Seminar Cofinity-X – Datenmodellierung mit AAS, Submodels und Digital Twins

Interoperabilität entsteht nicht durch den bloßen Transport einer JSON-Datei. Asset-Identität, semantische Bedeutung, Versionierung, Auffindbarkeit und Zugriffsregeln müssen zusammenpassen.

Das Seminar entwickelt einen digitalen Zwilling schrittweise von der fachlichen Objektdefinition bis zum kontrollierten Abruf durch einen Datenraumteilnehmer.

Inhaltsübersicht

• Zielsetzung
• Zielgruppe
• Voraussetzungen
• Schritt 1: Asset und Lebenszyklus abgrenzen
• Schritt 2: AAS-Grundstruktur modellieren
• Schritt 3: Semantische Kennungen zuordnen
• Schritt 4: Submodel fachlich entwerfen
• Schritt 5: JSON-Repräsentation erzeugen und validieren
• Schritt 6: Digital Twin Registry verwenden
• Schritt 7: Submodel Server anbinden
• Schritt 8: EDC-Asset und Datenadresse definieren
• Schritt 9: Zugriff und Policies festlegen
• Schritt 10: Ende-zu-Ende-Abruf testen
• Schritt 11: Versionierung und Änderungsmanagement organisieren
• Praxisübungen
• Arbeitsweise

Zielsetzung

Ziel ist die Fähigkeit, ein fachliches Asset in ein valides Submodel zu überführen, im Digital Twin Registry auffindbar zu machen, über einen Submodel Server bereitzustellen und als EDC-Angebot kontrolliert zu veröffentlichen.

Zielgruppe

Datenarchitektur, Softwareentwicklung, Integration, Digital-Twin-Verantwortliche, OT/IT-Schnittstellen, Product Owner und technische Projektleitung.

Voraussetzungen

Grundkenntnisse in JSON, APIs und Datenmodellierung. Grundlagen zu EDC oder Datenräumen sind hilfreich.

Seminarinhalte

Schritt 1: Asset und Lebenszyklus abgrenzen

Produkt, Charge, Einzelteil, Anlage oder Dokument werden als fachliches Asset eindeutig definiert. Identifikatoren, Lebenszyklusphasen, Eigentümer und Datenquellen werden festgelegt.

Schritt 2: AAS-Grundstruktur modellieren

Asset Administration Shell, Asset Information, Submodel-Verweise und Identifikationskonzept werden aufgebaut. Globale und lokale Kennungen werden nach ihrem Geltungsbereich unterschieden.

Schritt 3: Semantische Kennungen zuordnen

Eigenschaften erhalten eindeutige Bedeutungen und Datentypen. Einheiten, Kardinalitäten, Pflichtfelder und zulässige Werte werden so dokumentiert, dass verschiedene Systeme dieselben Inhalte interpretieren.

Schritt 4: Submodel fachlich entwerfen

Ein Use Case wird in logisch zusammengehörige Submodel-Elemente zerlegt. Listen, Collections, Dateien, Beziehungen und Zeitbezüge werden passend zum Informationsbedarf gewählt.

Schritt 5: JSON-Repräsentation erzeugen und validieren

Das Modell wird in eine maschinenlesbare Struktur überführt. Schemafehler, fehlende Kennungen, falsche Datentypen und inkonsistente Einheiten werden mit reproduzierbaren Validierungsregeln erkannt.

Schritt 6: Digital Twin Registry verwenden

Der digitale Zwilling wird registriert und mit geeigneten Descriptoren beschrieben. Auffindbarkeit, Identifikationsschlüssel und Verweise auf Submodel-Endpunkte werden getestet.

Schritt 7: Submodel Server anbinden

Submodel-Daten werden bereitgestellt, aktualisiert und versioniert. Authentisierung, Pfadstruktur, Rückgabecodes und Trennung von Metadaten und Nutzdaten werden berücksichtigt.

Schritt 8: EDC-Asset und Datenadresse definieren

Das Submodel oder der zugehörige Endpunkt wird als EDC-Asset beschrieben. Datenadresse, Eigenschaften, Richtlinie und Vertragsdefinition werden konsistent miteinander verknüpft.

Schritt 9: Zugriff und Policies festlegen

Partnerkreis, Zweck, Laufzeit und technische Voraussetzungen werden in Regeln überführt. Die Datenbereitstellung wird auf das notwendige Submodel und die zulässige Nutzung begrenzt.

Schritt 10: Ende-zu-Ende-Abruf testen

Consumer-Suche, Vertragsverhandlung, Transfer und Submodel-Abruf werden als zusammenhängender Test ausgeführt. Fehler in Registry, Connector, Policy oder Backend werden anhand ihrer Symptome lokalisiert.

Schritt 11: Versionierung und Änderungsmanagement organisieren

Modellversion, Datenversion und technische Schnittstellenversion werden getrennt verwaltet. Abwärtskompatibilität, Übergangsfristen und Verbraucherinformation werden geplant.

Praxisübungen

• Modellieren eines Produkt- oder Anlagenassets mit eindeutigen Kennungen
• Erstellen und Validieren eines Submodels in JSON
• Registrieren eines digitalen Zwillings und Prüfen der Auffindbarkeit
• Verknüpfen von Submodel Server und EDC-Angebot in einem Ende-zu-Ende-Test

Arbeitsweise

Fachvortrag, Demonstrationen, moderierte Architekturarbeit und praktische Übungen in einer Schulungsumgebung. Die Übungen werden mit Checklisten, Testfällen und nachvollziehbaren Zwischenergebnissen dokumentiert.