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Definition

Was ist ein Digitaler Zwilling?

| Autor / Redakteur: SiLip / Sarah Nollau

Grundlagenwissen zum IT-Business
Grundlagenwissen zum IT-Business (Bild: © adiruch na chiangmai - Fotolia.com)

Ein Digitaler Zwilling, auch Digital Twin genannt, ist ein computergestütztes Modell eines realen Prozesses, eines Produktes oder einer Dienstleistung. Er ermöglicht es, die Realität virtuell abzubilden, und macht damit teure Prototypen überflüssig.

Für die Industrie bieten Digital Twins ein riesiges Potenzial. Mit den virtuellen Simulationsmodellen lassen sich die unterschiedlichsten Szenarien binnen kürzester Zeit durchspielen, Verbesserungsmöglichkeiten eruieren und realisieren und Lösungsstrategien entwickeln und verwerfen. Neben kostenintensiven Prototypen gehören damit auch langwierige Versuchsketten der Vergangenheit an.

Design, build und operate – das Phasenmodell des Digitalen Zwillings

Grundlage für das Digital-Twin-Konzept bildet ein Phasenmodell, welches das Zusammenspiel zwischen digitaler und physischer Welt beschreibt. Den Anfang macht die Design-Phase, in der das Simulationsmodell mit all seinen technischen, optischen und funktionalen Eigenschaften digital entworfen wird. Während des gesamten Entstehungsprozesses ist es möglich den Digitalen Zwilling nach Belieben zu testen, zu modifizieren und zu optimieren und Schwachstellen dadurch schon frühzeitig zu erkennen und zu beseitigen.

Anschließend folgt die Build-Phase, in der das Fertigungsmodell anhand realer Daten des zu entwickelnden Counterparts generiert und in die physische Welt übertragen wird. Beobachtungen aus kognitiven Analysen und aus der Produktion dienen als Basis für eine permanente Verbesserung der Prozessabläufe. Diese kontinuierliche Interaktion zwischen dem Digitalen Zwilling und seinem physischen Gegenstück bildet den zentralen Kern des Digital-Twin-Konzepts.

Den Abschluss stellt die operative Phase dar. Wird die reale Maschine in Betrieb genommen, übernimmt der Digitale Zwilling die Messungen und die Überwachung im laufenden Betrieb. So kann leicht kontrolliert werden, wie gut der real existierende Counterpart wirklich funktioniert und wo es Modifizierungs- und Nachbesserungsbedarf gibt. Zudem fließen die mithilfe des Simulationsmodells gewonnenen Erkenntnisse in die Weiterentwicklung ein. Der Digital Twin ermöglicht es, geplante Erweiterungen vorab durchzuspielen, sodass für die Um- oder Aufrüstung nur noch minimale Stillstandzeiten erforderlich sind.

Nutzungsmöglichkeiten des Digitalen Zwillings

Mit den virtuellen Pendants lässt sich der gesamte Wertschöpfungsprozess deutlich schneller und kostengünstiger optimieren. Zu den wichtigsten Einsatzgebieten Digitaler Zwillinge zählen:

  • die vorausschauende Wartung,
  • die Fehlerdokumentation inklusive Anleitung,
  • die Fernwartung einschließlich Zustandsvisualisierung,
  • Arbeitsvorbereitungen an der Maschine,
  • Kollisionsberechnungen,
  • das Entwickeln neuer Geschäftsmodelle im Servicebereich,
  • das Eruieren von Upcycling-Potenzialen.

Das Konzept des Digitalen Zwillings kommt heute bereits in zahlreichen Branchen bei der Planung und Überwachung von Anlagen zur Anwendung. In der Gebäudeautomation sind sie mittlerweile ebenso zu finden wie beim Management von Windkraftanlagen oder bei Flugzeugtriebwerken.

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