Digitaler Zwilling

1. Begriff: Ein digitaler Zwilling ist ein virtuelles Modell z.B. eines Prozesses, eines Produkts oder einer Dienstleistung, welches die reale und virtuelle Welt verbindet. Digitale Zwillinge verwenden reale Daten von installierten Sensoren, welche z.B. die Arbeitsbedingungen oder Position von Maschinen repräsentieren. Diese Kopplung der virtuellen und realen Welten ermöglicht die Analyse von Daten und die Überwachung von Systemen, z.B. Probleme verstehen und bearbeiten, bevor sie überhaupt auftreten, Ausfallzeiten vermeiden, neue Chancen entwickeln und mithilfe von Computersimulationen (Simulation) die Zukunft zu planen. Heutzutage werden digitale Zwillinge, welche den gesamten Lebenszyklus eines Produkts, Prozesses oder Geschäftsmodells abdecken und somit die Grundlage für verbundene Produkte und Dienstleistungen bilden, eine geschäftliche Notwendigkeit.

2. Funktion: Ein digitaler Zwilling erfordert drei Elemente: das abzubildende reale Objekt, den digitalen Zwilling im virtuellen Raum und Informationen, welche die beiden miteinander verbinden. Das Objekt, welches Sensoren verwendet, um Daten über z.B. Zustand oder Position zu sammeln, ist mit einem System verbunden, welches die Sensordaten empfängt, verarbeitet und auswertet. Digitale Zwillinge können dadurch die operative und auch finanzielle Leistungsfähigkeit eines Objekts wie einer Anlage oder einer Dienstleistung verbessern. Digitale Zwillinge werden durch sachverständige Experten sowie aus gesammelten Echtzeit-Daten der Objekte erstellt.

3. Nutzen: Ein digitaler Zwilling kann Nutzen in den Phasen des Lebenszyklus eines Objekts stiften. In der ersten Phase „Design“ geht es um den Umgang mit komplexen Produktanforderungen, schnellen Entwicklungszyklen und strengen regulatorischen Anforderungen. Ein digitaler Zwilling hilft dabei, die Auswirkungen von verschiedenen Design-Alternativen zu erforschen und Simulationen und Tests durchzuführen, um sicherzustellen, dass die Produktdesigns die Anforderung erfüllen. In der zweiten Phase „Erstellung (manufacturing)“ kann der Zwilling helfen, bessere Effizienz, Qualität und höheren Ertrag in der Erstellung zu erreichen. In der dritten Phase „Nutzung (operate)" kann ein digitaler Zwilling u. A. eingesetzt werden, um die Verfügbarkeit von Objekten (z. B. Maschinen) zu verbessern. In der vierten Phase „Wiederverwertung (Recycling)“ kann der ein digitaler Zwilling z.B. für die Ersatzplanung oder der Eruierung von Upcycling-Potenzialen eingesetzt werden.