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Expertenbeitrag

Dr. Julian Feinauer

Dr. Julian Feinauer

Geschäftsführer, pragmatic industries GmbH

Simulation Der digitale Zwilling im Maschinenbau

| Autor / Redakteur: Dr. Julian Feinauer / Sebastian Human

Ein Begriff, der über alle Lebensbereiche immer häufiger im Zusammenhang mit der Digitalisierung fällt, ist der digitale Zwilling. Dieser Beitrag erklärt, was genau sich dahinter verbirgt und wann der Einsatz eines solchen auch im Anlagen- und Maschinenbau interessant sein kann.

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Auch im Maschinenbau kann ein digitaler Zwilling ein wertvoller Schritt auf dem Weg zur vernetzten Fabrik sein.
Auch im Maschinenbau kann ein digitaler Zwilling ein wertvoller Schritt auf dem Weg zur vernetzten Fabrik sein.
(Bild: gemeinfrei / Pixabay )

Der digitale Zwilling, auch Digital Twin genannt, ist eine der prominenteren Anwendungen im Umfeld des Internet of Things. Immer häufiger tauchen inzwischen Meldungen zu dieser Technologie, ihren Potenzialen und bereits vorhandenen konkreten Einsatzzwecken auf. Grund genug, ein paar elementare Fragen zu klären.

Was ist ein digitaler Zwilling?

Die Gesellschaft für Informatik definiert den digitalen Zwilling folgendermaßen:

„Digitale Zwillinge sind digitale Repräsentanzen von Dingen aus der realen Welt. Sie beschreiben sowohl physische Objekte als auch nicht-physische Dinge
[...]
Die zentrale Motivation für die Realisierung von digitalen Zwillingen ist es, einen übergreifenden Informationsaustausch zu ermöglichen.
[...]
Ein zentraler Aspekt [...] ist daher die Fähigkeit, verschiedene Informationen in einem einheitlichen Format zu repräsentieren. Digitale Zwillinge [...] beinhalten Algorithmen, die ihr Gegenstück aus der realen Welt akkurat beschreiben. [...]“.

An dieser Definition ist schon erkennbar, dass der digitale Zwilling offensichtlich viel mit Daten zu tun hat und, wie der Name schon suggeriert, ein digitales Objekt ist. Ein alternativer Begriff ist digitaler Schatten, der vielleicht noch etwas treffender ist.

Es gibt viele unterschiedliche Ansichten darüber, was ein digitaler Zwilling genau ist beziehungsweise nicht ist. Es lohnt sich also, genauer hinzusehen, um einschätzen zu können welche Möglichkeiten gerade im Maschinenbau interessant sind. Denn ein mittelständischer Maschinenbauer hat naturbedingt ganz andere Anforderungen und Randbedingungen als beispielsweise ein Produzent von Unterhaltungselektronik. Denn, obwohl der digitale Zwilling ein Begriff aus der IT ist, benötigt es oftmals nicht unerhebliche Prozessveränderungen im Unternehmen, um diesen digitalen Zwilling mit erträglichem Aufwand anbieten zu können.

Ein simples Beispiel

Ganz einfache aber sehr wichtige Datensätze einer Maschine sind beispielsweise Stückliste, E-Plan, Wartungspläne und Dokumentation. In vielen Unternehmen existieren diese aber nicht als digital verwertbare Dokumente und sind insbesondere nicht kohärent. Das heißt, dieselben Baugruppen haben unterschiedliche Bezeichnungen in Stückliste und E-Plan.

In diesem Kontext ist der digitale Zwilling eine Art aufbereitetes datenbasierendes digitales Handbuch zur Maschine. Aber es wird deutlich, welche internen Aufwände und Prozessmodifikationen nötig sein können um die Datenbasis für einen solchen digitalen Zwilling als Sekundärprodukt im Entwicklungsprozess erzeugen zu können. Ist der Aufwand zu groß, dann ist das Thema zwar technisch spanend aber aus Sicht des Geschäftsmodelles vollkommen uninteressant.

Maschinendaten

Der nächste Schritt ist die Verknüpfung des digitalen Zwillings mit Maschinen- und Prozessdaten, das heißt der digitale Zwilling erhält von der Maschine regelmäßig Daten zu ihrem Betrieb und gegebenenfalls auch weitere prozessrelevante Werte.

Hier ist der entscheidende Vorteil, dass der digitale Zwilling üblicherweise in der Cloud liegt und damit eine Schnittstelle in die IT-Welt darstellt. Dieser ermöglicht nun weiteren Services den Zugriff auf diese Daten, ohne die Sicherheit des Produktionsnetzes zu gefährden.

Damit wird er interessant für Servicetechniker welche das Verhalten der Maschine einschätzen können ohne physisch vor Ort an die Maschine zu müssen. Im besten Fall kann dann eine solide Ferndiagnose getroffen werden und nötige Anleitungen sowie Ersatzteile an den Kunden versandt werden, was zu einer deutlichen Einsparung im Servicebereich bei gleichzeitiger Verbesserung der Servicequalität aus Sicht des Kunden führt.

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