Der digitale Zwilling simuliert ganze Fabriken
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Der digitale Zwilling simuliert ganze Fabriken

Unternehmen müssen neue Produkte und Services immer schneller auf den Markt bringen. Gut, wenn sie deren Entwicklung beschleunigen können. Digitale Zwillinge – die virtuellen Abbilder von Maschinen oder ganzer Fabriken – machen‘s möglich.

Mit digitalen Zwillingen wird das Internet der Dinge doppelt schlau: Unter einem solchen virtuellen Doppelgänger versteht man – so die Definition laut Gabler Wirtschaftslexikon – ein „computergestütztes Modell eines materiellen oder immateriellen Objekts“. Dabei kann es sich um die virtuelle Dopplung eines Produktes oder einer Dienstleistung bis hin zum digitalen Abbild einer ganzen Fabrik handeln. Bislang nutzen Unternehmen diese virtuellen Avatare vor allem in der Produktion oder im Anlagenbau. So sind sie zum Beispiel schon bei Windkraftanlagen oder in der Luftfahrt im Einsatz und machen dort vorausschauende Wartung möglich. Mit digitalen Zwillingen von Flugzeugtriebwerken können die Techniker beispielsweise Vibrationen, Öldruck- oder Temperatur und deren Auswirkungen nachvollziehen und den Zeitpunkt besser einschätzen, wann Maschinenteile verschleißen.

Digitale Zwillinge beschleunigen Produktentwicklung

Mit den digitalen Wahlverwandtschaften lassen sich innerhalb kürzester Zeit Szenarien im Produktentwicklungsprozess durchspielen, Lösungsstrategien entwickeln oder verwerfen. Teure Prototypen sind dafür nicht mehr notwendig. Schon während der Produktentwicklung lässt sich mit dem digitalen Zwilling beispielsweise klären, ob die Produktionsanlagen eines Unternehmens bei der Herstellung eines neuen Produkts mit Schwierigkeiten rechnen muss. Wer neue Anlagen oder Maschinen einsetzen will, nimmt sie einfach vorab virtuell in Betrieb und verkürzt später die realen Ausfallzeiten. Ähnlich also wie bei virtuellen Crashtests, die man schon länger aus der Fahrzeugentwicklung kennt: Erst virtuell testen, dann in der Realität umsetzen.

Damit die digitalen Zwillinge den Zustand einer Produktionsanlage aber tatsächlich widerspiegeln, füttern die Sensoren sie kontinuierlich mit Daten und Informationen. „Die Möglichkeiten sind riesig“, sagt Collin Parris, Vorstand von GE Software Research. Parris‘ Team hat für den Formel-1-Rennstall McLaren-einen Digital Twin entwickelte, der ein echtes Abbild des Rennwagens liefert. „Digitale Zwillinge geben uns die Möglichkeit, Verschleiß und Schäden an Maschinen punktgenau vorherzusagen. Wir können damit den Energieverbrauch optimieren und Ausfallzeiten auf ein Minimum reduzieren. Und diese Informationen helfen nicht nur unseren Kunden, sondern ermöglichen noch weitere Geschäftsmodelle.“

Die digitale Dublette erobert den Alltag

Das Potenzial der digitalen Zwillinge ist natürlich nicht auf den B2B-Bereich, die Industrie 4.0 oder die Formel 1 begrenzt: Auch Verbraucher könnten schon bald Bekanntschaft mit dem digitalen Zwilling machen. Laut der Deloitte-Studie „Grenzenlos vernetzt – Smarte Digitalisierung durch IoT, Digital Twins und die Supra-Plattform“. existieren bis 2020 voraussichtlich weltweit mindestens 20 Milliarden Internet-of-Things-Endpunkte, etwa 4,5 Milliarden davon in Europa. Sie sind es, die die Digital Twins potenziell mit den erforderlichen Daten versorgen werden, „um sie damit zu Bausteinen der intelligenten Digitalisierung machen zu können“, schreiben die Analysten von Deloitte. Auf diese Weise dürften digitale Zwillinge für Smart Homes, Connected Cars oder im Gesundheitswesen bald erheblichen Mehrwert schaffen.

„Eine virtuelle Probefahrt wird vermutlich schon im kommenden Jahr zum Angebot von Automobilherstellern gehören. Hierbei können zukünftig mithilfe eines Digital Twin realistische Fahrmanöver im Grenzbereich simuliert und beispielsweise über Virtual Reality visualisiert werden“, zitiert IT-Business den Deloitte-Technologie-Leiter Milan SallabaIm. Im Gesundheitsbereich ließe sich die Vorsorge für Diabetespatienten verbessern: Die speichern und visualisieren ihre Blutzuckerwerte auf vernetzten Messgeräten und können ihre Werte in Echtzeit jederzeit an den behandelnden Arzt übertragen. Sportlich besonders Motivierte dürfen sich künftig auf dem stationären Heimtrainer Wettrennen mit Profis aus der ganzen Welt liefern. Vieles andere ist noch Zukunftsmusik, auch wenn man längst intensiv daran arbeitet. So wollen Wissenschaftler einen digitalen Zwilling für Patienten entwickeln, an dem sich dann die Wirkungsweisen von Medikamenten testen lassen.

Die Rezeptur für den digitalen Zwilling

Sensoren, Konnektivität zwischen dem realen Objekt und dem virtuellen Modell, Daten, die die Zwillinge austauschen können, sowie ein User Interface, das die relevanten Daten visualisiert: Mehr braucht es nicht, um den virtuellen Zwilling in der realen Welt einzusetzen. Allerdings sehen die Analysten im stark fragmentierten Ökosystem für das Internet der Dinge einen echten Bremsklotz und fordern eine übergreifende und offene Plattform. Beim Aufbau einer solchen Supra-Plattform sieht Deloitte die großen internationalen Telekommunikationsunternehmen und Technologiekonzerne in der Pflicht.

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