Digital Twins

Digitale Zwillinge machen das Internet of Things noch intelligenter. In diesem Video erfahrt Ihr was ein digitaler Zwilling ist und wie dieser in Prozessen der industriellen Wertschöpfung eingesetzt werden kann, um sich einen entscheidenden Wettbewerbsvorteil zu sichern.

Das Marktforschungsinstitut Gartner hat 599 Unternehmen in Deutschland, Großbritannien, USA, Indien, China und Japan mit laufenden Internet of Things-Projekten befragt, ob sie Digital Twins verwenden. Lediglich 13% nutzen einen digitalen Zwilling, allerdings befinden bei 62% der Unternehmen entsprechende Projekte in Planung. Gartner schließt durch diese Umfrageergebnisse darauf, dass sich Digital Twins allmählich bei der breiten Masse der Firmen durchsetzen können.

Digital Twins sind virtuelle Repräsentationen von physischen Objekten, die im Produktdesign, für Simulationen, Monitoring, Optimierung und Wartung eingesetzt werden können. Dabei können Digital Twins sowohl für bereits existierende Objekte als auch für erst zukünftig existierende Objekte erschaffen werden. Diese werden mit denselben CAD-Systemen und Modellierungswerkzeugen erstellt, die auch in der Produktentwicklung eingesetzt werden. Die entsprechenden Modelle werden für spätere Stufen des Produktlebenszyklus beibehalten, denn Digital Twins sind mehr als nur reine Daten. Sie können Modelle und Algorithmen enthalten, die Eigenschaften der realen Objekte und deren Verhalten nachbilden.

Laut Dr. Michael Grieves benötigen Digital Twins drei Elemente:

    1. das physische Produkt

    2. seinen digitalen Doppelgänger

    3. Informationen, die beide miteinander verbindet.

Eine sehr einfache Form eines digitalen Zwillings liefert das folgende Beispiel: ein Auto ist mit einem Sensor ausgestattet, der den Ölstand überwacht. Der Sensor erkennt also, wann ein Ölwechsel ansteht. Diese Daten sendet der Sensor an den Digital Twin, der wiederum ein Abbild der Daten erzeugt und auf dem Smartphone des Besitzers anzeigt.

Um Digital Twins voll auszunutzen, werden Sensoren in den physischen Objekten verbaut, die Umgebungs- und Verhaltensinformationen sammeln und an den digitalen Zwilling zurücksenden. So hat DHL beispielsweise mit dem DHL Supply Chain Asia Digital Twin Warehouse die Warenlager intelligenter und sicherer gemacht. Flurförderfahrzeuge wurden mit Internet of Things-Technologie ausgestattet und zahlreiche weitere Sensoren wurden im Warenlager verbaut. All diese dadurch ermittelten Daten werden in einer virtuellen Darstellung des Warenlagers zusammengeführt und ausgewertet. DHL verbessert durch diese digitale Lösung die Effizienz des Warenlagers. Der Verkehr kann besser überwacht werden, wodurch Stau reduziert wird. Alle notwendigen operativen Daten liegen dabei in Echtzeit vor.

Der Chemiekonzern BASF will Digital Twins zur virtuellen Nachbildung von Gebäuden einsetzen. Der Digital Twin wird große Datenmengen zur Bauweise, zum Design, zum Bauprozess und vielen weiteren enthalten. Durch diesen Digital Twin sollen Baukosten gesenkt und die Energieeffizienz und Lebensdauer der Gebäude verbessert werden.

Und auch zahlreiche weitere Unternehmen setzen zunehmend auf digitale Zwillinge. Durch Sensoren werden permanent Daten gesammelt und mit dem digitalen Zwilling ausgetauscht. Produktfehler werden so frühzeitig erkannt und können kosteneffizient ausgebessert oder sogar in der Entwicklungsphase vermieden werden. Aber auch Anlagen und Bauteile können nach der Auslieferung effizient kontrolliert und gewartet werden.