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Expertenbeitrag

 Manuel Grenacher

Manuel Grenacher

General Manager SAP Service Cloud, SAP

Simulation Disruption im Doppelpack: Wie digitale Zwillinge die Industrie verändern

| Autor / Redakteur: Manuel Grenacher / Sebastian Human

Der digitale Zwilling gilt als eine der vielversprechendsten Anwendungen auf dem Weg zur smarten Fabrik. Doch welche konkreten Möglichkeiten bietet die Technologie zur virtuellen Darstellung von Anlagen, Produkten und Zuständen wirklich?

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Anlagen werden zukünftig für mehr Effizienz und besseren Kundenservice noch umfangreicher vernetzt sein – die Grundlage für einen flächendeckenden Einsatz von digital Twins, die hierbei maßgeblich unterstützen werden.
Anlagen werden zukünftig für mehr Effizienz und besseren Kundenservice noch umfangreicher vernetzt sein – die Grundlage für einen flächendeckenden Einsatz von digital Twins, die hierbei maßgeblich unterstützen werden.
(Bild: gemeinfrei / Pixabay )

In der Industrie spielen digitale Zwillinge eine immer bedeutendere Rolle. Laut einer aktuellen Studie von Gartner setzen 13 Prozent der befragten Unternehmen auf die virtuellen Abbilder real existierender Anlagen und Prozesse. Bis 2020 sollen es bereits 75 Prozent sein. Die digitalen Spiegelbilder basieren auf 3D-Modellen und Detailinformationen verbauter Komponenten. Technische Neuerungen, wie etwa der Einbau eines Ersatzteils, werden nicht nur an der Anlage, sondern auch am digitalen Zwilling durchgeführt. Ein ständiger Datenfluss liefert Informationen über den Zustand der Anlage, sorgt für eine bessere Planbarkeit von Prozessen und ermöglicht den effizienten Einsatz von Ressourcen. Im Bereich des Field Service Management bilden die gesammelten Daten die Basis für einen verbesserten Kundenservice.

Zwillings-Geschwister kennzeichnet eine besonders innige und intensive Verbindung. Ein enger und regelmäßiger Austausch ist für sie bis ins hohe Alter wichtig. Ähnlich sieht es bei digitalen Zwillingen und ihren analogen Pendants aus. Für den regelmäßigen Austausch sorgen IoT-Sensoren, die stetig Konstruktions- und Betriebsdaten erfassen und an eine Cloud senden, in der alle Informationen zusammenlaufen. KI-gestützte Algorithmen werten die Daten anschließend aus.

Werden die mit einer CAD-Software entworfenen 3D-Modelldaten, die die Basis eines jeden digital Twins sind, zusätzlich mit Daten aus der Produktion, dem Vertrieb oder Marketing und der Logistik angereichert, ergibt sich ein zusätzlicher Nutzen. Durch die Vernetzung der Informationen lassen sich Anlagen und Prozesse besser planen, die Lebensdauer von Maschinen erhöhen und das Field Service Management besser organisieren – was sich letztendlich positiv auf die Kundenbeziehung auswirkt.

Kürzere Anlagenstillstände durch vorausschauende Wartung

Jeder digitale Zwilling wird lange vor seinem physischen Pendant zum Leben erweckt. Dadurch lassen sich vorab und anhand von Simulationen umfangreiche Tests der zukünftigen Anlage durchführen. Optimierungen, Marktanpassungen und mögliche vom Kunden gewünschte Individualisierungen von Leistungsparametern sind so ohne aufwendige nachträgliche Umrüstungen leicht umsetzbar.

Nicht nur bei der Entwicklung neuer, sondern auch bei der Optimierung bestehender Produkte und Dienste kommen digitale Zwillinge zum Einsatz. Nicht selten begleiten sie diese über den gesamten Lebenszyklus hinweg. Während dieser Zeit liefert der digital Twin wichtige Nutzungsdaten, die für die ständige Optimierung seines physischen Bruders verwendet werden können. Die Rückkopplung der gesammelten Informationen an den Hersteller stellt zudem wertvolle Erkenntnisse für die Ingenieure in den Entwicklungsabteilungen bereit.

So lässt sich anhand von Messzuständen, die sich über einen bestimmten Zeitraum verändern, erkennen, ob zum Beispiel ein bestimmtes Bauteil in naher Zukunft ausgetauscht werden muss. Durch die Rückkopplung dieser Informationen an Servicetechniker können unvorhergesehene und teure Anlagenstillstände vermieden sowie Montagezeiten besser koordiniert werden. Gleichzeitig finden die gesammelten Daten bei der Entwicklung neuer Anlagen und Maschinen Verwendung. Betriebe profitieren so von weniger Maschinenausfällen und einem längerem Lebenszyklus ihrer Anlagen.

Zukunft der digitalen Zwillinge

Die Verbreitung der für die digitalen Zwillinge so wichtigen IoT-Sensoren wird in den kommenden Jahren weiter zunehmen. Gleichzeitig wird sich ihre Leistungs- und Widerstandsfähigkeit erhöhen. Logistik- und Industriebetriebe investieren derzeit in die Digitalisierung ihrer Prozesse und Anlagen und sind somit ein Treiber dieser Entwicklung. Das Ziel: Mithilfe digitaler Zwillinge sollen die betriebsinternen Prozesse noch umfangreicher ausgewertet werden, um weitere Effizienzsteigerungen zu generieren. KI-Anwendungen, die mit der großen Datenmenge umgehen können, werden hierbei ganz neue Einsichten liefern. Darüber hinaus wird die Bedeutung von so genannten Emerging Technologies steigen. So können sich beispielsweise Servicetechniker in Zukunft beim Kunden vor Ort erforderliche Details zur Wartung unkompliziert über eine Augmented-Reality-Brille anzeigen lassen.

Mit den Digitalen Zwillingen zur Smart Factory

Dank digitaler Zwillinge werden Fabriken in Zukunft nicht nur real existieren, sondern auch komplett im Computer bestehen. Solche Smart Factorys können sich KI-gestützt praktisch ohne menschlichen Eingriff selbst steuern. Das verändert auch bestehende Geschäftsmodelle. Es ist bereits absehbar, dass nicht mehr das physische Produkt, sondern sein digitales Pendant die Wertschöpfung eines Unternehmens dominieren wird. Dies hat auch Auswirkungen auf den Kundenservice. Dieser muss sich im Zeitalter der Industrie 4.0 an die veränderten Anforderungen der Kunden anpassen – mithilfe digitaler Zwillinge.

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