Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb
und -automatisierung IFF
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Brownfield-Anlagen mit KI-generierten digitalen Zwillingen zukunftsfähig machen (Projekt KI-sy Twin)

Viele Bestandsanlagen sind heute kaum digitalisiert – und genau das wird zunehmend zum Problem. Veraltete, unvollständige Anlagendokumentationen, fehlende Standards und manuelle Prozesse erschweren eine effiziente Wartung und Prozessoptimierung sowie die Nutzung digitaler Werkzeuge. Die Folge: hoher Aufwand, isolierte Insellösungen und unnötige Kosten. Unternehmen stehen vor der Herausforderung, ihre Brownfield-Anlagen fit für die digitale Zukunft zu machen, ohne dafür eigene IT-Abteilungen aufbauen zu müssen.

Unser Ansatz: Digitale Zwillinge automatisch erstellen – mit KI und Verwaltungsschale

Mit KI-sy Twin entwickelt das Projektteam von Fraunhofer IFF und Fraunhofer IOSB-INA gemeinsam mit Partnern aus der Industrie eine einfache Lösung zur digitalen Erfassung und Vernetzung von Bestandsanlagen. Durch den gezielten Einsatz von KI wird der digitale Zwilling der Anlage nach den Vorgaben und Standards der Verwaltungsschale (Asset Administration Shell) automatisiert erstellt. Das reduziert den manuellen Aufwand, sichert die Datenqualität und sorgt dafür, dass auch ältere Anlagen effizient in moderne Datenräume integriert werden können. So entsteht ein standardkonformer, anschlussfähiger digitaler Zwilling, ohne Insellösungen und ohne hohen Invest.

Das Projekt KI-sy Twin im Detail: Automatisierte Digitalisierung auf Basis etablierter Standards

Im Projekt KI-sy Twin wird ein System zur KI-gestützten Erstellung digitaler Zwillinge für Bestandsanlagen entwickelt – basierend auf der Verwaltungsschale (Asset Administration Shell, AAS). Ziel ist es, Informationen wie Anlagendaten, Typenschilder, technische Dokumentationen und hierarchische Zusammenhänge automatisch zu erfassen und strukturiert in die Verwaltungsschale zu überführen. Die Digitalisierung erfolgt dabei standardkonform und reduziert sowohl Medienbrüche als auch den Aufwand für die manuelle Datenpflege. Die Integration in den Datenraum ermöglicht zudem die sichere und standardisierte Weitergabe der Daten an Hersteller oder Servicepartner – ein bislang kaum genutzter, aber wertvoller Hebel zur Prozessoptimierung.

Ein besonderes Augenmerk liegt im Projekt auf Brownfield-Anlagen, also Bestandsanlagen, die bisher kaum oder gar nicht digitalisiert sind. Mit Hilfe automatisierter Methoden, wie dem KI-basierten Auslesen von Typenschildern, wird die Erfassung deutlich vereinfacht. Gleichzeitig werden auch komplexe Anlagenstrukturen, wie sie in Fließschemata üblich sind, abgebildet. Die so erzeugte digitale Repräsentation ist nicht nur ein Abbild, sondern der Einstieg in eine interoperable, zukunftssichere Datenwelt – anschlussfähig, nachvollziehbar und sofort nutzbar.

Das Fraunhofer IFF bringt seine langjährige Erfahrung im Bereich der Digitalisierung von Produktionsanlagen in das Projekt ein und stellt mit der Demonstratoranlage aus den Projekten ViPro (Vorausschauende Instandhaltung in der Produktion) und ProcessAssist eine praxisnahe Testumgebung zur Verfügung. Die Bestandsanlage wird im Rahmen von KI-sy Twin und mit Unterstützung der Industriepartner modernisiert. So entsteht ein hybrider Demonstrator mit Brownfield- und Greenfield-Komponenten, der die konkreten Bedürfnisse und Herausforderungen der Industrie adressiert und die wirtschaftliche Umsetzbarkeit und Nutzbarkeit von KI, Verwaltungsschalen und Datenräumen praxisnah und exemplarisch aufzeigt. In realistischen Anwendungsszenarien können neue Methoden und Technologien unter realen Bedingungen erprobt und weiterentwickelt werden. Ein wichtiger Schritt in Richtung einer breiten industriellen Umsetzung.

Projektziele und erwartete Ergebnisse in KI-sy Twin

  • Automatisierte Erstellung AAS-konformer digitaler Zwillinge für Bestandsanlagen
  • Vereinfachung der Digitalisierung von Brownfield-Anlagen durch KI-gestützte Datenerfassung
  • Standardgerechte Abbildung hierarchischer Anlagenstrukturen (z. B. gemäß Fließschema)
  • Reduzierung manueller Dokumentations- und Pflegeaufwände
  • Sicherstellung von Interoperabilität durch Nutzung etablierter Standards
  • Einfache Anbindung an industrielle Datenräume
  • Schaffung einer Schnittstelle für den geregelten Datenaustausch zwischen Betreibern und Herstellern
  • Praxistest und Weiterentwicklung der Lösung an einer realen Bestandsanlage (ViPro-Anlage am Fraunhofer IFF)

Projektinfo

Projekttitel

KI-sy Twin – Der KI-generierte digitale Zwilling für Brownfield-Anlagen

Stichworte

NOA-Informationsmodell, AAS, EDC, Datenraum, Verwaltungsschale  

Projektlaufzeit

04.2025 bis 11.2025

Projektpartner

  • Fraunhofer IFF
  • Fraunhofer IOSB-INA

Assoziierte Partner

  • ABB
  • Bayer
  • Emerson
  • Endress und Hauser
  • Festo
  • Krohne
  • MOXA
  • NAMUR (Interessensgemeinschaft Automatisierungstechnik der Prozessindustrie)
  • PhoenixContact
  • Planets
  • Process-X
  • Rösberg
  • WIKA
  • Yncoris
  • ZVEI (Verband der Elektro- und Digitalindustrie)