Immer mehr Firmen erstellen digitale Zwillinge. Nach einer Umfrage des Analystenhauses Gartner unter rund 600 Unternehmen setzen im IoT-Bereich bereits 75 Prozent auf Digital-Twin-Konzepte, sind in der Einführung oder planen diese für die kommenden zwölf Monate. Viele Firmen haben jedoch oft keine konkrete Vorstellung davon, was ein digitaler Zwilling genau ist. Eine klare Definition ist jedoch hilfreich, um das Potenzial des Konzeptes einschätzen zu können. Seine wohl wichtigsten Merkmale werden im Anschluss erörtert:
Kontext schafft den Wert
Zweck: Der digitale Zwilling ist keine Spielerei oder ein Wert an sich. Er muss einen klaren Zweck haben und einen konkreten Nutzen bringen.
Eindeutigkeit: Jeder digitale Zwilling hat ein direktes Gegenstück in der physikalischen Welt, das er möglichst vollständig beschreibt. Er ist also eine virtuelle 1:1-Abbildung. Dabei kann es sich um ein Werkstück, ein Produkt, eine Produktionsanlage, ein System oder auch einen Prozess handeln. Das volle Potenzial des digitalen Zwillings lässt sich nur durch diese enge Kopplung von realer und digitaler Welt erschließen. Im Zuge einer Smart-Factory-Potenzialanalyse für ihren Kunden KSB identifizierte die Managementberatung NEONEX Opti mierungschancen bei der Beschaffung der Lieferantendokumentation sowie der Erstellung von Unterlagen zur Qualitätsprüfung entlang der Supply-Chain. ‣ weiterlesen
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Digitaler Master und digitaler Schatten: Der digitale Zwilling ist eine Kombination verschiedener Datenquellen, die sich in zwei Kategorien einordnen lassen – digitaler Master und digitaler Schatten. Der digitale Master umfasst Modelle und Informationen aus der Entwicklungsphase, etwa CAD-Pläne oder Stücklisten. Er stellt die Basis für die Modellierung dar. Der digitale Schatten, auch digitale Lebenslaufakte genannt, ergänzt und aktualisiert diese Informationen. Er erfasst dazu kontinuierlich alle Zustandsdaten des realen Gegenstücks, die im Laufe eines Produktlebens anfallen.
Digitaler Regelkreis: Digitaler Zwilling und reales Produkt stehen im stetigen Datenaustausch und beeinflussen sich über Sensoren und Aktoren gegenseitig. Die Analyse der Zustandsdaten ermöglicht es, Nutzungsmuster zu erkennen, deren Auswirkungen auf das physische Produkt vorherzusagen und dieses so zu beeinflussen, dass die Gefahr von Ausfällen minimiert wird. So entsteht ein digitaler Regelkreis, der je nach Integrationsstufe autonom oder teilautonom ablaufen kann.
Daten entlang des gesamten Lebenszyklus
Um Nutzen aus einem digitalen Zwilling ziehen zu können, gilt es auch einige Herausforderungen zu meistern. So müssen über den gesamten Produktlebenszyklus eindeutige und nachvollziehbare Daten vorliegen. Diese Informationen müssen ausreichend geschützt sein. Rechtliche Vorgaben für die Erfassung, Verwaltung und Nutzung sind zu beachten. Alle notwendigen Datenquellen müssen durchgängig, nutzenorientiert und über alle relevanten Bereiche hinweg integriert werden. Zwischen digitaler und realer Welt muss also eine enge Verbindung bestehen.
Die wichtigsten Anwendungsszenarien
Die Einsatzmöglichkeiten für den digitalen Zwilling reichen von der Qualitätssicherung in der Herstellung bis zu nutzungsbasierten Geschäftsmodellen. Hier einige typische Beispiele:
