Architektur

Um die  steigenden Anforderungen der virtuellen Produktentwicklung  in Bezug auf Funktionalität, Durchgängigkeit und leichter Verfügbarkeit erfüllen zu können, sowie eine möglichst breite Verfüg- und Nutzbarbarkeit von Virtuellen Technologien (VT) in industriellen Arbeitsabläufen sicherzustellen, müssen VT-Anwendungen funktionaler werden. Heutige VT-Systeme weisen in sehr vielen Fällen noch ein geschlossenes Systemdesign auf. Alle funktionalen Module sind in das Software-Ökosystem integriert, so dass der Austausch von Modulen kaum möglich ist.

Um schneller, flexibler und kostengünstiger neue, angepasste VT-Anwendungen zusammenstellen zu können, müssen zukünftige VT-Umgebungen erheblich modularer aufgebaut sein und besser skalieren als heutige Systeme. Daher wird in dem Projekt ARVIDA eine offene, auf etablierten Web-Technologien basierende Referenzarchitektur erstellt, die es in Zukunft erheblich effizienter macht, verteilte, heterogene VT-Anwendungen zu erstellen. Die Referenzarchitektur nutzt die weltweit etablierten und vom W3C (www.w3c.org) anerkannten Web-Standards


Die wichtigsten Entwicklungsziele der Referenzarchitektur waren:

  • Einführung einer dienstorientierten Struktur
  • Nutzen des Representational State Transfer (REST) Prinzips zur Beschreibung von Diensten bzw. Ressourcen
  • Einsatz von semantischen Web-Technologien (RDF, OWL, Linked Open Data) für verteilte VT-Anwendungen
  • Modularität durch offene, semantische Ressourcenbeschreibungen mit RDF/OWL
  • Bereitstellung von VT-spezifischen RDF-Vokabularen für die VT-Anwendungsentwicklung
  • Einfache Ressourcenerstellung
  • Einheitliche Ressourcenbeschreibungen
  • Standardisiertes Ressourcenverhalten
  • Grundlegende Kompatibilität zu einer Industrie 4.0 Referenzarchitektur


Abbildung 1 zeigt im Überblick die bisher umgesetzten Architekturkonzepte.

 

 

Abbildung 1: ARVIDA-Referenzarchitektur

Die bisherigen Ergebnisse zeigen, dass die ARVIDA-Referenzarchitektur zunächst kaum Implementierungsaufwand spart, es aber sehr viel leichter macht, unterschiedlichste Systeme zu verbinden. Dies gilt auch dann, wenn sie in unterschiedlichen Programmiersprachen erstellt wurden. Es konnte gezeigt werden, dass es mit der Referenzarchitektur sehr viel einfacher ist, funktionale Module durch andere Module auszutauschen, ohne einen hohen Implementierungsaufwand in Kauf nehmen zu müssen. Es hat sich im bisherigen Verlauf des Projektes gezeigt, dass es weniger aufwändig ist, ein RDF-Vokabular zu pflegen und zu vereinheitlichen, als eine komplettes Application Programming Interface (API).

Das ARVIDA Konsortium ist überzeugt, dass es hinsichtlich der Vervollkommnung und der Reife der Referenzarchitektur bis zum Projektende im August 2016 noch weitere erhebliche Fortschritte geben wird. Diese Überzeugung hat sich in den zahlreichen guten Projektbeispielen zur 1. Statustagung im April 2015 manifestiert.