Auto-configuration of a digital twin for machine tools by intelligent crawling

Abstract

The digitalisation of production technology is becoming increasingly important today and will play a key role in machine tools in the future. In order to generate as much information as possible about machines and components as well as the product, the number of sensor systems and further devices is constantly increasing. A challenge with this increasing number of data sources is the also increasing complexity of the system with regard to the generation of the machine tool’s digital twin that is to be fed from these data sources. For this, a holistic approach is necessary which combines all parameters and values with a uniform semantics and links them to the corresponding data sources. For this purpose, this paper uses a uniform information model to describe a machine tool, which is linked to the respective node variable names in the respective OPC namespace of the machine tool. In the event that this linkage plan is incomplete or completely missing, this paper presents a concept for a so-called crawler tool, an OPC client application. The crawler searches the parameters and values in the described OPC namespace of the machine tool, identifies them by domain knowledge-driven plausibility checks and assigns them to the corresponding parameters of the information model of the machine tool.

Abstract

Die Digitalisierung der Produktionstechnik gewinnt heute zunehmend an Bedeutung und wird in Zukunft eine Schlüsselrolle bei Werkzeugmaschinen spielen. Um möglichst viele Informationen über Maschinen und Komponenten sowie über das Produkt zu erhalten, steigt die Anzahl der Sensorsysteme und weiterer Zusatzgeräte ständig. Eine Herausforderung bei dieser steigenden Anzahl von Datenquellen ist die ebenfalls zunehmende Komplexität des Systems im Hinblick auf die Erzeugung des digitalen Zwillings der Werkzeugmaschine, deraus diesen Datenquellen gespeist werden soll. Dazu ist ein ganzheitlicher Ansatz notwendig, der alle Parameter und Werte mit einer einheitlichen Semantik kombiniert und mit den entsprechenden Datenquellen verknüpft. Zu diesem Zweck wurde in diesem Beitrag ein einheitliches Informationsmodell zur Beschreibung einer Werkzeugmaschine verwendet, das mit den jeweiligen Knotenvariablennamen im jeweiligen OPC-Namensraum der Werkzeugmaschine verknüpft ist. Für den Fall, dass dieser Verknüpfungsplan unvollständig ist oder gänzlich fehlt, stellt dieser Beitrag ein Konzept für ein sogenanntes Crawler-Tool, eine OPCClientanwendung, vor. Der Crawler durchsucht die Parameter und Werte im beschriebenen OPC-Namensraum der Werkzeugmaschine, identifiziert sie durch domänenwissensgestützte Plausibilitätsprüfungen und ordnet sie den entsprechenden Parametern des Informationsmodells der Werkzeugmaschine zu.