Digitaler Zwilling

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Ein Digitaler Zwilling ist eine digitale Repräsentanz eines materiellen oder immateriellen Objekts aus der realen Welt. Es ist unerheblich, ob das Gegenstück in der realen Welt bereits existiert oder zukünftig erst existieren wird. Digitale Zwillinge ermöglichen einen übergreifenden Datenaustausch. Sie sind aber mehr als reine Daten und können auch Modelle, Simulationen und Algorithmen enthalten, die ihr Gegenstück aus der realen Welt und dessen Eigenschaften und Verhalten beschreiben.[1]

Anwendungsbereiche[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Für die Industrie hat der digitale Zwilling[2] eine besondere Bedeutung.[3][4] Seine Existenz und Nutzung in den Prozessen der industriellen Wertschöpfung kann für die Unternehmen ein entscheidender Wettbewerbsvorteil sein. Dies gilt insbesondere seit Anfang der Zehnerjahre dieses Jahrhunderts, seit das Internet der Dinge die Herstellung von digital gesteuerten und vernetzten Produkten aller Art mit integrierten Dienstleistungen möglich macht.

In der Industrie gibt es digitale Zwillinge beispielsweise für Produkte, Produktionsanlagen, Prozesse und Dienstleistungen. Sie können auch schon vor dem realen Zwilling existieren, zum Beispiel als Designmodelle künftiger Produkte. Und sie können dazu dienen, Daten aus dem Einsatz der realen Zwillinge zu analysieren und auszuwerten. Sie haben unterschiedlichste Zwecke und Funktionen.

Ihr besonderer Wert für die Industrie ergibt sich aus der Einsparung physikalischer Prototypen und der Möglichkeit, Verhalten, Funktionalität und Qualität des realen Zwillings unter jedem relevanten Aspekt zu simulieren. Dieser Wert kann für alle Teile der Wertschöpfung über den gesamten Lebenszyklus von Produkten, Anlagen und Dienstleistungen genutzt werden.

Ein digitaler Zwilling nimmt verschiedenste Formen an. Er kann zum Beispiel aufbauen auf einem Verhaltensmodell der Systementwicklung, einem 3D-Modell oder einem Funktionsmodell, das mechanische, elektronische und andere Eigenschaften und Leistungsmerkmale des realen Zwillings im Lauf einer modellbasierten Ausgestaltung möglichst realistisch und umfassend abbildet.

Die unterschiedlichen digitalen Zwillinge können miteinander verknüpft sein und auch eine umfangreiche Kommunikation und Interaktion mit den realen Zwillingen erlauben. Dann spricht man von einem digitalen Faden (digital thread), der sich durch den gesamten Produktlebenszyklus ziehen und noch weitere produktrelevante Informationen einschließen kann. Den größten Nutzen hat ein Unternehmen tatsächlich von solch einem durchgängigen digital thread. Er erlaubt die Optimierung über verschiedene Wertschöpfungsprozesse hinweg und die Ausschöpfung der größten Palette von Möglichkeiten für digitale Geschäftsmodelle und über Produkte angebotene Dienstleistungen.

Die Produktionstechnik ist nur eines von vielen industriellen Einsatzfeldern. Digitale Zwillinge bilden Anlagen über den gesamten Lebenszyklus (Design, Erstellung, Betrieb und Wiederverwertung) ab. Schon während der Planung können Ingenieure Simulationsmodelle nutzen, um Abläufe zu optimieren. Ist die Anlage in Betrieb, können die gleichen Simulationsmodelle verwendet werden, um Abläufe weiter zu optimieren und um die Produktion zu wandeln.[5]

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Markus Kannwischer: Interaktive Präzisionswerkzeuge für die effizientere Bearbeitung. Produktivitätsfortschritte durch Industrie 4.0, VDMA, 2015/05
  • Timothy Kaufmann, Armin Pühringer, Benedikt Rauscher: Der digitale Zwilling. Computer & Automation, 8. August 2016[6]
  • Ulrich Sendler: Industrie 4.0 grenzenlos. Springer Vieweg Heidelberg, Berlin, 2016, ISBN 978-3-662-48277-3

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Gesellschaft für Informatik (GI): Digitaler Zwilling. 15. Februar 2018, abgerufen am 17. Februar 2018.
  2. Ulrich Sendler, Rainer Stark, Anton S. Huber: Industrie 4.0 grenzenlos. Hrsg.: Ulrich Sendler. Springer Vieweg, Berlin Heidelberg 2016, ISBN 978-3-662-48277-3, S. 270.
  3. Was ist ein Digitaler Zwilling? SendlerCircle klärt auf. 26. Februar 2019, abgerufen am 12. Mai 2019 (deutsch).
  4. Definition des sendler\circle für 'Digitaler Zwilling' - Neues und Hintergrundinfos zu PLM. Abgerufen am 12. Mai 2019.
  5. Definition » Digitaler Zwilling « | Gabler Wirtschaftslexikon. (gabler.de [abgerufen am 17. Februar 2018]).
  6. Timothy Kaufmann, Armin Pühringer, Benedikt Rauscher: Der digitale Zwilling. Abgerufen am 18. Juli 2018.