Interoperabilitet i smart industri

2019-09-26

Den så kallade fjärde industriella revolutionen förväntas omvandla våra ekonomier. Att integrera det digitala är den nya vägen framåt, också för tillverkningsindustrin. Så heter det från många håll i världen.

Världen över är olika organisationer och konsortier aktiva på olika sätt. När olika diskussioner och koncept växer fram och etableras, växer oron för att olika utvecklingar inte kommer att passa ihop, att interoperabilitet inte kommer att uppnås och att de förväntade synergierna och effektivitetsökningarna inte kommer att inträffa.

För att förankra olika diskussioner och koncept, föreslås nu från Tyskland ett internationellt standardiseringsprojekt som har utsikter att bli centralt i sammanhanget. Det gäller något som kallas ”asset administration shell” (AAS), alltså administrationsskalet eller förvaltningsskalet. Förslaget är grundat på ett tysk-fransk-italienskt arbete.

Ett administrationsskal låter inte spännande, men det som menas är en standardiserad digital representation av en tillgång (”asset”) som ger åtkomst till information om tillgången och till dess funktioner. Tillgången och dess administrationsskal bildar tillsammans en ”smart komponent” som kan representera en typ av tillgång (t ex en motor) eller en förekomst (en viss motor). Detta ger en grund för interoperabilitet mellan olika applikationer och för att man ska kunna bygga en digital representation av systemet (digital tvilling).

Planen är att den här standarden ska vara den första delen i en serie, där andra delar närmare ska beskriva skalets struktur, tillhörande informationsmodeller, definition av tjänster och gränssnitt, säkerhetsaspekter och kommunikationsspråk.

Användningen av AAS bygger på att det innehåller ett register över den information och de funktioner som tillgången har, sett från intressentens perspektiv, och att det ger säker åtkomst till dem. Detta beskrivs närmare i ett diskussionspapper ”Usage View of Asset Administration Shell” som det tyska näringsdepartementet (BMWi) gett ut och som är framtaget i ett samarbete mellan tyska och japanska organisationer, bl a tyska VDI/VDE-GMA och det japanska Robot Revolution & Industrial IoT Initiative. Där skissas också bakgrunden till projektet.

En mer ingående beskrivning ges i ”Details of the Asset Administration Shell”, också den utgiven av BMWi. Där beskrivs också kopplingen till existerande internationella standarder och diskuteras behovet av nya.

Förslaget betonar ett synsätt som utgår från tillgångarna (”asset-orientation”). En sådan tillgång har ett värde för intressenten, som äger tillgången eller kan få information om dess funktion. En tillgång kan därför ha olika administrationsskal, AAS, t ex ett under konstruktionsfasen och ett efter leverans.

Perspektivet från användningen av en tillgång är hämtat från IIOT, the Industrial Internet Of Things consortium. Den grundläggande enheten för ett arbete är ett uppdrag (”task”) som utförs av en part som tar på sig en roll. En roll är en uppsättning förmågor hos en enhet (”entity”) att påbörja och delta i genomförandet av – åtminstone några – uppgifter eller funktioner som krävs av en aktivitet. En part är en agent, alltså någon som handlar och som har autonomi, intresse och ansvar för att uppgiften utförs. Parten kan vara mänsklig eller maskinell/automatisk. En aktivitet är en specificerad samordning av uppgifter som erfordras för en väldefinierad användning av ett system. Skalet kan därför innehålla delmodeller som samlar de egenskaper som hänger samman med ett visst syfte, t ex energieffektivitet eller positionering.

De informationsbärande dataelementen förutsätts vara uppbyggda enligt de erkända internationella standarderna IEC 61360-1 och ISO 13584-42, i Sverige SS-EN 61360-1 respektive SS-ISO 13584-42. Förslaget har en bilaga som presenterar sambandet med några relevanta internationella standarder som det bygger på. Förutom IEC 61360-1 beskrivs också IEC 62714 (AutomationML, i Sverige SS-EN 62714), IEC 62541 (OPC-UA, i Sverige SS-EN 62541) och IEC 62832 (Digital factory framework).

Förslaget, Asset administration shell for industrial applications – Part 1: Administration shell structure, har beteckningen 65/761/NP och kan beställas från SEK Svensk Elstandard fram till 2019-11-08 som är sista dag för röstning. Om det startas, ska projektet drivas i den teknisk kommittén IEC TC 65, Industrial-process measurement, control and automation, inom den internationella standardiseringsorganisationen IEC. Några kända standarder från IEC TC 65 är IEC 61131 och ”SIL-standarden” IEC 61508.

Svenska företag och högskolor är välkomna att delta och bidra i samarbetet genom motsvarande SEK TK 65, Industriell processtyrning, inom SEK Svensk Elstandard, svensk medlem i IEC sedan 1907 och en av de tre svenska standardiseringsorganisationerna. Internationella standarder som tas fram inom IEC brukar också antas som europeisk standard och fastställas som svensk standard.

Aktuella projekt i IEC TC 65 är bland andra IEC/IEEE 60802 för TSN (Time sensitive Networking) och en revision av IEC 62682 för larmsystem och larmhantering i processindustrier. Arbete med utvecklad modell för ”Industri 4.0” pågår i en arbetsgrupp som är gemensam för IEC TC 65, Industrial-process measurement, control and automation, och ISO TC 184, Automation systems and integration.