Mit digitalen Zwillingen performt Ihr Business doppelt gut

Was ist ein digitaler Zwilling?

Ein digitaler Zwilling (DZ) bildet Prozessabläufe, Systeme oder Objekte 1:1 in einem Computermodell ab. Die virtuelle Kopie verhält sich dabei genauso wie ihr reales Gegenstück. Ursprünglich wurde der DZ eingeführt, um die hohen Kosten für Tests von Fluggeräten mittels Simulation zu senken.

Industrie 4.0 setzt die Zwillinge aus der Virtualwelt inzwischen in vielen Bereichen und vor allem aus 2 Gründen ein:

• um in komplexen Prozessen Optimierungspotenzial zu finden
• um neue Ideen oder System-Änderungen ressourcenschonend zu testen, bevor das Ergebnis in die reale Praxis übertragen wird.

Jede Maschine existiert in Zukunft zweimal

In Zukunft könnte jedes Produkt, jede Maschine und jede Produktionsstätte doppelt existieren: als physisches Objekt und als virtuelles Abbild davon. Beide sind miteinander vernetzt und exakt synchronisiert und können einander daher wechselseitig beeinflussen: Das reale Objekt lässt sich über den digitalen Zwilling steuern, umgekehrt lässt sich am Computermodell der Zustand des physischen Objekts ablesen.

Die virtuelle Testumgebung macht auch in komplexen Systemen schon frühzeitig sichtbar, wie sich (Design-)Entscheidungen praktisch auswirken.

Digitale Zwillinge können sich im Betrieb also auf vielfältige Weise nützlich machen. Sie:

• analysieren den aktuellen Betriebszustand von Maschinen
• prognostizieren zukünftiges Verhalten und sehen Ausfälle voraus
• erkennen die Ursachen von Qualitätsproblemen und
• optimieren Prozesse in Echtzeit während laufendem Betrieb

Zeit, Ressourcen und Geld sparen

Konkrete Beispiele dafür, wie digitale Zwillinge Business rentabler, schneller und nachhaltiger machen:

Kürzere Time-to-Market
Entwickler können Ideen und Produktvarianten virtuell testen, bevor wertvolle Rohstoffe verbraucht werden. Das bringt Produkte schneller zur Marktreife, weil zum Beispiel der teure Bau und aufwendige Einsatz von Prototypen entfällt. 

Training ohne Risiko
Durch Simulieren möglicher Einsatz-Szenarien können Mitarbeiter in sicherer Umgebung geschult werden, ohne realen Risiken ausgesetzt zu sein. 

Predictive Maintenance
Ein digitaler Zwilling ermöglicht spezifisches Monitoring von Prozessen. Aus den Daten der tatsächlichen Nutzung lassen sich genaue Aussagen zu Verschleiß und Lebensdauer von Produkten oder Komponenten ableiten. Der DZ erkennt exakt, wann eine Anlage gewartet werden muss, wann eine Reparatur oder der Austausch einer Komponente fällig wird. Das minimiert Produktionsausfälle und verringert die Kosten für Instandhaltung.

So wird die Produktion „grüner“

Nachhaltigkeit in der Produktion ist für Unternehmen wie Konsumenten heute eminent wichtig – und sie ist gleichzeitig ein zentraler Pluspunkt des digitalen Zwillings. Er vereint alle Informationen im virtuellen Raum und kann Abläufe simulieren, was in der echten Welt nie möglich wäre:

• Unternehmen können durch digitale Simulation ihren Rohstoffverbrauch besser planen und umsetzen. 
• Das automatisierte Steuern und Überwachen von Anlagen über den digitalen Zwilling macht Produktionsverfahren effizienter – etwa durch Optimieren von Rohstoffeinsatz und Minimieren von Leerlaufzeiten. 
• Der digitale Zwilling kann gesamte Prozesse digital abbilden, auch eine Lieferkette. So lässt sich die ganze Supply-Chain auf Nachhaltigkeit ausrichten und der CO2-Fußabdruck eines Produkts verkleinern.
• Lieferketten und Ressourcen können besser synchronisiert und je nach Bedarf angepasst werden. Das vermeidet Engpässe oder Überkapazitäten.

Wie geht man am besten an die Sache heran?

Ein digitaler Zwilling ist keine kurzfristige Lösung, sondern dazu gedacht, Prozesse auf lange Sicht zu optimieren.
Unternehmen müssen den Einsatz daher sorgfältig planen und exakte Ziele formulieren, die messbar, realistisch und termingebunden sind.

Firmen sollten vorab also Fragen klären wie: Was genau soll mit dem DZ erreicht werden? In welchen Bereichen soll er implementiert werden? Wie passt das virtuelle Modell in die Digitalisierungsstrategie des Unternehmens?

Wie gut der digitale Zwilling funktioniert, hängt auch davon ab, wie effizient die Vernetzung des Datenverwaltungssystems ist.
Mögliche Fragen dazu: Welche Daten brauche ich in welcher Qualität? Wie werde ich sie erfassen, auswerten und analysieren? Habe ich ein effizientes System zum Verwalten und Bearbeiten der Daten?