware sind. Derartige Message Broker ermöglichen den Austausch von Informationen zwischen Softwareprogrammen und/oder Teilen von Softwareprogrammen mittels sogenannter Messages, die auch über Netzwerke hinweg ausgetauscht werden können. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ermöglicht ein derartiger Message Broker, der insbesondere auf der Datenverarbeitungseinrichtung ausgeführt wird, insbesondere den Datenzugriff auf eine Vielzahl technischer Einrichtungen über die Datenverarbeitungseinrichtung, die zu diesem Zweck eine entsprechende Vielzahl mit den technischen Einrichtungen korrespondierender digitaler Zwillinge bereithalten kann.
Das Verfahren kann vorsehen, dass durch den Message Broker eine der für die technische Einrichtung und/oder den digitalen Zwilling spezifischen UUID zugeordnete Messagequeue verwaltet wird. Eine Messagequeue ermöglicht es, Messages zu „sammeln“ und für einen Abruf bereitzuhalten. Dabei kann die Messagequeue insbesondere derart verwaltet werden, dass lediglich ein einmaliger Abruf der Messages möglich ist. Auf diese Weise können Doppellungen von Datenzugriffen vermieden werden, die ansonsten möglicherweise zu Funktionsstörungen führen könnten.
Das Verfahren kann insbesondere vorsehen, dass in der Messagequeue bei einer Änderung der Daten des der für die technische Einrichtung spezifischen und/oder der für den digitalen Zwilling spezifischen UUID zugeordneten digitalen Zwillings eine die Änderungen dieser Daten betreffende Message eingestellt wird. Dies erfolgt insbesondere automatisiert durch die Datenverarbeitungseinrichtung. Auf diese Weise können Änderungen an den Daten des digitalen Zwillings vorgenommen werden, ohne Rücksicht darauf, ob die repräsentierten Softwarebestandteile der technischen Einrichtung bereits an die geänderten Daten des digitalen Zwillings angepasst sind. Bei einer Änderung der Daten des der für die technische Einrichtung spezifischen und/oder der für den digitalen Zwilling spezifischen UUID zugeordneten digitalen Zwillings kann die Einstellung einer entsprechenden Message in der Messagequeue, in der diese Messages für einen Abruf durch die technische Einrichtung vorgehalten werden, erfolgen. Vorzugsweise erfolgt das Einstellen der Message nach einer Freigabe durch einen Nutzer.
Das Verfahren kann vorsehen, dass durch die technische Einrichtung das Vorliegen einer Verbindung zur Datenverarbeitungseinrichtung über das Netzwerk geprüft wird. Diese Überprüfung erfolgt insbesondere automatisiert. Das Verfahren kann nun vorsehen, dass beim Vorliegen der Netzwerkverbindung ein automatisierter Abruf der Messages durch die technische Einrichtung erfolgt. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass sich die technische Einrichtung beim Vorliegen einer Verbindung zur Datenverarbeitungseinrichtung die für sie bestimmten Messages „abholt“. Auf diese Weise kann der Datenzugriff über den digitalen Zwilling auf die technische Einrichtung erfolgen, ohne dass seitens der Datenverarbeitungseinrichtung „aktiv“ auf die technische Einrichtung zugegriffen werden muss.
Das Verfahren kann in diesem Zusammenhang vorsehen, dass die Messages in der Messagequeue durch die technische Einrichtung abgerufen werden. Auf diese Weise wird eine Kommunikation vom digitalen Zwilling zur technischen Einrichtung und damit die gewünschte Ermöglichung des Datenzugriffs auf die technische Einrichtung über den digitalen Zwilling ermöglicht.
Hierbei erfordert der Abruf der Messages insbesondere eine Identifizierung der technischen Einrichtung über die für die technische Einrichtung spezifische UUID. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Messages aus einer Messagequeue lediglich von der technischen Einrichtung abgerufen werden und insbesondere lediglich von dieser abgerufen werden können, für die die Messages bestimmt sind.
Das Verfahren kann mit einer Mehrzahl über das Netzwerk mit der Datenverarbeitungseinrichtung verbundener technischer Einrichtungen ausgeführt werden. Auf diese Weise kann ein einfacher Zugriff auf eine Vielzahl technischer Einrichtungen ermöglicht werden. Die UUIDs ermöglichen hierbei insbesondere, dass die Änderungen der Daten der digitalen Zwillinge zu einem entsprechenden Datenzugriff auf die korrekte technische Einrichtung führt.
Insbesondere dann, wenn dieser Datenzugriff wie vorstehend beschrieben über eine Messagequeue erfolgt, ist ein sicherer und einfacher „indirekter“ Datenzugriff auf die technische Einrichtung über den jeweiligen digitalen Zwilling ermöglicht.
Bei der Datenverarbeitungseinrichtung handelt sich insbesondere um ein Cloud-Computing-System handeln. Ein derartiges Cloud-Computing-System ermöglicht es, im Rahmen der Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens die Ausführung der Aufgaben der Datenverarbeitungseinrichtung auf eine Mehrzahl Computerressourcen zu verteilen.
Die technische Einrichtung kann eine Steuerungseinrichtung, wie beispielsweise eine speicherprogrammierbare Steuerung, aufweisen. Wird die Steuerungseinrichtung beispielsweise durch das Aufspielen einer geeigneten Software dazu ausgebildet, seitens der technischen Einrichtung durchzuführende Verfahrensschritte, d.h., insbesondere das Erzeugen der für die technische Einrichtung spezifischen UUID, das Übertragen der für die technische Einrichtung spezifischen UUID und gegebenenfalls weiterer Daten an die Datenverarbeitungseinrichtung und/oder den Abruf der Messages, durchzuführen, so können für den Betrieb der technischen Einrichtung notwendigen Datenzugriffe, vorzugsweise alle für den Betrieb der technischen Einrichtung notwendigen Datenzugriffe, über den digitalen Zwilling ermöglicht werden. Die für die Durchführung des Verfahrens geeignete Software der Steuerungseinrichtung kann insbesondere die Funktionalität eines Gateways aufweisen.
Alternativ und/ergänzend kann die Software auf einem mit der Steuerungseinrichtung verbundenen Computer ausgeführt werden. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass die Steuerungseinrichtung nicht dazu ausgebildet sein muss, diese Software zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens auszuführen. Darüber hinaus muss die Steuerungseinrichtung auch nicht dazu ausgebildet sein, mit dem Internet verbunden zu werden. Der Computer, auf dem die Software zur Ausführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens ausgeführt wird, kann grundsätzlich über eine beliebige Datenverbindung mit der Steuerungseinrichtung verbunden sein. Der Computer und/oder die auf dem Computer ausgeführte Software kann in diesem Zusammenhang insbesondere die Funktion eines Gateways bereitstellen, welches eine Verbindung zwischen dieser Datenverbindung und dem Netzwerk, insbesondere dem Internet, über das der Computer mit der Datenverarbeitungseinrichtung und somit mit dem digitalen Zwilling verbunden ist, ermöglicht.
Alternativ und/oder ergänzend ist es möglich, dass die Kommunikation zwischen dem digitalen Zwilling und der technischen Einrichtung durch eine Mehrzahl Gateways ermöglicht wird, insbesondere wobei diese dazu eingerichtet sind eine Redundanz für die Funktion des Gateways bereitzustellen.
Dies hat insbesondere den Vorteil, dass das vorstehend beschriebene Verfahren auch für bestehende technische Einrichtungen genutzt werden kann, die hierfür lediglich um einen entsprechenden mit der Steuerungseinrichtung verbundenen Computer ergänzt werden müssen. Der Computer mit der zur Ausführung des vorstehenden Verfahrens ausgebildeten Software bildet in diesem Zusammenhang einen Bestandteil der technischen Einrichtung im Sinne des vorstehend beschriebenen Verfahrens und dient insbesondere als Gateway für die Kommunikation zwischen der technischen Einrichtung und dem digitalen Zwilling. Hierbei ist die Software insbesondere dazu ausgebildet, die Verfahrensschritte, die seit der technischen Einrichtung durchzuführen sind, durchzuführen.
Bei der technischen Einrichtung kann es sich insbesondere um eine technische Einrichtung handeln, die insbesondere ein elektrisches Antriebssystem und eine Steuerungseinrichtung, insbesondere zur Steuerung des elektrischen Antriebssystems, und insbesondere einen mit der Steuerungseinrichtung verbundenen Computer aufweist. Hierbei ist die Steuerungseinrichtung und/oder der Computer dazu ausgebildet und/oder eingerichtet, sich zur Ausführung eines Verfahrens der vorstehend beschriebenen Art mit einem Netzwerk zu verbinden und die seitens der technischen Einrichtung durchzuführenden Verfahrensschritte durchzuführen.
Insbesondere die Steuerungseinrichtungen von elektrischen Antriebssystemen weisen oftmals in komplexer Weise parametrierbare Software auf. Derartige technische Einrichtungen können daher in besonders vorteilhafter Weise mittels des vorstehend beschriebenen Verfahrens einem Datenzugriff zugänglich gemacht werden.
Weitere praktische Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung sind nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung der Datenkommunikationswege zwischen den beteiligten Entitäten bei der Durchführung eines beispielhaften Verfahrens nach einem ersten Ausführungsbeispiel,
2 eine schematische Darstellung der Datenkommunikationswege zwischen den beteiligten Entitäten bei der Durchführung eines beispielhaften Verfahrens nach einem zweiten Ausführungsbeispiel.

In den 1 und 2 ist schematisch jeweils eine technische Einrichtung 10 dargestellt. Die technische Einrichtung 10 kann beispielsweise ein Antriebssystem 12 umfassen, welches wiederum eine Steuerungseinrichtung 14 aufweist. Bei der Steuerungseinrichtung 14 kann es sich beispielsweise um eine speicherprogrammierbare Steuerung handeln.
Eine Datenverarbeitungseinrichtung 16 ist über ein Netzwerk 18, bei dem es sich beispielsweise um das Internet handeln kann, mit der technischen Einrichtung 10 verbunden. Die Datenverarbeitungseinrichtung 16 stellt einen digitalen Zwilling 20 der technischen Einrichtung 10 bereit. Der digitale Zwilling 20 repräsentiert veränderbare Softwarebestandteile der technischen Einrichtung 10. Dem digitalen Zwilling 20 und/oder der technischen Einrichtung 10 wird eine für den digitalen Zwilling 20 und/oder die technische Einrichtung 10 spezifische UUID zugewiesen. Mittels der UUID(s) wird eine Kommunikation zwischen dem digitalen Zwilling 20 und der technischen Einrichtung 10 über das Netzwerk 18 ermöglicht. Dabei besteht die Möglichkeit, dass, wie dies beispielhaft in der 1 dargestellt ist, seitens der technischen Einrichtung 10 durchzuführende Verfahrensschritte mittels einer auf der Steuerungseinrichtung 14 ausgeführten Software ausgeführt werden, die insbesondere die Funktionalität eines Gateways aufweisen kann. Alternativ und/oder ergänzen kann, wie dies beispielhaft in der 2 dargestellt ist, die technische Einrichtung 10 einen mit der Steuerungseinrichtung 14 verbundenen Computer 22 aufweisen, wobei seitens der technischen Einrichtung 10 durchzuführende Verfahrensschritte mittels einer auf dem Computer 22 ausgeführten Software, die insbesondere die Funktionalität eines Gateways aufweist, durchgeführt werden.
Das Verfahren ermöglicht die Bereitstellung eines Datenzugriffs auf die technische Einrichtung 10, indem es eine Zugriffsmöglichkeit für den Zugriff durch Dritte 24 auf Daten des digitalen Zwillings 20, die durch den digitalen Zwilling 20 repräsentierte Softwarebestandteile der technischen Einrichtung 10 betreffen, bereitstellt. Bei den Dritten 24 kann es sich um Computer und/oder deren Nutzer handeln, die mittels eines Netzwerks 26, bei dem es sich um das Internet handeln kann, mit der Datenverarbeitungseinrichtung 16 und über diese mit dem digitalen Zwilling 20 verbunden sind.
Die in der vorliegenden Beschreibung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Sie kann im Rahmen der Ansprüche und unter Berücksichtigung der Kenntnisse des zuständigen Fachmanns variiert werden.
Bezugszeichenliste

10: technische Einrichtung
12: Antriebssystem
14: Steuerungseinrichtung
16: Datenverarbeitungseinrichtung
18: Netzwerk
20: digitaler Zwilling
22: Computer
24: Dritter

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

ISO/IEC 11578:1996 [0012]
ISO/IEC 9834-8:2005 [0012]

Claims

Verfahren zum Bereitstellen eines Datenzugriffs auf eine technische Einrichtung (10), insbesondere eine Maschine und/oder Anlage, wobei die technische Einrichtung (10) mittels einer Datenübertragungsschnittstelle über ein Netzwerk (18) mit einer Datenverarbeitungseinrichtung (16) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Datenverarbeitungseinrichtung (16) ein digitaler Zwilling (20) der technischen Einrichtung (10) bereitgestellt wird, wobei der digitale Zwilling (20) veränderbare Softwarebestandteile der technischen Einrichtung (10) repräsentiert, wobei dem digitalen Zwilling (20) und/oder der technischen Einrichtung (10) eine für den digitalen Zwilling (20) und/oder die technische Einrichtung (10) spezifische UUID zugewiesen wird, wobei über das Netzwerk (18) mittels der UUID eine Kommunikation zwischen dem digitalen Zwilling (20) und der technischen Einrichtung (10) ermöglicht wird, wobei die Datenverarbeitungseinrichtung (16) eine Zugriffsmöglichkeit für den Zugriff durch Dritte (24) auf Daten des digitalen Zwillings (20), die durch den digitalen Zwilling (20) repräsentierte Softwarebestandteile der technischen Einrichtung (10) betreffen, bereitstellt, insbesondere wobei die bereitgestellte Zugriffsmöglichkeit dem Dritten (24) das Ändern der Daten des digitalen Zwillings (20) ermöglicht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem digitalen Zwilling (20) und der technischen Einrichtung (10) jeweils eine spezifische UUID zugewiesen wird und beide UUIDs einander, insbesondere durch die Datenverarbeitungseinrichtung (16), zugeordnet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der technischen Einrichtung (10) eine für diese spezifische UUID zugewiesen wird und diese UUID ebenfalls dem digitalen Zwilling (20) als für diesen spezifische UUID, insbesondere durch die Datenverarbeitungseinrichtung (16), zugewiesen wird.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die repräsentierten Softwarebestandteile der technischen Einrichtung (10), insbesondere automatisiert durch die technische Einrichtung (10), an Änderungen der Daten des digitalen Zwillings (20) angepasst werden.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die für die technische Einrichtung (10) spezifische UUID durch und/oder für die technische Einrichtung (10) erzeugt und über das Netzwerk an die Datenverarbeitungseinrichtung (16) übermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die für die technische Einrichtung (10) spezifische UUID, insbesondere automatisiert, bei der ersten Inbetriebnahme der technischen Einrichtung (10) erzeugt und über das Netzwerk (18) an die Datenverarbeitungseinrichtung (16) übermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung des digitalen Zwillings (20), insbesondere automatisiert, durch die Datenverarbeitungseinrichtung (16) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, insbesondere im Rahmen der ersten Inbetriebnahme der technischen Einrichtung (10), Daten betreffend die technische Einrichtung (10) an die Datenverarbeitungseinrichtung (16) übertragen werden, die die technische Einrichtung (10), insbesondere die repräsentierten Softwarebestandteile der technischen Einrichtung (10), betreffen und zur Erzeugung des digitalen Zwillings (20) genutzt werden.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikation zwischen dem digitalen Zwilling (20) und der technischen Einrichtung (10) über einen Message Broker erfolgt, insbesondere wobei durch den Message Broker eine der für die technische Einrichtung (10) spezifischen und/oder der für den digitalen Zwilling (20) spezifischen UUID zugeordnete Messagequeue verwaltet wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Messagequeue bei einer Änderung der Daten des der für die technische Einrichtung (10) spezifischen und/oder der für den digitalen Zwilling (20) spezifischen UUID zugeordneten digitalen Zwillings (20), insbesondere nach einer Freigabe durch einen Nutzer, eine die Änderung dieser Daten betreffende Message eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten in der Messagequeue durch die technische Einrichtung (10) abgerufen werden, wobei der Abruf der Daten eine Identifizierung der technischen Einrichtung (10) über die für die technische Einrichtung (10) spezifische UUID erfordert.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die technischen Einrichtung (10) das Vorliegen einer Verbindung zur Datenverarbeitungseinrichtung (16) über das Netzwerk (18), insbesondere automatisiert, geprüft wird und bei Vorliegen der Netzwerkverbindung ein automatisierter Abruf der Messages durch die technische Einrichtung (10) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die technische Einrichtung (10) eine Steuerungseinrichtung (14) aufweist und insbesondere einen mit der Steuerungseinrichtung (14) verbundenen Computer (22) aufweist, wobei seitens der technischen Einrichtung durchzuführende Verfahrensschritte mittels einer auf der Steuerungseinrichtung (14) und/oder dem Computer (22) ausgeführten Software ausgeführt werden, insbesondere wobei die Software die Funktionalität eines Gateways aufweist.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Datenverarbeitungseinrichtung (16) um ein Cloud-Computing-System handelt.
Technische Einrichtung (10), insbesondere Maschine oder Anlage, insbesondere wobei die technische Einrichtung (10) ein elektrisches Antriebssystem (12) aufweist, mit einer Steuerungseinrichtung (14), insbesondere zur Steuerung des elektrischen Antriebssystems (12), und insbesondere einem mit der Steuerungseinrichtung (14) verbundenen Computer (22), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (14) und/oder der Computer (22) dazu ausgebildet und/oder eingerichtet ist, sich zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der vorigen Ansprüche mit einem Netzwerk (18) zu verbinden und die seitens der technischen Einrichtung (10) durchzuführenden Verfahrensschritte durchzuführen.