2015 wurde von der deutschen Plattform Industrie 4.0 mit „RAMI 4.0“ eine dreidimensionale Referenzarchitektur für Industrie 4.0 definiert. Da aber sowohl die Architektur wie auch die entsprechenden Industrie 4.0 Konzepte sehr komplex sind, bietet sich hier – wie auch schon beim Umbau des Stromnetzes (Smart Grid) – der Einsatz der modellbasierten Entwicklung an. Sie erlaubt es nämlich, auf einfachem Weg die übergeordnete IT-Steuerung mit den verschiedenen Fachdisziplinen (Prozesssteuerung, Produktion, Logistik etc.) und den dort üblichen Entwicklungs-Sprachen zu verbinden.

Innovationsscheck unterstützt Projektstart

Auf Basis eines Innovationsschecks wurde daher am „Josef Ressel Center for User Centric Smart Grid Privacy, Security and Control“ die RAMI 4.0 Toolbox entwickelt und die beteiligten Forscher Christoph Binder, Goran Lastro und Christian Neureiter konnten die Übertragbarkeit der domänenspezifischen Modellierung demonstrieren: „Wir freuen uns sehr, dass wir die enge Kooperation mit SparxSystems Software Central Europe nach unserem erfolgreichen Smart Grid-Projekt nun in die Industrie 4.0 weitertragen konnten. Hier ist die interdisziplinäre Zusammenarbeit verschiedener Fachbereiche besonders wichtig und über Modelle sehr gut abbildbar. Die Modelle helfen uns einerseits bei der Abstrahierung der komplexen Industrie 4.0 Systeme und erlauben es andererseits den Spezialisten, in der in ihrem Fach üblichen Sprache zu kommunizieren“, erklärt Christian Neureiter, Projektleiter am Josef Ressel Zentrum. Enterprise Architect ermöglicht es nämlich, für jeden Bereich eine sogenannte „domänenspezifische“ Sprache zu definieren. So können die Spezialisten weiter mit den ihnen vertrauten Begriffen arbeiten, im Modell fließen aber alle Informationen zusammen. „Je komplexer eine Entwicklungsumgebung wird, desto erfolgreicher lässt sich dort die modellbasierte Entwicklung mit Enterprise Architect einsetzen. Die FH Salzburg belegt mit der RAMI 4.0 Toolbox eindrücklich, wie Modelle die Zusammenarbeit unterschiedlichster Disziplinen erleichtern und dabei helfen, auch in Industrie 4.0 Projekten den Überblick zu bewahren“, erläutert Hans Bartmann, Geschäftsführer von SparxSystems Software Central Europe. Gemeinsam mit seiner Schwesterfirma LieberLieber forscht das Unternehmen auf Basis dieser Erkenntnisse laufend weiter und bringt Innovationen auf den Markt.

RAMI 4.0 Toolbox: Drei Schritte zum Erfolg

Das Referenzarchitektur-Modell RAMI 4.0 ist in sechs Schichten gegliedert: Geschäftsprozesse, Funktionen, Informationen, Kommunikation, Integration, spezielle Eigenschaften. Mit der neu entwickelten Toolbox wird es nun möglich, für diese Schichten anhand konkreter Anforderungen praktisch einsetzbare Modelle zu entwickeln. Dafür enthält die Toolbox folgende Komponenten:

• Technologien für die Entwicklung domänenspezifischer Sprachen (MDG Technologies)
• Modell-Vorlagen
• Referenzdaten
• RAMI 4.0 Metamodell

„Für die Erstellung der Modelle zu den einzelnen Schichten haben wir uns an den aus dem Smart Grid bekannten Entwicklungsprozess gehalten, der eine explizite Behandlung der drei Phasen Analyse, Architektur und Design vorsieht“, erläutert Neureiter. Da die letztgenannte Design- und Entwicklungsphase zur Realisierung eines konkreten Systems nicht spezifisch für RAMI 4.0 ist, können hier die gewohnten Methoden der Systems-Entwicklung zum Einsatz kommen.

„Wir wollen die RAMI 4.0 Toolbox nun in einem größer angelegten Forschungsvorhaben weiterentwickeln und sehen bereits, dass sie in der Praxis auf Interesse stößt. Die Lösung soll – wie schon unsere SGAM Toolbox für den Smart Grid – ebenfalls allen Interessierten frei zur Verfügung stehen“, schließt Neureiter.

Weitere Informationen und Download der RAMI 4.0 Toolbox: https://www.en-trust.at/downloads/rami-4-0-toolbox/

“Josef Ressel Center for User-Centric Smart Grid Privacy, Security and Control” wird zum “Zentrum für sichere Energieinformatik”
Das Josef Ressel Center beschäftigte sich unter anderem mit der Frage, wie komplexe und interdisziplinäre Systeme wie das Smart Grid „sicher“ realisiert werden können. Die entwickelten Konzepte sind in der generischen Disziplin „Model Based Systems Engineering (MBSE)“ verortet und lassen sich somit auf ähnliche Problemstellungen – wie zum Beispiel in Industrie 4.0 – übertragen. Am 7. November 2017 wird als Nachfolgeorganisation das „Zentrum für sichere Energieinformatik“ an der FH Salzburg eröffnet. Gemeinsam mit Unternehmens- und Forschungspartnern – unter anderem LieberLieber Software – wird dort an der Digitalisierung zukünftiger Energiesysteme und ihrer Absicherung gegen externe Angreifer und Datenmissbrauch gearbeitet werden.