Der Digitale Zwilling (Digital Twin) hat sich als Schlüsseltechnologie der Industrie 4.0 und des Asset Managements etabliert. Er ist eine virtuelle Repräsentation eines physischen Objekts, Prozesses oder Systems, die in Echtzeit Daten austauscht und so Überwachung, Simulation und vorausschauende Wartung ermöglicht. Doch die Effektivität eines Digitalen Zwillings steht und fällt mit der Qualität und Verfügbarkeit seiner Daten – und hier kommt das File-basierte Metadaten-Management ins Spiel.
🧭 Die Rolle von Metadaten im Digitalen Zwilling
Ein Digitaler Zwilling besteht nicht nur aus Live-Sensorikdaten, sondern auch aus umfassenden Beschreibungsdaten(Metadaten) über das zugrunde liegende Asset. Diese Metadaten umfassen eine breite Palette an Informationen:
Technische Metadaten: Dateiformat, Erstellungsdatum, Dateigröße, Speicherort.
Deskriptive Metadaten: Modellnummer, Hersteller, Wartungsanleitungen, Dokumentenart.
Administrative Metadaten: Eigentümer, Zugriffsrechte, Richtlinien zur Datenaufbewahrung.
Diese „Daten über Daten“ sind entscheidend, um die Datenlandschaft übersichtlicher zu gestalten, die Herkunft (Data Lineage) nachzuverfolgen und vor allem, um die virtuellen Abbilder von Maschinen und Anlagen effizient zu identifizieren, verstehen und verwalten. Ohne konsistente und standardisierte Metadaten drohen Datensilos, Inkonsistenzen und ein massiver Aufwand bei der Erstellung und Wartung der Zwillinge.
🛠️ File-basierte Metadaten-Management-Tools
Der Begriff „File-basiert“ (Dateibasiert) bezieht sich in diesem Kontext auf Tools und Methoden, die Metadaten direkt in Dateien (oder in eng damit verknüpften, dateibasierten Strukturen) speichern, verwalten und bearbeiten, im Gegensatz zu zentralen, relationalen Datenbanken oder Data Warehouses.
In der Praxis vieler Digitaler-Zwilling-Projekte werden oft noch Dateien wie CAD-Modelle, Bedienungsanleitungen, Simulationsergebnisse und Prüfprotokolle verwendet. Tools für das File-basierte Metadaten-Management helfen dabei, diese heterogenen Datenströme zu bündeln und die zugehörigen Metadaten zu standardisieren.
Schlüsselfunktionen File-basierter Tools:
Extraktion und Anreicherung: Tools wie ExifTool oder MediaInfo (häufig als Basis für Open-Source-Lösungen genutzt) können Metadaten automatisch aus existierenden Dateien (z. B. technische Spezifikationen aus einem Prüfprotokoll-PDF oder Kamera-Eigenschaften aus einem Bild) extrahieren. Erweiterte Software ermöglicht die manuelle oder automatisierte Anreicherung mit Business-Metadaten (z. B. Zuordnung zur korrekten Anlagen-ID).
Standardisierung und Validierung: Sie ermöglichen es, Regeln für die Metadaten-Qualität festzulegen (z. B. ein bestimmtes Datumsformat oder das Vorhandensein spezifischer Pflichtfelder). Dies ist essenziell, um die Datenqualität zu gewährleisten, bevor Daten in den Digitalen Zwilling einfließen.
Wiederverwendbarkeit: Ein dateibasierter Ansatz kann die Wiederverwendung von Komponenten vereinfachen, indem man auf Zwillingstypen als vorgefertigte Template-Files zurückgreift. Dies reduziert den Erstellungsaufwand und minimiert Inkonsistenzen bei Änderungen. Ein Tool, das diese Dateistrukturen zentral verwaltet, gewährleistet, dass alle Instanzen eines Zwillingstyps die gleichen, korrekten Metadaten-Vorlagen nutzen.
🔗 Die Verwaltungsschale (Asset Administration Shell – AAS) als Standard
Die Herausforderung im Digitalen Zwilling ist die Interoperabilität über Unternehmens- und Branchengrenzen hinweg. Eine reine File-basierte Verwaltung ohne Standardisierung führt schnell wieder zu Insellösungen. Hier setzt die Asset Administration Shell (AAS), auf Deutsch auch Verwaltungsschale genannt, an.
Die AAS ist der vom VDMA und der IDTA (Industrial Digital Twin Association) vorangetriebene Standard. Sie fungiert als standardisierte Schnittstelle und digitaler Container für alle Informationen eines Assets entlang seines Lebenszyklus. Zwar ist die AAS selbst kein rein File-basiertes Tool, aber sie adressiert das Kernproblem des Metadaten-Managements. Die AAS stellt sicher, dass alle relevanten Daten und Dokumente (unabhängig davon, ob sie physisch als Dateien oder in Datenbanken gespeichert sind) in einer einheitlichen, genormten Sprache angesprochen und ausgetauscht werden können.
Tools im Ökosystem des Digitalen Zwillings müssen daher in der Lage sein, die dateibasierten Metadaten zu erfassen, zu harmonisieren und in die standardisierte Struktur der AAS zu transformieren.
🚀 Fazit
File-basierte Metadaten-Management-Tools sind die Grundlage für eine saubere Datenbasis im Digitalen Zwilling. Sie sorgen für die Konsistenz der Metadaten in den Rohdatenbeständen und Dokumenten, aus denen der Zwilling gespeist wird. Ihr Mehrwert liegt in der Automatisierung der Metadaten-Pflege, was die Auffindbarkeit und Usability der Daten massiv verbessert. Im Zusammenspiel mit offenen Standards wie der AAS wird das Metadaten-Management vom reinen Verwaltungsprozess zur strategischen Säule für die Effizienzsteigerung und Zukunftsfähigkeit in der vernetzten Industrieproduktion.
Möchten Sie mehr darüber erfahren, wie sich Metadaten-Management-Tools in eine Data-Governance-Strategie einbetten lassen?
Ein Video, das die Einführung in das Metadaten-Management beleuchtet, finden Sie hier: Introduction to Metadata Management. Es erklärt die grundlegenden Konzepte und Ziele des Metadaten-Managements.