Digitalisierung in der Produktion Digitale Zwillinge machen Risiken kalkulierbar

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Digitale Zwillinge verbinden OT und IT, indem sie Änderungen simulieren, bevor sie in die Produktion gehen. Doch ohne saubere Datenintegration und interdisziplinäre Zusammenarbeit bleibt selbst der beste virtuelle Zwilling eine Spielerei.

Bevor ein Unternehmen in eine neue Maschine investiert oder Produktionsabläufe ändert, müsste getestet werden, welche Auswirkungen die Änderungen haben. Eine Möglichkeit dafür bieten digitale Zwillinge. In diesen virtuellen Testumgebungen lassen sich Szenarien durchspielen, bevor es einen Einfluss auf die Realität hat. Mögliche Produktionsstopps und Risiken wie Qualitätsmängel werden dadurch kalkulierbarer.

Die gemeinsame Sprache von OT und IT

Die Herausforderungen beginnen bereits im alltäglichen Betrieb. Wenn IT-Teams beim Monitoring eine Anomalie feststellen, wissen sie oft nicht, was das für die Produktion bedeutet. Einfach einzugreifen und Updates einzuspielen kann fatale Folgen haben. Denn obwohl die Grenzen zwischen OT und IT verschwimmen, sprechen beide Bereiche meist unterschiedliche Sprachen. Die IT will Daten analysieren, gepatchte Systeme und schnelle Updates. Für die OT ist aber maximale Verfügbarkeit ohne Ausfallrisiko von höchster Priorität.

Digitale Zwillinge können eine gemeinsame Sprache abbilden, in dem sie die Produktionsumgebung in einem 3D-Modell mit Daten in Echtzeit darstellen. IT-Spezialisten sehen so Abhängigkeiten im Netzwerk sowie die Datenströme, OT-Techniker erkennen Maschinenzustände. Wird ein Parameter geändert, simuliert der Zwilling die Auswirkung auf nachgelagerte Prozesse ganz ohne die laufende Produktion zu gefährden. Das funktioniert beim Backofen einer Bäckerei genauso wie bei einer Spritzgussmaschine oder bei IT-Infrastrukturen. „Gerade für mittelständische Unternehmen ist das hochrelevant“, hebt Jeroen Buring, Senior Director Eurocentral bei Dassault Systèmes hervor. „Sie verfügen oft nicht über die Ressourcen, jede Option unmittelbar in der Praxis zu testen oder Fehlentscheidungen durch aufwendige Nachbesserungen zu korrigieren.“

Von Kostenoptimierung zu Resilienz

Geopolitische Angriffe, instabile Lieferketten und wachsende Cyberbedrohungen zwingen Unternehmen deswegen robuster zu werden. Der Fokus verschiebt sich. Statt reiner Kostenoptimierung wird Resilienz zur Priorität.

Das gilt auch für IT-Infrastrukturen. In Rechenzentren kann eine ungeplante Änderung ganze Services lahmlegen. Wird eine Firewall-Regel fehlerhaft konfiguriert, sind Unternehmen in wenigen Sekunden von ihren Daten getrennt. Wird ein Switch-Update eingespielt, ohne die Auswirkungen auf verbundene Systeme zu testen, können ganze Produktivumgebungen ausfallen. Digitale Zwillinge simulieren solche Änderungen unabhängig davon, ob die Infrastruktur auf physischen Servern, in virtuellen Maschinen oder in Cloud-Umgebungen läuft. Abhängigkeiten werden visualisiert, Risiken kalkulierbar, Gegenmaßnahmen testbar.

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CMDB, PLM, Asset-Management: Wo digitale Zwillinge ansetzen

Was unterscheidet einen digitalen Zwilling aber von Asset-Management-Systemen oder Konfigurationsmanagementdatenbank (CMDB)? Die Begriffe werden oft im gleichen Kontext genannt, beschreiben aber unterschiedliche Konzepte. Während eine CMDB dokumentiert, welche Assets vorhanden sind, wie sie konfiguriert sind und welche Abhängigkeiten bestehen geht ein digitaler Zwilling tiefer. Er ist ein dynamisches, virtuelles Abbild eines Systems, und wird kontinuierliche mit Echtzeitdaten aus Sensoren, Monitoring-Tools und IoT-Geräten versorgt.

Der eigentliche Mehrwert entsteht, wenn unterschiedliche Datenwelten zusammengeführt werden. Product Lifecycle Management (PLM) begleitet ein Produkt von der Entwicklung bis zur Außerbetriebnahme und ist produktzentriert. Asset-Management fokussiert sich dagegen auf den effizienten Betrieb von Anlagen und Infrastruktur, also auf die Beschaffung, Wartung und Modernisierung. Virtuelle Zwillinge verbinden beide Welten mit Echtzeitdaten. „Genau daraus entsteht eine neue Qualität in der Entscheidungsfindung“, so Buring. Unternehmen sehen dann nicht nur, wie eine Anlage gebaut wurde, sondern auch, wie sie sich verhält und entwickelt.

Digitaler vs. virtueller Zwilling

Buring erklärt, dass es bei der Begrifflichkeit feine Unterschiede gäbe: „Bei Dassault Systèmes sprechen wir bewusst vom virtuellen Zwilling und nicht nur vom digitalen Zwilling, weil es um weit mehr geht als um eine statische digitale Kopie.“ Ein virtueller Zwilling ist laut Buring ein „datenangereichertes, sich kontinuierlich weiterentwickelndes Modell“. Das bedeutet, dass auch das Verhalten, die Nutzung, das Umfeld und die Leistungsfähigkeit über den gesamten Lebenszyklus betrachtet wird und zudem wissenschaftlich fundiert nachvollziehbar wird, so Buring.

Der Markt wird von Regularien und KI getrieben

Der Markt für digitale Zwillinge wächst rasant. Eine Studie von Global Market Insights aus dem November 2025 geht davon aus, dass der Markt in Deutschland bis 2034 mit durchschnittlich 43,5 Prozent pro Jahr wächst. Laut einer aktuellen Bitkom-Studie messen 62 Prozent der befragten Industrieunternehmen digitalen Zwillingen eine große Bedeutung für die Wettbewerbsfähigkeit bei. Fast 6 von 10 Unternehmen sehen darin sogar die Chance, völlig neue Geschäftsmodelle zu entwickeln.

Getrieben wird diese Entwicklung durch Brownfield-Nachrüstungen, künstliche Intelligenz und Wissensmanagement. Verschärft werden die Anforderungen außerdem durch Regulierungen wie NIS2 und DORA. Während sich NIS2 weitestgehend auf Cybersicherheit, Risikomanagement und Incident Response fokussiert, geht DORA einen Schritt weiter. Die Verordnung fordert operative Test zur Resilienz, bei denen Unternehmen Störungen simulieren und die Wiederherstellung nachweisen müssen.

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Digitale Zwillinge in Altsysteme einbinden

„Der verbreitete Irrtum, virtuelle Zwillinge seien nur für neue Anlagen geeignet, ist nicht zutreffend. Auch bestehende Anlagen lassen sich integrieren“, sagt Buring und weiter: „Das ist für viele Unternehmen entscheidend.“ Um einen digitalen Zwilling einer veralteten Umgebung einzupflegen, braucht es zunächst einen präzisen Ist-Zustand. Daraus können dann 3D- und Informations-Modelle aufgebaut werden, die eine Basis für die Zwillinge bilden. Die Herausforderungen in diesem Fall sind deutlich bemerkbar. Buring nennt fehlende Dokumentationen, heterogene Schnittstellen und nicht standardisierte Bestandsstrukturen als Beispiel. Aber: „Die Hürden sind lösbar“, macht er auch deutlich.

Brownfield als sinnvoller Weg für den Mittelstand

Bei einem Greenfield-Ansatz sehe das Ganze zwar etwas positiver aus, da sich „neue Technologien, wie KI, IoT und virtuelle Zwillinge von Anfang an integrieren lassen“, so Buring. Doch für den Mittelstand sei Brownfield der pragmatischere Weg. Etwas komplett neu aufzubauen hat höhere Anfangsinvestitionen und längere Vertragslaufzeiten, was sich mittelständische Unternehmen oft weder leisten wollen noch können. In der Praxis würde sich laut Buring deswegen ein hybrider Ansatz bewähren: „Bestehende Anlagen werden gezielt modernisieren, gleichzeitig muss aber bei Neuinvestitionen konsequent auf durchgängige, datenzentrierte und zukunftsfähige Standards gesetzt werden.“

Digitale Zwillinge sichern Erfahrungswissen

Hinzu kommt der demografische Wandel. Erfahrenen Fachkräfte verlassen die Betriebe und mit ihnen verschwindet auch das Wissen über Anlagen und Prozesse. Zum Einen können virtuelle Zwillinge dieses Erfahrungswissen strukturiert nachbilden und für nachfolgende Mitarbeiter zugänglich machen. Das ist dann kein statisches Handbuch, sondern ein interaktives Modell. Zum anderen kann KI bei möglichen Lücken unterstützen. So lassen sich zum Beispiel Anomalien bei Betriebsdaten erkennen, Wartungshistorien auswerten oder kontextbezogene Empfehlungen bereitstellen.

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Organisation als größte Hürde

Die größte Herausforderung liegt weniger in der Technologie als in der Organisation und der Integration.. OT-Teams, IT-Abteilungen, Produktionsleiter und externe Mitarbeiter müssen an einem Strang ziehen. Die Frage ist also, ob mittelständische Unternehmen bereit sind, die nötige Daten-Infrastruktur aufzubauen. Die aktuellen Bitkom-Studie bestätigt: Mehr als die Hälfte der befragten Industrieunternehmen (57 Prozent) sind der Auffassung, dass die notwendigen Daten für digitale Zwillinge fehlen. Zusätzlich sieht fast die Hälfte (48 Prozent) Mängel in der IT-Infrastruktur als einen Grund, warum viele digitale Zwillinge scheitern. Ohne saubere Daten, durchgängige Schnittstellen und interdisziplinäre Zusammenarbeit bleibt auch der beste virtuelle Zwilling reine Spielerei. Und Systemhäuser müssen sich demnach als Prozessberater verstehen, statt reiner Softwareverkäufer zu sein.

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