Bausteine der Zukunft Vom Digitalen Zwilling zum Digitalen Produktpass

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Wie Digitale Zwillinge, Verwaltungsschale (AAS), IEC 61406 und DPP4.0 die Grundlage für interoperable, transparente und nachhaltige Wertschöpfung schaffen.

Die Industrie befindet sich in einem tiefgreifenden Wandel: Produkte, Maschinen und Anlagen werden zu „sprechenden“ Objekten, die ihre Identität, ihren Zustand und ihre Historie digital mitführen. Zentrale Bausteine dieser Transformation sind der Digitale Zwilling, die Verwaltungsschale (Asset Administration Shell, AAS), der Standard IEC 61406, der Digitale Produktpass (Digital Product Passport, DPP) und Initiativen wie DPP4.0 des ZVEI. Zusammengenommen bilden sie das Fundament für transparente, nachhaltige und interoperable Wertschöpfungsketten.

Der Digitale Zwilling als virtuelles Ebenbild

Der Digitale Zwilling ist das digitale Abbild eines physischen Produkts, einer Maschine oder eines ganzen Systems. Er entsteht, indem relevante Daten über den gesamten Lebenszyklus hinweg erfasst, verknüpft und nutzbar gemacht werden. Typische Eigenschaften eines Digitalen Zwillings:

• Virtuelle Repräsentation: Abbildung von Struktur, Funktionen und Verhalten eines Assets.
• Lebenszyklusblick: Von Entwicklung und Produktion über Betrieb und Service bis zum Recycling.
• Kontinuierliche Aktualisierung: Durch Sensorik, Betriebsdaten, Wartungsberichte etc.
• Nutzungsfokus: Simulation, Optimierung, vorausschauende Wartung, neue Geschäftsmodelle.

Der Begriff „Digitaler Zwilling“ ist allerdings eher ein Konzept als eine fest definierte Norm. Unterschiedliche Anbieter interpretieren und implementieren ihn unterschiedlich – von einfachen Dashboards bis hin zu hochintegrierten Simulationsumgebungen.

Verwaltungsschale (AAS) – die standardisierte Hülle für Informationen

Um Digitale Zwillinge interoperabel zu machen, braucht es eine einheitliche Struktur für Daten und Funktionen. Hier setzt die Verwaltungsschale (Asset Administration Shell, AAS) aus dem Kontext von Industrie 4.0 an. Die AAS ist:

• Eine standardisierte digitale Repräsentation eines Assets (Produkt, Maschine, Software, Dienstleistung).
• Ein Daten- und Funktionscontainer, der alle relevanten Informationen zum Asset strukturiert bündelt.
• Technologie- und herstellerneutral, aber maschinenlesbar und klar modelliert.

In der AAS werden Informationen in Submodelle gegliedert. Zum Beispiel:

• Nameplate (Stammdaten wie Hersteller, Typ, Seriennummer)
• Technische Daten
• Betriebsdaten und Zustände
• Wartung und Service
• Nachhaltigkeit (Materialien, Energieverbrauch, CO₂-Fußabdruck)

Die Verwaltungsschale bildet damit die Basis-Infrastruktur für Digitale Zwillinge: Sie legt fest, wie Daten beschrieben und bereitgestellt werden, nicht wo und wie sie visualisiert oder analysiert werden.

AAS und Digitaler Zwilling – keine Konkurrenz, sondern Teamwork

Der Digitale Zwilling und die AAS sind komplementär: Die AAS liefert die standardisierte, interoperable Datenstruktur mit Schnittstellen und der Digitale Zwilling nutzt diese Daten, um Mehrwert zu schaffen – etwa durch Simulation, Analytics oder Prozessoptimierung. Praktisch bedeutet das: Ein Hersteller beschreibt seine Maschine mit einer AAS, inklusive standardisierter Submodelle. Ein Betreiber kann diese Informationen in seine Plattform einbinden und daraus Digital Twins für ganze Anlagen oder Standorte aufbauen. So wird Multi-Vendor-Interoperabilität möglich – eine Schlüsselvoraussetzung für offene Ökosysteme.

IEC 61406 – Eindeutige Identifikation von Assets

Damit Verwaltungsschalen, Digitale Zwillinge und digitale Produktpässe zuverlässig zusammenarbeiten, braucht jedes physische Objekt eine eindeutige, global eindeutige Identität. Hier setzt der Standard IEC 61406 an. Kernideen von IEC 61406:

• Eindeutige Gerätekennzeichnung (Unique Identification of Assets) über den gesamten Lebenszyklus.
• Verknüpfung zwischen physischem Typenschild (z. B. QR-Code, DataMatrix) und digitalen Informationen (AAS, Dokumentation, Produktpass).
• Herstellerübergreifende, internationale Standardisierung der Identifikationslogik.

In der Praxis bedeutet das: Ein Produkt oder eine Komponente erhält eine eindeutige Kennung gemäß IEC 61406, die auf dem Gerät angebracht ist. Wird diese Kennung gescannt, kann ein System die zugehörige AAS, Dokumente und digitale Dienste eindeutig zuordnen. Damit wird die Brücke zwischen der physischen Welt und der digitalen Welt geschlagen.

RFID-Technologie

Kick-Start für den DPP

Digital Product Passport (DPP) – Transparenz für Nachhaltigkeit und Regulierung

Der Digitale Produktpass (Digital Product Passport, DPP) entsteht im Kontext des Europäischen Green Deal und neuer regulatorischer Vorgaben, insbesondere im Rahmen der Ökodesign-Verordnung für nachhaltige Produkte (ESPR). Ziel ist es, produktbezogene Informationen über Umwelt, Nachhaltigkeit und Zirkularität strukturiert und digital verfügbar zu machen. Typische Inhalte eines DPP:

• Materialien und Stoffe (z. B. kritische Rohstoffe, gefährliche Substanzen)
• Energie- und Ressourceneffizienz
• Reparierbarkeit, Austauschbarkeit von Komponenten
• Wiederverwendung, Recyclingfähigkeit, Entsorgungsanforderungen
• CO₂-Bilanz und weitere Umweltindikatoren

Der DPP soll entlang der gesamten Wertschöpfungskette genutzt werden – von Herstellern, Zulieferern und Prüfinstitutionen über Logistik und Handel bis hin zu Betreibern, Servicepartnern und Recyclingunternehmen. Dafür braucht es ein maschinenlesbares, interoperables und skalierbares Datenmodell – genau an dieser Stelle kommen AAS und ID-Standards wie IEC 61406 ins Spiel.

DPP4.0 – die ZVEI-Initiative für den industriellen Digitalen Produktpass

Mit DPP4.0 treibt der ZVEI (Verband der Elektro- und Digitalindustrie) eine branchenspezifische, aber prinzipiell übertragbare Lösung für den Digitalen Produktpass in der Industrie voran. Ziel ist es, die regulatorischen Anforderungen der EU pragmatisch umzusetzen und gleichzeitig Industrie-4.0-Standards zu nutzen. Zentrale Prinzipien von DPP4.0:

• AAS-basiert: Der Digitale Produktpass wird als Submodell der Asset Administration Shell umgesetzt. So lassen sich Produktpass-Informationen nahtlos in bestehende Industrie-4.0-Architekturen integrieren.
• Nutzung von IEC 61406: Eindeutige Identifikation der Produkte als Grundlage für den zuverlässigen Zugriff auf den DPP.
• Herstellerübergreifende Interoperabilität: Gemeinsame Datenmodelle und Semantiken, damit unterschiedliche Akteure dieselben Informationen konsistent verstehen und verarbeiten.
• Praxisorientierte Umsetzung: Pilotprojekte, Referenzimplementierungen und Leitfäden helfen Unternehmen beim Einstieg.

Durch DPP4.0 entsteht ein konkreter Pfad von der Norm zur Anwendung: Ein Produkt der Elektroindustrie erhält eine Kennzeichnung gemäß IEC 61406, führt eine AAS mit einem DPP4.0-konformen Submodell mit sich, und unterschiedliche Akteure – vom Maschinenbauer bis zum Recycler – können diese Informationen automatisiert auslesen und nutzen.

Zusammenspiel der Bausteine – vom Gerät zum Ökosystem

Setzt man die genannten Konzepte zusammen, ergibt sich ein schlüssiges Gesamtbild:

• 1. IEC 61406 sorgt für die eindeutige Identität von Produkten und Komponenten.
• 2. Die Verwaltungsschale (AAS) stellt die standardisierte digitale Repräsentation des Assets bereit.
• 3. In der AAS werden unterschiedliche Submodelle hinterlegt – etwa für Stammdaten, technische Daten, Lifecycle-Informationen und Nachhaltigkeitsdaten.
• 4. Der Digitale Product Passport wird als AAS-Submodell (z. B. nach DPP4.0) umgesetzt und transportiert regulatorisch geforderte Transparenzinformationen.
• 5. Auf Basis dieser strukturierten Informationen entstehen Digitale Zwillinge, die nicht nur technische, sondern auch ökologische und regulatorische Aspekte berücksichtigen.

So wird es möglich, wertschöpfungsübergreifende, datengetriebene Geschäftsmodelle zu etablieren – vom zustandsorientierten Service über automatisierte Compliance-Prüfungen bis hin zu zirkulären Wertschöpfungsketten.

Bausteine frühzeitig integrieren 

Digitale Zwillinge, Verwaltungsschalen, IEC 61406, Digitale Produktpässe und Initiativen wie DPP4.0 markieren den Übergang von isolierten Dateninseln hin zu vernetzten, standardisierten Datenräumen. Unternehmen, die diese Bausteine frühzeitig in ihre Produkt- und Datenstrategien integrieren, schaffen die Grundlage für Regulierungssicherheit, Effizienzgewinne und neue digitale Services in einer zunehmend nachhaltigkeitsorientierten Industrie.

Benedikt Rauscher ist Senior Manager External Collaboration, Digital Innovation Office, bei Pepperl+Fuchs.