Inside KIOptiPack: „Demonstrator 2“ – die Datenschnittstelle
Ziel des Innovationslabors KIOptiPack ist die Entwicklung einer ersten Dateninfrastruktur mit Schnittstelle für die vereinfachte Integration von Prozess- und Produktionsdaten. Diese kann als Grundlage genutzt werden, um eine effiziente Nutzung der Materialströme im Kunststoff-Kreislauf sicherzustellen.
Der Datenraum – aktueller Stand der digitalen Infrastruktur
Der Datenraum wird dezentral auf Basis des Microservice Frameworks „FastIot“ aufgebaut, um völlige Souveränität über die auszutauschenden Daten und eine vereinfachte Integration zu gewährleisten. Ein Plugin bindet dieses Framework an den European Data-Space Connector (EDC) im Kontext von Gaia-X an. Gaia-X, die europäische Vision einer föderierten Architektur für souveränen Datenaustausch, ermöglicht im Projekt KIOptiPack den Aufbau einer sicheren und föderierten Dateninfrastruktur.
Um die Daten semantisch korrekt zu annotieren und ihnen eine menschen- und maschinenlesbare Bedeutung zuzuordnen, wurde im Rahmen des Projekts eine umfassende Domänenontologie entwickelt. Diese Ontologie beschreibt die Daten und ihre Beziehungen mit einem einheitlich definierten Vokabular, wodurch sie besser abfragbar und interpretierbar werden.
Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Auswahl und der Definition geeigneter Schnittstellen und Geräte zur Datenerfassung. Aktuell werden Werkzeuge entwickelt, die eine automatisierte Zusammenführung von Messdaten und die interoperable Bereitstellung von Daten aus Laborgeräten und Industrieanlagen über Schnittstellen wie OPC UA ermöglichen. Die im Projekt aufgebaute Infrastruktur und die erstellten Blueprints zielen darauf ab, eine praktische und sichere Nutzung von KI-Modellen zu ermöglichen.
Entwicklung der Ontologie
Die erwähnte, bereits prototypisch implementierte, Domänenontologie definiert das kontrollierte Vokabular für den Datenaustausch, indem sie eine Klassenstruktur und Relationen bereithält, die bei der systematischen Beschreibung von Materialien, Produkten, Systemen, Prozessen, Messungen und jeweils zugehörigen relevanten Aspekten im Anwendungsgebiet helfen. Beispielsweise kann mit ihr formal erläutert werden, welche spezifischen Messdaten für welches rezyklatbasierte Produkt mit welchem Messsystem an welcher Maschine erhoben wurden. Zur Sicherstellung der Interoperabilität der Ontologie wurden ihrer Entwicklung bestehende, etablierte Ontologien und Taxonomien nachgenutzt. Die Domänenontologie wird nun im Projekt fortlaufend in den EDC integriert.
Ein Hauptaugenmerk des Projekts liegt somit auf der Entwicklung eines leicht zu implementierenden Ansatzes, um Daten zu sammeln und real-time zu nutzen. Zur Sicherstellung der Interoperabilität werden bei der Entwicklung bestehende und etablierte Technologien nachgenutzt. Das Plugin zum EDC ermöglicht damit eine vereinfachte Teilnahme an Gaia-X.
Dieser Beitrag wurde erstellt von Sofia Tsaka, Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV.
