Industrielles Internet der Dinge, digitale Zwillinge und cyber-physische Regelkreise für NDE 4.0

Wie bei den vorangegangenen Revolutionen besteht das Ziel der vierten Revolution darin, Fertigung, Konstruktion, Logistik, Instandhaltung und andere damit verbundene Bereiche schneller, effizienter und kundenorientierter zu gestalten. Dies gilt für klassische Industriezweige, für den Tiefbau sowie für die zerstörungsfreie Prüfung (NDE) und geht mit neuen Geschäftsmöglichkeiten und -modellen einher. Kernkomponenten zur Umsetzung dieser vierten Revolutionen sind die semantische Interoperabilität, also die Umwandlung von Daten in Informationen; das industrielle Internet der Dinge (IIoT), das jedem Gerät, jeder Anlage oder jedem Objekt die Möglichkeit bietet, über standardisierte, offene Schnittstellen miteinander zu kommunizieren; sowie der digitale Zwilling, der alle verfügbaren Informationen in Wissen umwandelt und den cyber-physischen Regelkreis schließt. Für die zerstörungsfreie Prüfung (NDE) kann dieses Konzept genutzt werden, um (1) die Hardware und Software des Prüfsystems zu entwerfen, zu verbessern und anzupassen, (2) die für den Kunden beste Prüflösung auszuwählen und anzupassen, (3) zur Steigerung der Prüfleistung sowie (4) zur Ermöglichung von Fernzugriffsschnittstellen und -messtechnik für die zerstörungsfreie Prüfung, wodurch gleichzeitig eine bessere Qualität, Geschwindigkeit und Kosteneffizienz erreicht werden. Im weiteren Sinne ist die Integration der zerstörungsfreien Prüfung (NDE) in das IIoT und den digitalen Zwilling die Chance für die NDE-Branche, den längst überfälligen Wandel von einer Kostenstelle zu einer Wertschöpfungsstelle zu vollziehen. In den meisten Fällen werden die durch die NDE gesammelten Daten für eine Qualitätssicherungsbewertung verwendet, die zu einer binären Entscheidung führt. Der Informationsgehalt der zerstörungsfreien Prüfung reicht jedoch weit darüber hinaus und ist für weitere Gruppen von großem Interesse: Ingenieure und das Management. Einige dieser Gruppen sind sich derzeit möglicherweise der Vorteile von NDE-Daten nicht bewusst, und die NDE-Branche erschwert den Zugang durch proprietäre Schnittstellen und Datenformate unnötig. Beide Herausforderungen müssen nun von der NDE-Branche angegangen werden. Die großen IT-Akteure warten nicht ab, und sollten entsprechende Lösungen auf dem Markt nicht verfügbar sein, werden sie zusätzliche Datenquellen – darunter Ultraschall, Röntgen oder Wirbelstrom – entwickeln und anbieten. Dieses Kapitel basiert auf Inhalten aus „The Core of the Fourth Revolutions: Industrial Internet of Things, Digital Twin, and Cyber-Physical Loops“ (Vrana, J Nondestruct Eval 40:46, 2021).