From Supply Chain Data to Digital Twins: A GS1–AAS Interoperability Bridge

Dieses Proof-of-Concept entwickelt einen unidirektionalen Konverter von GS1-basiertem JSON-LD (GS1 WebVocabulary) zu AAS-Formaten. Es ermöglicht semantische Interoperabilität und unterstützt einen standardisierten domänenübergreifenden Datenaustausch zwischen Lieferkettendaten und digitalen Zwillingen.

Ergebnis

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Ergebnis

Das Projekt entwickelte einen prototypischen Konverter, der GS1-basierte JSON-LD-Daten in das Format der Asset Administration Shell (AAS) überführt. Ziel war es, semantische Interoperabilität zwischen Lieferkettendaten und digitalen Zwillingen zu demonstrieren und damit einen standardisierten, domänenübergreifenden Datenaustausch zu unterstützen.

Die Arbeiten wurden von der ZHAW als Projektleitung durchgeführt. GS1brachte Projektmanagement, Anforderungen und Eingangsdaten ein. BloqSens unterstützte das Projekt durch ein unabhängiges Code Review sowie durch das Hosting eines webbasierten Demonstrators.

Das zentrale Ergebnis ist ein quelloffener, frei nutzbarer unidirektionaler Konverter, der Eingabedaten im Format GS1 WebVocabulary / Digital Product Passport JSON-LD in AAS-Ausgaben transformiert. Der Konverter analysiert semantische JSON-LD-Strukturen, identifiziert unterstützte Elemente, bildet diese auf AAS-Submodellelemente ab, validiert die erzeugte AAS-Umgebung und erstellt transparente Berichte, die erklären, welche Daten konvertiert, beibehalten oder verworfen wurden.

Ein webbasierter Demonstrator ist hier verfügbar:
www.bloqsens.com/json2aas/

Das Projekt bestätigte, dass eine Überführung von einer offenen Web-Vokabular-Architektur in die AAS grundsätzlich machbar ist. Gleichzeitig zeigte sich, dass eine zuverlässige semantische Konvertierung reife, klar definierte Eingangsvokabulare sowie eindeutige Governance-Regeln erfordert. Künstliche Intelligenz kann zwar dabei helfen, wahrscheinliche Zuordnungen zu identifizieren; ein vertrauenswürdiger Konverter muss jedoch auf expliziten semantischen Definitionen und nicht auf Wahrscheinlichkeiten beruhen.

Der aktuelle Prototyp konzentriert sich bewusst auf unterstützte und semantisch belastbare Strukturen. Er zielt nicht darauf ab, beliebige produktspezifische Attribute automatisch zu interpretieren, Quelldaten automatisch zu reparieren oder alle möglichen AAS-Templates abzudecken. Diese Einschränkungen sichern das Vertrauensmodell des Konverters und schaffen eine klare Grundlage für zukünftige Erweiterungen.

Beschreibung

Wertschöpfungsketten in der Produktion basieren auf der fortschreitenden Aggregation von Komplexität: Rohmaterialien und einfache Komponenten werden beschafft, montiert oder weiterverarbeitet und so zu immer komplexeren Systemen zusammengeführt. Dieses Muster wiederholt sich in den höheren Stufen einer Wertschöpfungskette, etwa im Schienenfahrzeugbau, in der automobilen Zulieferindustrie oder im Maschinenbau. Dieselbe Komplexitätsaggregation zeigt sich auch in den zugehörigen Informationsflüssen.

Zulieferer in unteren Wertschöpfungsstufen – häufig KMU – möchten die von ihnen erfassten Daten mit ihren nachgelagerten B2B-Kunden teilen. Dabei nutzen sie meist einfache, webtechnologie-basierte Datenformate wie JSON-LD und Web-Vokabulare (z. B. schema.org, GS1 WebVocabulary), während in höherwertigen Fertigungsstufen deutlich komplexere Formate der Asset Administration Shell (AAS) zum Einsatz kommen.

Vor diesem Hintergrund verfolgt das Projekt das Ziel, einen leichtgewichtigen, unidirektionalen Konverter (JavaScript-basiert und webbasiert) zu entwickeln, der GS1-basiertes JSON-LD in höherkomplexe AAS-Repräsentationen überführt. Dadurch können Lieferanten in unteren Wertschöpfungsstufen ihre Daten nahtlos in die Digital-Twin-Ökosysteme der fortgeschrittenen Fertigung integrieren. Der Konverter wird als Open-Source-Lösung bereitgestellt und bildet somit eine grundlegende „Stammzelle“ für zukünftige industrielle Anwendungen, die die erhebliche Komplexitätslücke zwischen einfachen und hochkomplexen Supply-Chain-Partnern überbrücken.

Konkret entsteht ein Werkzeug, das GS1-WebVocabulary-JSON-LD als Eingabe verarbeitet, den Nutzer nach zusätzlichen Angaben fragt, die für die Strukturierung der komplexeren AAS nötig sind, und anschliessend eine AAS-konforme Datei generiert. Auf diese Weise entsteht eine praxisnahe Interoperabilitätsbrücke, die einen standardisierten, domänenübergreifenden Datenaustausch entlang der gesamten Wertschöpfungskette unterstützt.