Digitaler Zwilling: Auf den Kontext kommt es an

Digitaler Zwilling: Auf den Kontext kommt es an

Einordnung und Zusammenhänge mit Fokus Fertigungsumfeld

Überall ist zu lesen und hören, dass der digitale Zwilling eine große Zukunft hat. Die Beschreibung dieses Technologie-Konzepts fällt aber mitunter sehr unterschiedlich aus. Wer sich damit beschäftigt stellt schnell fest: diese Vielstimmigkeit hat Gründe, die zu kennen eigene Investitionsentscheidungen erleichtert.

Nicht in allen Fällen, aber leider immer noch zu oft, wird der Begriff "digitaler Zwilling" lediglich aus der jeweiligen Anwendung heraus erklärt. Das kann beim Leser bzw. Zuhörer entsprechend zu einem Missverständnis führen.

Um das Thema zu erschließen, hilft es, eine grundlegende Definition heranzuziehen. Danach ist der digitale Zwilling das virtuelle Gegenstück eines Prozesses, eines Produktes oder auch einer Dienstleistung, das die reale und virtuelle Welt verbindet. Die Kopplung von realer und virtueller Welt geschieht dabei durch einen softwaregestützten Datenaustausch. Über diese Verbindung lässt sich der jeweilige Prozess, das Produkt oder die Dienstleistung simulieren, steuern und optimieren.

Digitale Zwillinge sind so unterschiedlich wie reale Zwillinge

Die Begriffsbestimmung macht klar, warum es viele digitale Zwillinge gibt: Das Konzept kann in den unterschiedlichsten Szenarien angewendet werden. Entsprechend ist die Rede vom digitalen Zwilling eines Produkts, einer Fertigungszelle, einer Fabrik oder der Supply Chain.

Folgerichtig kann es den digitalen Zwilling nicht geben - es hängt von dem Anwendungsbereich und konkret vom Anwendungsfall ab, welche Technologien und Methoden jeweils benötigt werden. Die Einführung des digitalen Zwillings funktioniert nicht per Software-Upload.

Anwendungsbereiche und Nutzendimensionen in der Fertigungsindustrie

Lässt die Definition also offen, was genau den digitalen Zwilling konstituiert, dann formuliert sie ihr Nutzenversprechen umso deutlicher.

In Echtzeit über aktive Datenanbindung simulieren, steuern und optimieren: diese Optionen eröffnen der Fertigungsindustrie vielversprechende Einsatzmöglichkeiten.

Einige Beispiele

• Produktionssteuerung dem Ist-Zustand annähern: Die Produktion wird nach einem Idealzustand geplant, den das ERP-System abbildet. Der Planungshorizont eines ERP-Systems umfasst aber heute bestenfalls 24 Stunden. Wenn innerhalb dieses Zeithorizonts ein unerwartetes Ereignis eintritt - Mitarbeiter erkranken, der LKW mit Material steht im Stau - dann bildet das die IT nicht ab. Mit dem Konzept des digitalen Zwillings (hier Fabrik-Zwilling/Factory Twin) ist das Unternehmen in der Lage, softwaregesteuert wesentlich kurzfristiger und nach Planungsschluss zu reagieren. Das Ergebnis ist eine höhere Produktivität.
• Predictive Maintenance für Maschinen/Anlagen: Statt vorbeugend wird auf Basis der Echtzeitüberwachung und -analyse, die der Digitale Zwilling (hier Anlagen/Maschinen-Zwilling) ermöglicht, vorrauschauend gewartet. Die Vorteile sind die höhere Verfügbarkeit, Lebensdauer, Leistung und Produktivität der Anlage/Maschine.
• SPS-Validierung als Teil der virtuellen Inbetriebnahme: Mit dem digitalen Zwilling der Anlage können ihre Funktionen bereits in einer virtuellen Umgebung getestet und abgesichert werden. Die Vorteile sind zum Beispiel die Möglichkeit zur Fehlererkennung in früheren Projektphasen und eine schnellere Inbetriebnahme. Weitere Erläuterungen bietet Ihnen die Darstellung der SPS-Validierung mit FASTSUITE und das dazugehörige Youtube-Video.
• Höhere Effizienz im Toleranzmanagement: Auf Basis virtueller Prototypen (Produkt-Zwilling) kann ich z. B. Funktions- und Qualitätsanalysen durchführen, wirtschaftliche Toleranzkonzepte erarbeiten sowie die Prozesssicherheit der Fertigungsprozesse frühzeitig optimieren. Mehr zum Thema im CENIT Newsroom.

Es lässt sich leicht vorhersagen, dass in den kommenden Jahren zu diesen Ansätzen noch viele folgen werden. Die Marktveränderungen sind weiterhin rasant und ganz gleich ob "Green-Field" oder "Brown-Field", erfolgreich werden nur die Player mit neuen Ideen und optimalen Prozessen bleiben.

Think Big, Start Small, Start now

Für den Entscheider geht es jetzt darum, mit seinem Team den digitalen Zwilling zu identifizieren, der orientiert am strategischen Geschäftsziel und basierend auf der digitalen Roadmap die sinnvollste Innovation und Investition darstellt.

Von da aus ergibt sich, welche Technologien das Unternehmen benötigt und wo die digitale Kontinuität in den Dimensionen virtuelles Produkt, digitale Prozesse und autonome Produktion zuerst anzugehen ist.

Bei CENIT raten wir Managern, auf die digitale Transformation mit dem Ansatz "Think Big, Start Small, Start now" zuzugehen. Wenn Sie sich dabei unseren Expertenrat wünschen melden Sie sich gerne unter [email protected].

ZUM WEITERLESEN: AUFFASSUNGEN UND STANDPUNKTE ZUM THEMA DIGITALER ZWILLING

• "Digital twins - rise of the digital twin in Industrial IoT and Industry 4.0"
  (i-scoop)
• "Was kann der Digitale Zwilling?"
  (Juliana Pfeiffer, Konstruktionspraxis Online, 04/2018)
• "Designing better machines: the evolution of a cognitive Digital Twin explained"
  (IBM, Internet of Things Blog, 01/2018)
• "How Digital Twin Tech Helps Drive Industry"
  (Dassault Systèmes / Forbes, 11/2018)