Digitale Zwillinge erobern momentan branchenübergreifend den Markt. Sie sollen der Schlüssel für den Innovationsvorsprung sein. Was steckt hinter dem Trend der IT-Branche? Was ist ein Digital Twin und wie kann er die reale und die digitale Welt miteinander verbinden?

Was ist ein Digitaler Zwilling?

Man kann sich den Digital Twin als digitales, synchronisiertes Modell eines realen Produktes bzw. Prozesses vorstellen, welches Produkt- bzw. Prozessdaten sammelt, analysiert und – als System-Monitoring in Echtzeit bereitstellt und auch wieder zur Steuerung nutzt. Einfach gesagt: Damit entsteht eine virtuelle, zunehmend vollständige Abbildung eines Produkts oder eines Vorgangs, das sich für Verbesserung und Verschlankung von Prozessen oder auch Innovation nutzen lässt. Damit ist er ein wesentlicher Baustein intelligenter Digitalisierung.

„In verschiedenen Branchen bestand schon immer der Bedarf, ein möglichst vollständiges Abbild von geplanten und realisierten Artefakten zu erhalten, seien es nun Produkte, Gebäude oder komplexer Umgebungen. Vor allem eben auch dann, wenn das Artefakt die eigenen Unternehmensgrenzen verlässt“, so Frank Lamack, Senior Consultant für Augmented & Virtual xReality und Digital Twin. Und genau das bieten die technischen Möglichkeiten aus Digitalisierung, Virtualisierung und Automatisierung.

Wo werden Digitale Zwillinge eingesetzt?

  • Automobilbranche: z.B. Fahrzeugdaten
  • Energiebranche: z.B. Windrad-Wartung
  • Gesundheitsbranche: z.B. Patientendaten
  • IT: z.B. Rechenzentren
  • Produktion: Maschinen-Kontrolle
  • uvm.
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Wie genau funktioniert der Digital Twin?

Um einen digitalen Zwilling zu erschaffen, werden die entsprechenden realen Produkte mit Sensorik, Antriebselementen und Sendeelementen ausgestattet. Durch die Sensorik können Angaben zu ihrem aktuellen Status gemacht werden, die Sendeelemente fungieren als Vernetzung. Dieses Verfahren bezeichnet man als ‚Retrofit‘. Die Produkte werden so zu ‚things‘ sozusagen digitalisiert und lassen sich in zugehörigen IoT-Plattformen oder Big-Data-Lösungen integrieren, was eine Datenanalyse und -statistik ermöglicht. Benutzeroberflächen ermöglichen eine Visualisierung und Steuerung der Daten durch den Menschen. Für Lamack zeichnet sich jetzt schon ab , dass hierbei „die Entwicklung weg von stationären Desktop-Systemen hin zu mobilen Geräten wie Tablets, Smartphones oder Augmented-Reality-Brillen“ gehe, was es letztendlich erlaube, von ‚smarten‘ Produkten zu sprechen.

Welche Voraussetzungen müssen für die Nutzung von Digitalen Zwillingen geschaffen werden?

Der Digital Twin benötigt eine ganze Menge an IT-Infrastrukturen. Basis sind IoT-Lösungen sowie IT-Systeme wie ERPMES, PDM/PLM oder und CAD. Diese Systeme werden durch IoT-Clouds für die Daten aus IoT-Infrastrukturen erweitert adaptiver gemacht. Auch die Produkte selbst müssen sich natürlich umwandeln, um einen digitalen Zwilling zu erhalten: Das bedeutet, dass ihr statischer Zustand in einen automatisch aktualisierbaren verändert werden muss. Auch der Mensch spielt beim Digital Twin eine wichtige Rolle. Die Schnittstelle von Mensch und Maschine sollte weiter entwickelt und eingesetzt werden. Das geht z.B. durch Sprachsteuerung und mittels mobiler Visualisierungssysteme wie AR oder VR. Zu guter Letzt müssen ebenfalls die Systeme von Unternehmen durchlässiger werden. ‚Datensilos‘ verhindern ansonsten sowohl den Daten- als auch den Ideenfluss und behindern eine gute Zusammenarbeit unter Mitarbeitern. Danach sollte dem Digital Twinning nichts mehr im Weg stehen.

Was für Vorteile ergeben sich beim Einsatz von Digital Twins für Unternehmen?

Durch die Synchronisation und das Monitoring kann der Status und Ablauf von Maschinen und Anlagen in Echtzeit besser und transparenter überprüft werden. So lassen Unternehmen Fehler in den Prozessen oder der Maschinenauslastung eher erkennen und diesen gezielter vorbeugen. Höhere Geschwindigkeiten, kürzere Reaktionszeiten und somit schnellere Entscheidungen sind so möglich. Der Digital Twin ermöglicht damit Unternehmen bessere Durchgängigkeit, Kapazitätsplanung sowie eine bessere Produktionssteuerung. Außerdem fällt durch das digitale Modell die Entwicklung von teuren und aufwändigen Prototypen weg, andererseits steigt die Varianz möglicher Produktausprägungen.

„Die bessere Datenlage ermöglicht ein verbessertes Kundenverständnis, damit bedarfsgerechtere Kundenservices und den Wegfall von Streueffekten“

– Frank Lamack, Senior Consultant für Augmented & Virtual xReality und Digital Twin

Außerdem kann der Digital Twin natürlich über die Vorteile in der Produktion hinaus auch auch zu einer kundenbezogenen Customer-Journey beitragen.  Seine Vorteile kann er dort allerdings nur erbringen, sofern der Kunde mit der Datenübertragung einverstanden ist. Produkte, die derart dynamisch und so adaptive werden, bieten die Voraussetzung, sich viel besser dem Kunden und seinen Nutzungswünschen anzupassen. Durch lernende Produkte können Kunden auch passendere Services angeboten werden, der Nutzungskomfort steigt- das Ideal ist ein Produkt wie ein Companion. Für Unternehmen wird dabei zum ersten Mal wirklich sichtbar, ist der Kunde einverstanden, wie der Kunde das Produkt tatsächlich nutzt. Das trage schließlich zu einem entscheidenden Innovationsvorsprung bei und hat so auch einen entscheidenden Nutzen für den Kunden.

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