Semantic Asset Administration Shells in Industry 4.0: A Survey

The Asset Administration Shell (AAS) is a fundamental concept in the Reference Architecture Model for Industry 4.0 (RAMI 4.0), that provides a virtual and digital representation of all information and functions of a physical asset in a manufacturing environment. Recently, Semantic AASs have emerged that add knowledge representation formalisms to enhance the digital representation of physical assets. In this paper, we provide a comprehensive survey of the scientific contributions to Semantic AASs that model the Information and Communication Layer within RAMI 4.0, and summarise and demonstrate their structure, communication, functionalities, and use cases. We also highlight the challenges of future development of Semantic AASs

Migration from OPC Classic to OPC UA by Developing an OPC UA Client Application

Teollisuus 4.0:n eli niin sanotun neljännen teollisen vallankumouksen myötä teollisuuden laitteet ja järjestelmät kytketään verkkoon tietojen välittämistä ja yhteistoimintaa varten. Eri valmistajien laitteiden ja järjestelmien kommunikointiin tarvitaan yhtenäinen ja standardoitu tapa kuvata ja siirtää tietoa. Yksi tällaisista tavoista on OPC (Open Platform Communications). OPC on kokoelma automaation tiedonsiirron spesifikaatioita, jotka määrittävät, miten laitteiden ja järjestelmien tietoja esitetään ja välitetään. EloWise on modulaarinen tiedonhallintatyökalu, jota käytetään erilaisissa tuotannonohjauksen ja tuotteen elinkaaren hallinnan sovelluksissa. EloWise-tiedonhallintatyökaluun on toteutettu useita yleisiä tiedonsiirtoprotokollia ja -teknologioita käyttäviä moduuleja, jotka mahdollistavat EloWise-tiedonhallintatyökalun yhdistämisen ja yhteistoiminnan eri laitteiden ja järjestelmien kanssa. Aikaisemmin EloWise-tiedonhallintatyökaluun on toteutettu Elomatic Automation Interface -moduuli, joka on mahdollistanut tiedonsiirron OPC Classic -tekniikoihin kuuluvalla OPC Data Access -tekniikalla. Tämän diplomityön tavoitteena oli päivittää EloWise OPC UA -yhdistettävyyttä varten. Työn ensimmäisessä vaiheessa tehtiin kirjallisuuskatsaus OPC-tekniikoihin, menetelmiin OPC Classic -tekniikoista OPC UA:han siirtymiseen ja saatavilla oleviin OPC UA -kehitystyökaluihin ja -pinoihin. Kirjallisuuskatsauksen pohjalta valittiin EloWise-tiedonhallintatyökalun päivityksessä käytettävä menetelmä OPC Classic -tekniikasta OPC UA:han siirtymiseen. Menetelmäksi valittiin uuden OPC UA -asiakassovellusmoduulin kehitys, jotta aikaisempi toteutus ei rajoittanut kehitystä ja pystyttiin hyödyntämään kaikkia OPC UA:n ominaisuuksia. Menetelmän valinnan jälkeen vertailtiin OPC UA -kehitystyökaluja ja -pinoja asiakassovelluksen kehitystä varten. Kehitykseen valittiin Node.js -pohjainen OPC UA -toteutus, NodeOPCUA, sen riittävien toimintojen ja sallivan Massachusetts Institute of Technology -lisenssin takia. NodeOPCUA-toteutusta ja muita avoimen lähdekoodin ohjelmakirjastoja käyttäen toteutettiin OPC UA -asiakassovellusmoduuli. Toteutettu OPC UA -asiakassovellusmoduuli mahdollistaa EloWise-tiedonhallintatyökalun yhdistämisen OPC UA -palvelimiin ja sen avulla EloWise-tiedonhallintatyökalun kautta pystytään keräämään tietoja ja hallinnoimaan OPC UA-palvelimien yhteydessä olevia laitteita ja järjestelmiä. Tätä diplomityötä voidaan käyttää apuna OPC UA -asiakassovelluksen kehityksessä tai toteutettaessa OPC Classic -tekniikoista OPC UA:han siirtymist