Ny standard grund för interoperabilitet och digitala tvillingar

2021-01-27
Månadens standard januari 2021

I den nya internationella standarden IEC 62832 som nu fastställts som svensk standard SS-EN IEC 62832, definieras en referensmodell för den digitala fabriken. Därmed ges ett ramverk för att lägga fast och underhålla en digital representation av produktionssystem, inklusive de delar som ingår och relationerna mellan delarna och utbytet av information om dem. Syftet med ramverket är, att minska hindren för interoperabilitet vid de informationsutbyten som hänger samman med olika aktiviteter i produktionssystemet.

Genom att all information som rör produktionssystemet beskrivs på ett standardiserat sätt, kan den användas och modifieras under hela livscykeln. Effektivt utbyte av data mellan och inuti företag kan bara ske om informationens syntax (format) och semantik (betydelse) har lagts fast och används på ett sätt som är både enhetligt och gemensamt. Därför utgår IEC 62832 från internationella standarder för dataelement, som även antagits som europeisk och svensk standard.

Thomas Hadlich på Rockwell i Tyskland har varit projektledare för den nya standarden i IEC. Han vill peka på två grundläggande teman som hänger ihop: digitalisering och ”smart tillverkning”.

- Med digitaliseringen är det huvudsakliga målet att utforma information och dokument så, att de kan bearbetas i datorer. Den digitaliserade informationen kan sedan användas i olika tillämpningar för att automatisera eller effektivisera bearbetningen, säger Thomas Hadlich.

- IEC 62832 – Digital Factory – beskriver hur information som baseras på databaser med produktklasser (till exempel IEC CDD eller eOTD) kan representeras och användas för planering av produktionssystem. Informationen tillhandahålls för enskilda komponenter, för sammansatta komponenter eller för hela produktionsanläggningen.

Målet med ”smart tillverkning” är att produktionssystemen ska vara enklare och snabbare att planera, konfigurera, driva och ändra. Digitala tvillingar ses som en lösning på detta. En digital tvilling är en representation av tillgångarna i ett produktionssystem, eller av produktionssystemet självt. Thomas Hadlich förklarar:

- För att representera en tillgång, behöver man en digital beskrivning av tillgången och andra saker (t ex artefakter för simulering av tillgången, 3D-framställning).

- Då den digitala fabriken, IEC 62832, redan erbjuder en lösning för att beskriva komponenter, säger han vidare, kan den användas för att ge en beskrivning av tillgången inom ramen för den digitala tvillingen. För att kunna tillhandahålla en bra digital tvilling, måste sedan också andra element finnas tillhands, t ex ett standardiserat API, information för simuleringen, artefakter för integrering i processtyrningen osv. Dataelement enligt IEC 62832 kan användas för att tillhandahålla sådana artefakter (t ex som länk eller som binärobjekt), men sådana dataelement måste då först definieras.

Som de flesta andra IEC-standarder har IEC 62832, Digital factory framework, även antagits som europeisk standard, EN. Det ger den bland annat en särställning vid offentlig upphandling. I januari 2021 har den också fastställts som svensk standard SS-EN IEC 62832. Standarden består av tre delar.

I SS-EN IEC 62832-1 definieras principerna för ramverket för den digitala fabriken i form av en uppsättning modellelement och regler för modellering av produktionssystem. Den bygger vidare på en teknisk specifikation från 2016, med samma nummer. En introduktion finns i de inledande avsnitten som man kan läsa i preview här.

Närmare beskrivningar av modellelementen ges i SS-EN IEC 62832-2, se preview här. Den innehåller även en mappning till IEC 61360, ISO 13584-42 och ISO 22745. I SS-EN IEC 62832-3 specificeras sedan regler för hur ramverket för den digitala fabriken används, till exempel för att representera ett produktionssystem eller en tillgång (asset), se preview här. Dessa regler är grunden för datautbyte mellan olika aktörer. I en bilaga visas hur mappning kan ske till AutomationML (SS-EN IEC 62714), läs om den här och till OPC-UA (SS-EN IEC 62541), läs om den här.

De internationella standarderna IEC 61360-1, IEC 61360-2 och ISO 13584-42 specificerar principer för hur man definierar egenskaper för tekniska komponenter och produkter och hur man med hjälp av dataelement representerar sådant som normalt beskrivs med ord. De tre nämnda standarderna har fastställts som svensk standard (SS) och de båda IEC-standarderna även som europeisk standard (EN).

IEC har också tagit fram den öppna databasen IEC CDD (IEC Common Data Dictionary. Den innehåller referenssamlingen med klasser och tillhörande egenskaper och bygger på IEC 61360. På IEC 61360 bygger även bland annat den omfattande databasen ECLASS (tidigare eCl@ss) med mer än 45000 produktklasser.

Datamodellen i IEC 61360-1 och ISO 13584-42 används i andra standarder för att skapa egenskapslistor (LOP) för olika komponentslag, som för processtyrningsutrustning i IEC 61987. Samma datamodell används även för materialdeklarationer för att underlätta återvinning, läs om det här.

Teknisk utveckling är internationell. De standarder som nämnts har tagits fram i internationellt samarbete, i standardiseringsorganisationerna IEC respektive ISO. Inom det som kan kallas ”smart industri” har den tekniska kommittén IEC TC 65, Industrial-process measurement, control and automation, en central position. Den arbetar med många projekt, till exempel en standard för realtidsnät (TSN) och en revision av standarden för acceptansprovning (FAT & SAT) och integrationsprovning (SIT).

Svenska tillverkare, användare, högskolor, konsulter och andra som berörs kan delta och engagera sig genom den svenska spegelkommittén SEK TK 65 Industriell processtyrning. Den arrangeras av SEK Svensk Elstandard, som är den svenska standardiseringsorganisationen inom el och elektronik.

Kända resultat från IEC TC 65 – och SEK TK 65 – är bland andra PLC-standarden IEC 61131, IEC 61508 för säkerhetskritiska system (”SIL-standarden”) och IEC 62254 om integrering av processtyrning och affärssystem.

Den som inte engagerar sig i arbetet med att ta skriva och uppdatera standarderna, utan bara läser och använder dem, kan ha sitt standardbibliotek lätt tillgängligt på nätet, SEK e‑Standard.