Industry 4.0 and Asset Administration Shell (AAS): Implementing a Small Scale Demonstrator

Abstract

I samanheng med den aukande grada av digitalisering og Industri 4.0, utforskar denne masteroppgåva omgrepet interoperabilitet og kva det betyr for å gjere det mogleg for system å kommunisere og forstå kvarandre. Med framveksten av smart produksjon, der sømlaus integrasjon av ulike system er avgjerande, fordjupar denne studien utviklinga og implementeringa av Asset Administration Shell (AAS) som eit middel for å oppnå interoperabilitet. Denne oppgåva utforskar implementeringa og potensialet til AAS i Industrial Internet of Things. Ved å gi ein oversikt over nøkkelkonsept, modellar og funksjonar knytt til AAS, belyser denne studien deira rolle i å byggje og drive digitale tvillingar gjennom systemets livssyklus. I tillegg innebere forskinga å designe og byggje ein AAS demonstrator for å lage ein praktisk demonstrasjon av AAS-implementering. Det inkluderer også å identifisere implementerings-utfordringar og gi tilrådingar for framtidige implementeringar. Hovudbidraget til denne oppgåva ligg i å gi ein omfattande forståing av AAS gjennom ei detaljert utforsking av deira bruk på både komponent- og systemnivå. Denne oppgåva illustrerer korleis AAS kan implementerast og brukast i verkelege scenarier ved å presentere ein praktisk eksempel. Vidare framhevar oppgåva allsidigheita til AAS ved å vise fram ulike tilnærmingar og teknikkar for å implementere ulike AAS-konsept. Ved å fordjupe seg i vanskar ved AAS-implementering, gir denne oppgåva verdifull innsikt og rettleiing for forskarar og organisasjonar som ønskjer å nyttiggjere seg AAS for å forbetre interoperabilitet, ressursforvalting og datautveksling i Industry 4.0 og smart produksjon.

In the context of the growing importance of digitalisation and Industry 4.0, this master thesis explores the concept of interoperability and its significance in enabling systems to communicate and understand each other. With the rise of smart manufacturing, where seamless integration of various systems is crucial, this study delves into the development and implementation of Asset Administration Shell (AAS) to achieve interoperability. This thesis explores AAS's implementation and potential in the Industrial Internet of Things. By providing an overview of key concepts, models, and functions associated with AAS, this study sheds light on their role in building and operating digital twins throughout the lifecycle of systems. Additionally, the research involves designing and building an AAS lab to create a practical demonstration of AAS implementation. It also includes identifying implementation challenges and providing recommendations for future implementations. The main contribution of this thesis lies in providing a comprehensive understanding of AAS through a detailed exploration of their use on both component and system levels. This study illustrates how AAS can be implemented and applied in real-world scenarios by presenting a practical use case. Furthermore, the research highlights the versatility of AAS by showcasing various approaches and techniques for implementing different AAS concepts. By delving into the intricacies of AAS implementation, this study provides valuable insights and guidance for researchers and organisations seeking to leverage AAS to enhance interoperability, asset management, and data exchange in Industry 4.0 and smart manufacturing.