Das Referenzarchitekturmodell Industrie 4.0 (RAMI 4.0), entwickelt von ZVEI, VDMA und Bitkom und 2015 veröffentlicht, ist ein dreidimensionales Modell zur strukturierten Beschreibung von Industrie-4.0-Systemen. Die drei Achsen: Lebenszyklus & Wertschöpfungskette (von der Entwicklung bis zur Entsorgung), Hierarchie-Ebenen (ISA-95-Ebenen von Connected World bis Field Device), und Layer (von physischer Ebene bis Funktionsebene und Business-Ebene). RAMI 4.0 ist international als IEC 63278 standardisiert.
Die Verwaltungsschale (Asset Administration Shell – AAS)
Das zentrale Instrument von RAMI 4.0 für die praktische Umsetzung ist die Verwaltungsschale (Asset Administration Shell, AAS): ein standardisierter digitaler Stellvertreter für ein physisches Asset (Maschine, Bauteil, Sensor). Sie enthält alle relevanten Informationen über das Asset in strukturierten, maschinenlesbaren Teilmodellen (Submodels).
Aufbau einer Verwaltungsschale
Eine AAS besteht aus einer Identifikation (Global Asset ID nach IEC 61406, z. B. per IRDI oder URL), einem Header mit administrativen Daten (Hersteller, Seriennummer, Version) und einem Set von Teilmodellen, die spezifische Informationsaspekte des Assets kapseln:
- Technisches Datenblatt (TechnicalData): Nennstrom, Nennspannung, Abmessungen, Gewicht, Schutzklasse – entsprechend ECLASS/eCl@ss-Properties
- Handover-Dokumentation (HandoverDocumentation): Betriebsanleitung, Schaltpläne, CE-Konformitätserklärung als versionierte Dokument-Referenzen
- Condition Monitoring: Live-Zustandsdaten über OPC UA verknüpft
- Maintenance (Instandhaltung): Wartungshistorie, Ersatzteilempfehlungen
- Carbon Footprint: CO₂-Äquivalent für Produktökobilanz nach ISO 14040
AAS-Ökosystem und Implementierungs-Tools
Die Industrial Digital Twin Association (IDTA) koordiniert die Standardisierung. Für die Implementierung stehen Open-Source-Werkzeuge bereit: Eclipse AAS4J (Java-Bibliothek für AAS-Erstellung und -Parsing), BaSyx SDK (vollständige AAS-Infrastruktur mit Registry und Repository), AASX Package Explorer (grafisches Tool zur AAS-Erstellung und -Inspektion, Windows-Desktop-Anwendung).
Das AAS-Dateiformat AASX (auf Basis von Open Packaging Convention/ZIP) ermöglicht den Austausch kompletter Verwaltungsschalen inklusive eingebetteter Dokumente zwischen Hersteller, Betreiber und Serviceorganisation.
AAS im Kontext der EU-Regulatorik
Die Verwaltungsschale wird zunehmend zum Träger regulatorischer Informationen: Der Digitale Produktpass (DPP), der im EU Green Deal und der Ökodesign-Verordnung gefordert wird, basiert konzeptuell auf der AAS-Architektur. Informationen über Reparierbarkeit, Materialzusammensetzung und Entsorgungswege werden in standardisierten AAS-Teilmodellen bereitgestellt. Für den EU Data Act (→ EU Data Act) liefert die AAS den strukturierten Zugangspfad zu Maschinendaten für Betreiber.