ในบทความของฉัน “ Digital Twin คืออะไร? ” ฉันอธิบายแนวคิดของเทคโนโลยีดิจิตอลทวิน

บทความนี้เป็นบทช่วยสอนเกี่ยวกับวิธีใช้ Digital Twin กับซอฟต์แวร์โอเพ่นซอร์สที่มีอยู่จริง

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ฉันจะแสดงวิธีใช้ Asset Administration Shell กับซอฟต์แวร์จาก ที่เก็บ admin-shell-io GitHub ของ Industrial Digital Twin Association

Digital Twin คืออะไร?

เชลล์การบริหารสินทรัพย์

The Asset Administration Shell (AAS) เป็นการดำเนินการคู่ดิจิทัลสำหรับอุตสาหกรรม 4.0 ขณะนี้ข้อกำหนด AAS ได้อธิบายไว้เป็นสองส่วนใน [1] และ [2] นอกจากนี้ยังมีมาตรฐานสากลที่อยู่ระหว่างการพัฒนา เช่น IEC 63278: Asset Administration Shell สำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรม

แนวคิดเบื้องหลัง AAS คือการสรุปเนื้อหาแบบดิจิทัล เชลล์สินทรัพย์และการจัดการรวมกันเรียกว่าคอมโพเนนต์ Industry 4.0

metamodel UML ของ AAS ได้รับการบันทึกไว้ใน [1] กล่าวโดยย่อ ในระดับบนสุดเรามี AAS ซึ่งเชื่อมโยงกับสินทรัพย์ ในระดับถัดไป เรามีโมเดลย่อยหลายโมเดลที่แต่ละโมเดลมีองค์ประกอบข้อมูล เช่น ตัวแปรหรือไฟล์

ดูเอกสาร API ได้ใน [2] ขณะนี้ มีเพียง HTTP/REST API เท่านั้นที่ได้รับการบันทึกไว้ มีการวางแผนรองรับ MQTT และ OPC UA ในอนาคต

AASX แพ็คเกจ Explorer

AASX Package Explorer ใช้เพื่อสร้างและแก้ไขไฟล์ *.AASX

AASX Package Explorer แบบโอเพ่นซอร์สมีให้ใช้งานฟรีบนGitHubซึ่งมีไฟล์ปฏิบัติการสำหรับ Windows 10 ดาวน์โหลดและแตกไฟล์เวอร์ชันล่าสุด เช่นaasx-package-explorer.2023–02–03.alpha.zipแล้วเรียกใช้AasxPackageExplorer.exe .

หากต้องการดูตัวอย่าง ให้ไปที่File → Openและเปิดcontent-for-demo/Example_AAS_ServoDCMotor_21.aasx นี่จะเป็นการเปิดตัวอย่าง AAS ต่อไปนี้สำหรับมอเตอร์กระแสตรง

ในระดับบนสุดมี ExampleMotor AAS ในระดับถัดไปมีสี่รุ่นย่อย แต่ละโมเดลย่อยมีคุณสมบัติและค่าของมัน

ตัวอย่างเช่น เราพบค่าคงที่MaxRotationSpeed ​​ภายใต้TechnicalData ตัวแปรRotationSpeed ​​อยู่ภายใต้OperationalData

หากคุณต้องการเปลี่ยนค่าหรือเพิ่มโมเดลย่อยหรือคุณสมบัติใหม่ คุณต้องเปิดใช้งานการแก้ไขโดยเลือกพื้นที่ทำงาน →แก้ไข

เซิร์ฟเวอร์ AASX

เซิร์ฟเวอร์ AASX จัดเตรียม REST API เพื่อโต้ตอบกับฝาแฝดดิจิทัลของเรา

ซอฟต์แวร์โอเพ่นซอร์สมีให้ใช้ฟรีบนGitHubซึ่งมีไบนารีสำหรับ Windows และ Linux มีคอนเทนเนอร์ Docker ให้ด้วย

บน Windows ให้ดาวน์โหลดและแตกไฟล์เวอร์ชันล่าสุด เช่นAasxServerWindows.2022–01–13.alpha.zip จากนั้นเรียกใช้startForDemo.bat

ตอนนี้คุณควรเห็นข้อความต่อไปนี้:

C:\AasxServerWindows>AasxServerWindows.exe --rest --no-security --data-path aasxs
Serving the AASXs from: aasxs
Security 1 Startup - Server
Security 1.1 Load X509 Root Certificates into X509 Store Root 
Loading aasxs\Example_AAS_ServoDCMotor_21.aasx... 

Please wait for the servers to start...
Connect to REST by: localhost:51310
http://localhost:51310/
REST Server started.
Servers successfully started. Press Ctrl-C to exit...

รับเชลล์การบริหารสินทรัพย์ที่มีอยู่

หากต้องการตรวจสอบไฟล์ *.aasx ที่มีอยู่ทั้งหมดบนเซิร์ฟเวอร์ ให้ใช้

GET http://localhost:51310/server/listaas

สิ่งนี้จะให้คำตอบต่อไปนี้แก่คุณ:

{
    "aaslist": [
        "0 : ExampleMotor : [IRI] http://customer.com/aas/9175_7013_7091_9168 : aasxs\\Example_AAS_ServoDCMotor_21.aasx"
    ]
}

รับองค์ประกอบโมเดลย่อย

ต่อไป มาอ่านRotationSpeed ​​ปัจจุบัน กับคำขอ HTTP ต่อไปนี้:

GET http://localhost:51310/aas/ExampleMotor/submodels/OperationalData/elements/RotationSpeed

หรือ

GET http://localhost:51310/aas/0/submodels/OperationalData/elements/RotationSpeed

สิ่งนี้จะให้คำตอบแก่เรา:

{
    "elem": {
        "value": "4370",
        "valueId": null,
        "semanticId": {
            "keys": [
                {
                    "type": "ConceptDescription",
                    "local": true,
                    "value": "http://customer.com/cd//1/1/18EBD56F6B43D895",
                    "index": 0,
                    "idType": "IRI"
                }
            ]
        },
        "constraints": [],
        "hasDataSpecification": [],
        "idShort": "RotationSpeed",
        "category": "VARIABLE",
        "modelType": {
            "name": "Property"
        },
        "valueType": {
            "dataObjectType": {
                "name": "integer"
            }
        },
        "kind": "Instance",
        "descriptions": null
    }, ...
}

GET http://localhost:51310/aas/ExampleMotor/submodels/OperationalData/elements/RotationSpeed/value

{
    "value": "4370"
}

ตอนนี้ เรามาเปลี่ยนRotationSpeed ​​เป็นค่าใหม่1234ด้วยคำขอ HTTP ต่อไปนี้:

PUT http://localhost:51310/aas/ExampleMotor/submodels/OperationalData/elements

กับ Payload (Body) จากelemเนื้อหาด้านบน:

{
    "value": "1234",
    "valueId": null,
    "semanticId": {
      "keys": [
        {
          "type": "ConceptDescription",
          "local": true,
          "value": "http://customer.com/cd//1/1/18EBD56F6B43D895",
          "index": 0,
          "idType": "IRI"
        }
      ]
    },
    "constraints": [],
    "hasDataSpecification": [],
    "idShort": "RotationSpeed",
    "category": "VARIABLE",
    "modelType": {
      "name": "Property"
    },
    "valueType": {
      "dataObjectType": {
        "name": "integer"
      }
    }
}

ลบองค์ประกอบโมเดลย่อย

สุดท้าย เราสามารถลบ คุณสมบัติ RotationSpeed ​​ด้วยคำขอ HTTP ต่อไปนี้:

DELETE http://localhost:51310/aas/ExampleMotor/submodels/OperationalData/elements/RotationSpeed

บทสรุป

ใช้ AASX Package Explorer เพื่อสร้างแฝดดิจิทัลของคุณเอง AASX Server จัดเตรียม HTTP/REST API ด้วยคำสั่ง GET, PUT และ DELETE

ข้อกำหนด AAS ยังอยู่ระหว่างการพัฒนา ดังนั้นซอฟต์แวร์ AASX ยังอยู่ในช่วงอัลฟ่าและอาจมีการเปลี่ยนแปลงได้

กรณีการใช้งานด้านล่างแสดงสิ่งที่เป็นไปได้ในปัจจุบัน ตัวอย่างเช่น การวัดตามเวลาจริงจะถูกส่งจากกล่องสาธิตจริงไปยัง Digital Asset Administration Shell นอกจากนี้ AAS ยังมีเอกสาร PDF และโมเดล 3D CAD

อ้างอิง

[1] Platform Industrie 4.0: รายละเอียดของShell การบริหารสินทรัพย์ — ตอนที่ 1 (2022)

[2] Platform Industrie 4.0: รายละเอียดของShell การบริหารสินทรัพย์ — ตอนที่ 2 (2021)

แหล่งข้อมูลเพิ่มเติม

เพิ่มระดับการเข้ารหัส

ขอบคุณที่เป็นส่วนหนึ่งของชุมชนของเรา! ก่อนที่คุณจะไป:

• ปรบมือให้กับเรื่องราวและติดตามผู้เขียน
• ดูเนื้อหาเพิ่มเติมในสิ่งพิมพ์ Level Up Coding
• ติดตามเรา: Twitter | LinkedIn | จดหมายข่าว