Seminar ThingsBoard CE/PE – Datenmodell, Digital Twins und Entity Relations

Das Seminar entwickelt ein tragfähiges IoT-Datenmodell von der realen Anlage bis zum digitalen Abbild. Devices, Assets, Customers, Profile, Attribute, Telemetrie, Beziehungen, Hierarchien, Metadaten, Zustände und Lebenszyklen werden so strukturiert, dass Rule Engine, Dashboards, Alarme und Integrationen darauf zuverlässig aufbauen können.

Inhaltsverzeichnis

• Lernziele und fachliche Einordnung.
• Schrittweise Seminarinhalte.
• Praxisübungen und Laborszenarien.
• Zielgruppe und Voraussetzungen.
• Didaktik und Arbeitsweise.

Lernziele

• Reale Objekte, Verantwortlichkeiten und Datenflüsse in geeignete Plattformentitäten überführen.
• Telemetrie, Attribute, Metadaten und Ereignisse fachlich sauber voneinander abgrenzen.
• Hierarchien und Beziehungen für Navigation, Berechtigungen und Verarbeitung modellieren.
• Digital-Twin-Zustände, Stammdaten und Lebenszyklen konsistent pflegen.
• Datenmodelländerungen durch Konventionen, Tests und Governance kontrollieren.

Schrittweise Seminarinhalte

1. Domänenanalyse und Modellierungsziele

Schwerpunkt: Anlagen, Standorte, Komponenten, Sensoren, Aktoren, Organisationen, Verantwortlichkeiten, Identifikatoren, Lebenszyklen und Abfragebedarfe.

1. Ausgangslage, Schutzbedarf, technische Randbedingungen und Abnahmekriterien für den Themenblock „Domänenanalyse und Modellierungsziele“ erfassen.
2. Relevante Komponenten, Entitäten, Rollen, Schnittstellen und Abhängigkeiten anhand von Anlagen, Standorte, Komponenten, Sensoren, Aktoren, Organisationen, Verantwortlichkeiten, Identifikatoren, Lebenszyklen und Abfragebedarfe modellieren.
3. Die erforderliche Konfiguration oder Prozessfolge in einer kontrollierten Laborumgebung schrittweise umsetzen und jeden Zwischenstand protokollieren.
4. Funktion, Berechtigungen, Datenfluss, Protokollierung, Fehlerverhalten und Grenzfälle mit definierten Positiv- und Negativtests prüfen.
5. Als Arbeitsergebnis ein abgestimmtes fachliches Domänenmodell dokumentieren, fachlich abnehmen und in einen wiederholbaren Betriebs- oder Entwicklungsstandard überführen.

2. Devices, Assets, Customers und Profile

Schwerpunkt: Entitätstypen, technische und fachliche Abgrenzung, Device Profiles, Asset Profiles, Customer-Zuordnung, Ownership und Vorlagen.

1. Ausgangslage, Schutzbedarf, technische Randbedingungen und Abnahmekriterien für den Themenblock „Devices, Assets, Customers und Profile“ erfassen.
2. Relevante Komponenten, Entitäten, Rollen, Schnittstellen und Abhängigkeiten anhand von Entitätstypen, technische und fachliche Abgrenzung, Device Profiles, Asset Profiles, Customer-Zuordnung, Ownership und Vorlagen modellieren.
3. Die erforderliche Konfiguration oder Prozessfolge in einer kontrollierten Laborumgebung schrittweise umsetzen und jeden Zwischenstand protokollieren.
4. Funktion, Berechtigungen, Datenfluss, Protokollierung, Fehlerverhalten und Grenzfälle mit definierten Positiv- und Negativtests prüfen.
5. Als Arbeitsergebnis eine konsistente Entitätentyp- und Profilstruktur dokumentieren, fachlich abnehmen und in einen wiederholbaren Betriebs- oder Entwicklungsstandard überführen.

3. Telemetrie, Attribute und Metadaten

Schwerpunkt: Zeitreihen, Client Attributes, Shared Attributes, Server Attributes, Scope, Datentypen, Einheiten, Qualitätskennzeichen und Änderungsverantwortung.

1. Ausgangslage, Schutzbedarf, technische Randbedingungen und Abnahmekriterien für den Themenblock „Telemetrie, Attribute und Metadaten“ erfassen.
2. Relevante Komponenten, Entitäten, Rollen, Schnittstellen und Abhängigkeiten anhand von Zeitreihen, Client Attributes, Shared Attributes, Server Attributes, Scope, Datentypen, Einheiten, Qualitätskennzeichen und Änderungsverantwortung modellieren.
3. Die erforderliche Konfiguration oder Prozessfolge in einer kontrollierten Laborumgebung schrittweise umsetzen und jeden Zwischenstand protokollieren.
4. Funktion, Berechtigungen, Datenfluss, Protokollierung, Fehlerverhalten und Grenzfälle mit definierten Positiv- und Negativtests prüfen.
5. Als Arbeitsergebnis einen verbindlichen Daten- und Attributkatalog dokumentieren, fachlich abnehmen und in einen wiederholbaren Betriebs- oder Entwicklungsstandard überführen.

4. Entity Relations und Hierarchien

Schwerpunkt: Relation Types, From und To, gerichtete Graphen, Standort- und Anlagenbaum, Mehrfachzuordnung, zyklische Beziehungen und Relation Queries.

1. Ausgangslage, Schutzbedarf, technische Randbedingungen und Abnahmekriterien für den Themenblock „Entity Relations und Hierarchien“ erfassen.
2. Relevante Komponenten, Entitäten, Rollen, Schnittstellen und Abhängigkeiten anhand von Relation Types, From und To, gerichtete Graphen, Standort- und Anlagenbaum, Mehrfachzuordnung, zyklische Beziehungen und Relation Queries modellieren.
3. Die erforderliche Konfiguration oder Prozessfolge in einer kontrollierten Laborumgebung schrittweise umsetzen und jeden Zwischenstand protokollieren.
4. Funktion, Berechtigungen, Datenfluss, Protokollierung, Fehlerverhalten und Grenzfälle mit definierten Positiv- und Negativtests prüfen.
5. Als Arbeitsergebnis ein abfragbares Beziehungs- und Hierarchiemodell dokumentieren, fachlich abnehmen und in einen wiederholbaren Betriebs- oder Entwicklungsstandard überführen.

5. Digital-Twin-Zustände und Synchronisation

Schwerpunkt: Soll- und Ist-Zustand, Konfiguration, zuletzt bekannter Wert, Befehlsstatus, Shadow-Muster, Synchronisationskonflikte und Zeitbezug.

1. Ausgangslage, Schutzbedarf, technische Randbedingungen und Abnahmekriterien für den Themenblock „Digital-Twin-Zustände und Synchronisation“ erfassen.
2. Relevante Komponenten, Entitäten, Rollen, Schnittstellen und Abhängigkeiten anhand von Soll- und Ist-Zustand, Konfiguration, zuletzt bekannter Wert, Befehlsstatus, Shadow-Muster, Synchronisationskonflikte und Zeitbezug modellieren.
3. Die erforderliche Konfiguration oder Prozessfolge in einer kontrollierten Laborumgebung schrittweise umsetzen und jeden Zwischenstand protokollieren.
4. Funktion, Berechtigungen, Datenfluss, Protokollierung, Fehlerverhalten und Grenzfälle mit definierten Positiv- und Negativtests prüfen.
5. Als Arbeitsergebnis ein nachvollziehbares Zustandsmodell für digitale Abbilder dokumentieren, fachlich abnehmen und in einen wiederholbaren Betriebs- oder Entwicklungsstandard überführen.

6. Namenskonventionen und Identitätsmanagement

Schwerpunkt: eindeutige IDs, externe Schlüssel, Seriennummern, Labels, Tags, Umbenennung, Dubletten, Import, Zusammenführung und Deprovisionierung.

1. Ausgangslage, Schutzbedarf, technische Randbedingungen und Abnahmekriterien für den Themenblock „Namenskonventionen und Identitätsmanagement“ erfassen.
2. Relevante Komponenten, Entitäten, Rollen, Schnittstellen und Abhängigkeiten anhand von eindeutige IDs, externe Schlüssel, Seriennummern, Labels, Tags, Umbenennung, Dubletten, Import, Zusammenführung und Deprovisionierung modellieren.
3. Die erforderliche Konfiguration oder Prozessfolge in einer kontrollierten Laborumgebung schrittweise umsetzen und jeden Zwischenstand protokollieren.
4. Funktion, Berechtigungen, Datenfluss, Protokollierung, Fehlerverhalten und Grenzfälle mit definierten Positiv- und Negativtests prüfen.
5. Als Arbeitsergebnis einen kontrollierten Identitäts- und Benennungsstandard dokumentieren, fachlich abnehmen und in einen wiederholbaren Betriebs- oder Entwicklungsstandard überführen.

7. Governance, Test und Modellmigration

Schwerpunkt: Modellverantwortung, Versionierung, Abwärtskompatibilität, Testdaten, Relationsprüfung, Datenqualität, Änderungsfreigabe und Migrationsskripte.

1. Ausgangslage, Schutzbedarf, technische Randbedingungen und Abnahmekriterien für den Themenblock „Governance, Test und Modellmigration“ erfassen.
2. Relevante Komponenten, Entitäten, Rollen, Schnittstellen und Abhängigkeiten anhand von Modellverantwortung, Versionierung, Abwärtskompatibilität, Testdaten, Relationsprüfung, Datenqualität, Änderungsfreigabe und Migrationsskripte modellieren.
3. Die erforderliche Konfiguration oder Prozessfolge in einer kontrollierten Laborumgebung schrittweise umsetzen und jeden Zwischenstand protokollieren.
4. Funktion, Berechtigungen, Datenfluss, Protokollierung, Fehlerverhalten und Grenzfälle mit definierten Positiv- und Negativtests prüfen.
5. Als Arbeitsergebnis einen wiederholbaren Governance- und Migrationsprozess für Datenmodelle dokumentieren, fachlich abnehmen und in einen wiederholbaren Betriebs- oder Entwicklungsstandard überführen.

Praxisübungen und Laborszenarien

• Modellierung eines mehrstufigen Standorts mit Anlagen, Geräten und Sensoren.
• Aufbau eines Attribut- und Telemetriekatalogs einschließlich Datentypen und Einheiten.
• Konfiguration und Test einer Relation Query für Dashboard und Rule Engine.
• Planung einer Modelländerung mit Datenmigration und Rückwärtskompatibilität.

Zielgruppe und Voraussetzungen

Zielgruppe: IoT-Architektur, Solution Design, Datenmodellierung, Plattformentwicklung, Dashboard- und Rule-Engine-Teams.

Voraussetzungen: Grundkenntnisse in IoT-Domänenmodellen, Datenstrukturen und ThingsBoard-Grundlagen.

Didaktik und Arbeitsweise

Kurze Fachimpulse werden unmittelbar durch Demonstrationen, strukturierte Konfigurationsschritte, praktische Übungen und kontrollierte Fehlerfälle vertieft. Jede Übung verwendet definierte Ausgangswerte, Prüfpunkte und Dokumentationsanforderungen. Dadurch entstehen nachvollziehbare Abläufe, die sich auf Entwicklungs-, Test- und Produktionsumgebungen übertragen lassen.