Zukunftsorientierte Unternehmen setzen digitale Zwillinge ein, um physische und digitale Produkte effizient zu erstellen, zu verbessern, zu aktualisieren und zu innovieren. Sie sind mit diesem Konzept noch nicht vertraut? Dann lesen Sie weiter!
Das Internet der Dinge (IoT) ermöglicht es Unternehmen, riesige Datenmengen aus der realen Welt zu sammeln. Im kommerziellen Einsatz revolutioniert das IoT verschiedene Produktions- und Dienstleistungsprozesse. Es unterstützt Unternehmen zudem bei der Erstellung von Echtzeitsimulationen für neue und bestehende Produkte und Dienstleistungen.
Eine fortschrittliche Simulationsebene, das Konzept des digitalen Zwillings, das durch das IoT unterstützt wird, liefert Ihnen präzise Daten aus dem realen Einsatz.
Das technische und theoretische Verständnis des Konzepts des digitalen Zwillings eröffnet Ihnen enorme Perspektiven.
Sie haben die Möglichkeit, als Agentur für digitale Zwillinge maßgeschneiderte Lösungen für Großunternehmen zu entwickeln oder sich hochdotierte Positionen in Top-Unternehmen zu sichern. Darüber hinaus können Sie diese Technologie auch in Ihrem eigenen Unternehmen implementieren. Lassen Sie uns daher gemeinsam ergründen, was ein digitaler Zwilling ist, wie er funktioniert und warum er so wichtig ist.
Was genau ist ein digitaler Zwilling?
Ein digitaler Zwilling ist ein virtuelles, computergestütztes Abbild von physischen Produkten, Anlagen, Arbeitskräften, Geschäftsprozessabläufen und digitaler Software.
Während des gesamten Produktlebenszyklus werden Echtzeitdaten durch Sensoren und Umfrageeingaben in den digitalen Zwilling eingespeist. Ein Datenanalysealgorithmus analysiert diese gesammelten Informationen, um zukünftige Prognosen zu erstellen.
So können Produktentwicklungsteams jedes Produkt debuggen, es in nachfolgenden Entwicklungszyklen optimieren, neuartige Geschäftsideen entdecken und vieles mehr.
Es kann digitale Zwillinge für alles von geschäftlichem Interesse geben. Von einem einfachen Warenlager bis hin zu Firmenzentralen, Raumfahrzeugen, Offshore-Bohrinseln, Hyperloop-Systemen, CRMs und Cybersicherheitssoftware – alles kann in einem Computerprogramm nachgebildet werden.
Wie funktioniert ein digitaler Zwilling?
Die Entstehung eines digitalen Zwillings beginnt mit der grafischen Nachbildung eines physischen Objekts. Wenn Sie beispielsweise ein Bürogebäude digital abbilden wollen, verwenden Sie eine CAD-Software für Gebäudearchitektur. Zusätzlich können 3D-Scanner für verschiedene Innenbereiche des Gebäudes eingesetzt werden, um die digitale Nachbildung möglichst realitätsgetreu zu gestalten.
Im nächsten Schritt werden IoT-Geräte zur Datenerfassung platziert. Dazu können Thermostate, OCR-fähige intelligente Sicherheitskameras, Mesh-Wi-Fi-Boxen, Temperatur-, Wasser-, Luft- und Umgebungsgeräuschsensoren gehören.
Mit einem oder mehreren Edge-Analysegeräten können Sie wertvolle Daten von diesen IoT-Geräten und Sensoren erfassen. Nach der lokalen Analyse lassen sich die Daten in der Cloud speichern. Mithilfe des CAD-Modells kann ein Live-Modell des Gebäudes auf einem Computer erstellt und die Erkenntnisse genutzt werden.
Der digitale Zwilling bildet alle Vorgänge innerhalb des Gebäudes ab. Durch einen kontinuierlichen Datenstrom können Sie Frequenzen, Energieverbrauch, WLAN-Abdeckung, Klimaanlagennutzung, optimale Nutzung von Gewerbeflächen und mehr prognostizieren.
Verschiedene Arten von digitalen Zwillingen
#1. Digitale Zwillinge von Geschäftswerten
Wenn zwei oder mehrere Geschäftskomponenten zusammenarbeiten, um wertvolle Ergebnisse zu erzielen, wird dies als Geschäftswert bezeichnet. Die Erstellung von digitalen Zwillingen solcher Werte führt zu sogenannten Asset-Zwillingen.
Diese digitalen Nachbildungen unterstützen Sie bei der Untersuchung der realen Interaktion der Komponenten und bei der Erfassung von Leistungsdaten zur Prozessverbesserung.
#2. Digitale Zwillinge von Teilen oder Komponenten
Komponenten- oder Teilezwillinge sind digitale Darstellungen der kleinsten Einheit eines Geschäftsprozesses. Beispielsweise kann ein Förderband oder ein Roboterarm für Simulationszwecke digital in einem Computerprogramm modelliert werden.
#3. Digitale Zwillinge von Einheiten oder Systemen
Einheitszwillinge sind digitale Nachbildungen mit Live-Arbeitsdaten für Geschäftssysteme, die ein Zwischenprodukt oder ein fertiges Produkt herstellen. Beispielsweise produziert eine Mineralwasser-Abfüllmaschine verpacktes Mineralwasser für die Etikettiermaschine.
#4. Digitale Zwillinge von Prozessen oder Arbeitsabläufen
Digitale Zwillinge auf Workflow- oder Prozessebene stellen die höchste Stufe digitaler Kopien dar. Die Erstellung einer digitalen Simulation einer realen Fahrzeugfertigungsanlage ist beispielsweise ein Prozesszwilling.
Prozesszwillinge veranschaulichen, wie Arbeitskräfte, Roboteranlagen, Produktionseinheiten und andere kleine Geräte zusammenarbeiten, um Autos herzustellen.
Digitaler Zwilling vs. Simulation
Obwohl beide Konzepte ähnlich erscheinen, finden Sie in der folgenden Tabelle die feinen Unterschiede:
| Merkmale/Attribute | Digitaler Zwilling | Simulation |
| Skalierung | Kleinere Geschäftssysteme bis hin zu riesigen Produktionsanlagen. | Unternehmen nutzen die Simulation meist für spezifische, kleinere Bedürfnisse, z.B. das Fliegen von Flugzeugen oder die Simulation eines Cyberangriffs. |
| Live-Daten | Echtzeitdaten, die aus der Umgebung des digitalisierten Objekts stammen, bilden den Kern der Technologie des digitalen Zwillings. | Eine Simulation benötigt keine Echtzeit-Dateneingabe. |
| Umfang der Studie | Es kann ein gesamtes Unternehmen oder eine winzige Aufgabe untersucht werden. | Die Simulation konzentriert sich jeweils auf eine einzelne Aufgabe. |
| Teilen von Erkenntnissen | Ein digitaler Zwilling teilt automatisch Erkenntnisse mit dem physischen Objekt oder Prozess. | Eine Simulation teilt Erkenntnisse nicht automatisch. Die Ergebnisse müssen manuell umgesetzt werden. |
Anwendungsbeispiele für digitale Zwillinge
#1. Produktion
Digitale Zwillinge spiegeln den Lebenszyklus eines Produkts wider. Es ist daher nicht überraschend, dass digitale Zwillinge in allen Fertigungsphasen eine unverzichtbare Rolle spielen und Produkte von der Designphase bis zum fertigen Produkt begleiten.
#2. Gesundheitswesen
Ähnlich wie bei Produkten und Dienstleistungen können auch Patienten von der Technologie der digitalen Zwillinge profitieren. Zahlreiche IoT-Geräte im Gesundheitswesen sammeln Daten auf verschiedenen Ebenen.
Experten können diese Gesundheitsdaten und Behandlungsstrategien auf ein digitales Replikat anwenden, um die jeweilige Situation zu simulieren. Dieser Ansatz liefert die bestmöglichen Behandlungswege für medizinische Zustände.
#3. Automobilindustrie
Fahrzeuge bestehen aus vielen komplexen, variablen und interagierenden Systemen. Designer und Ingenieure nutzen digitale Zwillinge intensiv im Fahrzeugdesign und in der Fahrzeugherstellung.
Dieser Ansatz führt zu verbesserten Fahrzeugen, minimierten Produktionskosten und generiert erhebliche Einnahmen für die Automobilindustrie.
#4. Einzelhandel
Große Einzelhandelsketten haben die Technologie der digitalen Zwillinge bereits in ihren Einkaufszentren und Verkaufsflächen eingesetzt.
Sie erfassen Kundendaten über zahlreiche IoT-Geräte, die das Kundenverhalten in Bezug auf Produktpräsentationen, Verpackungen, die Wahl einer bestimmten Marke, Preisüberlegungen und mehr verfolgen.
Durch die Analyse dieser Daten können Einzelhandelsmarketingteams dann Strategien entwickeln, um den Umsatz zu maximieren.
Einsatzmöglichkeiten von digitalen Zwillingen im IoT
IoT und die Technologie der digitalen Zwillinge sind eng miteinander verbunden. IoT-Geräte sind erforderlich, um Live-Daten über das reale Objekt zu sammeln und diese an die digitale Kopie auf einem Computer zu übertragen.
Da IoTs untereinander und mit einem zentralen Server kommunizieren können, ist es einfach, umfassende Daten über das überwachte physische Objekt zu sammeln. IoT-Geräte liefern kontinuierlich Daten, damit das digitale Zwillingsmodell Leistungseinblicke analysieren und darstellen kann.
Ebenso können IoT-Hersteller auch eine digitale Nachbildung eines Geräts oder eines ganzen Hauses bzw. Büros erstellen und die Wirksamkeit verschiedener in Entwicklung befindlicher IoT-Geräte testen.
Ein IoT-Hersteller kann beispielsweise mithilfe von CAD und 3D-Scans eines Hauses eine Simulation eines Smart Homes erstellen. Anschließend lassen sich verschiedene IoT-Geräte an unterschiedlichen Positionen im digitalen Zwilling platzieren, um zu überprüfen, ob sie sich mit dem WLAN verbinden können oder ob Verbesserungen erforderlich sind.
Vorteile der digitalen Zwillinge
Nachfolgend werden die Vorteile aufgelistet, die Ihr Unternehmen durch die Implementierung dieser Technologie nutzen kann:
#1. Erhöhte Effizienz
Wenn sich ein neues Produkt in der Herstellungsphase befindet, lässt sich der gesamte Prozess in Echtzeit optimieren, fehlerhafte Anlagenteile können ausgetauscht, Unfälle vermieden und Systemausfallzeiten minimiert werden.
#2. Kostengünstige F&E
Mit einem digitalen Zwilling eines realen Produkts oder einer Dienstleistung verfügen Sie über umfangreiche Leistungsdaten auf einem zentralen Server.
Daher können Sie Daten analysieren, um Vorhersagen zu treffen und Hypothesen aufzustellen. Funktionieren diese Hypothesen, können Sie neue Produkte, Dienstleistungen oder Erlösmodelle aus bestehenden Produkten und Dienstleistungen ableiten.
#3. Höhere Leistung
Sie können auch eine konstante Spitzenleistung von Produkten und Dienstleistungen sicherstellen, indem Sie Echtzeitdaten mit IoT sammeln und diese auf digitale Zwillinge projizieren.
Beispielsweise werden alle bevorstehenden Systemfehler automatisch auf Ihrem Bildschirm angezeigt. Sie können den Prozess sicher herunterfahren und die Geräte sofort austauschen, um den Verlust von Produktionsstunden zu vermeiden.
#4. Sorgenfreie Überwachung
Für gefährliche Produktionsanlagen können Sie die Fernüberwachung mithilfe eines digitalen Zwillingsmodells nutzen.
#5. Vorhersagen
Die Fertigungs- und Gastgewerbebranche kann ihre Produktions- oder Servicekapazitäten für Großaufträge präzise vorhersagen.
#6. Minimale Produktionszeit
Darüber hinaus können Sie Fehler, Verunreinigungen und die Produktionszeit eines Produkts erheblich reduzieren, indem Sie verschiedene Fehler und Probleme an seinem digitalen Zwilling simulieren. Nachdem Sie Lösungen gefunden haben, wenden Sie diese zur Verbesserung auf das Produkt an.
#7. Produkt-End-of-Life-Management
Hersteller können End-of-Life-Management- oder Recycling-Strategien bereits im Voraus planen, noch bevor die ersten Prototypen produziert werden.
Digitale Nachbildungen liefern auch Einblicke in gefährliche Materialien, sodass Produktdesigner sicherere Alternativen verwenden können.
Herausforderungen der digitalen Zwillinge
Wie jede neue Technologie steht auch der digitale Zwilling vor einigen Herausforderungen, darunter:
- IoT-Sensoren sammeln riesige Datenmengen aus der realen Welt für das Digital-Twin-Programm. Die effiziente und zeitnahe Analyse dieser riesigen Datensätze stellt jedoch eine große Herausforderung dar.
- Bevor Sie Daten analysieren können, müssen Sie diese durch Datenbereinigung und -formatierung aufbereiten. Auch dies kann zu einem Engpass werden.
- Da Sie Terabyte an Daten sammeln, müssen diese sicher gespeichert werden, bis geschäftliche Erkenntnisse gewonnen werden können. Die Kosten für eine sichere Datenspeicherung steigen täglich.
- Die Technologie der digitalen Zwillinge ist stark vom IoT abhängig. Das IoT ist jedoch eine kostspielige Infrastruktur, die Wartung, riesigen Speicherplatz, Hochgeschwindigkeitsinternet und Sicherheitsüberwachung erfordert.
- Die Integration des Tools zur Erstellung digitaler Zwillinge in die Anwendersoftware ist eine große Herausforderung. Große Softwareentwickler erstellen Eins-zu-eins-Integrationen, z. B. die CAD-Integration für PLM-Software. Dies kann zu Monopolen und Anbieterabhängigkeiten führen.
- Der Informationsfluss digitaler Zwillinge kann eingeschränkt sein, da Drittanbieter nicht bereit sind, interne Daten aus ihren Produktionsprozessen, Lieferketten, Lagerbeständen usw. zu teilen.
- Zudem ist diese Technologie hochkomplex und erfordert einen großen Lernaufwand. Sie können Ihre Mitarbeiter nicht über Nacht schulen. Anfangs müssen Sie erstklassig bezahlte Fachleute einstellen.
Im nächsten Schritt können Sie die Zukunft der Technologie der digitalen Zwillinge erkunden.
Die Zukunft der digitalen Zwillinge
Das zukünftige Wachstum digitaler Zwillinge wird maßgeblich auf künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen beruhen. Unternehmen werden diese Technologieanwendung von den kostenintensivsten Vermögenswerten und Prozessen auf alles ausweiten, was mit dem Unternehmenswachstum zu tun hat, da die Betriebskosten mit zunehmender Reife der Technologie sinken werden.
Laut Fortune Business Insights soll der Marktanteil der Technologie der digitalen Zwillinge bis 2029 96,49 Milliarden US-Dollar erreichen.
Zukünftig wird die Einbeziehung von Cloud Computing, Augmented Reality und IoT in die Implementierung digitaler Zwillinge zunehmen. Diese Karrieremöglichkeiten werden daher einen enormen Bedarf an qualifizierten Fachkräften schaffen.
Lernmaterialien
Aufbau industrieller digitaler Zwillinge
Das Buch „Building Industrial Digital Twins“ hilft Ihnen dabei, zu verstehen, wie Sie mit Hilfe der Technologie der digitalen Zwillinge ein Minimal Viable Product (MVP) erstellen können.
Das Buch behandelt auch die Microsoft Azure Digital Twin-Benutzeroberfläche, die Entwicklung, den Betrieb und die Wartung von Industrieanlagen und -produkten mithilfe der Technologie der digitalen Zwillinge sowie den realen Geschäftseinsatz und die praktischen Anwendungsfälle dieser Spitzentechnologie.
Digitaler Zwilling – Ein vollständiger Leitfaden
Der Leitfaden „Digital Twin A Complete Guide“ wird mit digitalen Lernmaterialien und einem Taschenbuch geliefert.
Durch die Auseinandersetzung mit diesem Material werden Sie ein tiefes Verständnis der Fragestellungen und Antworten zur Technologie der digitalen Zwillinge entwickeln. Am Ende des Buches gibt es zudem eine Selbsteinschätzung.
Digitaler Zwilling: Einsteigerleitfaden
Der „Digital Twin: Beginner’s Guide“ hilft Ihnen bei der Beurteilung, ob diese zukunftsweisende Technologie zur Lösung Ihrer geschäftlichen Probleme geeignet ist. Außerdem wird Ihnen verdeutlicht, ob es notwendig ist, Ihre Mitarbeiter im Bereich digitaler Zwillinge zu schulen.
Verschiedene Bewertungsmodule sind insbesondere für Berater, Manager, Spezialisten und weitere Berufsgruppen hilfreich.
Digitaler Zwilling: Philosophie für die neue digitale Revolution
Durch die Teilnahme an dem virtuellen Kurs „Digitaler Zwilling“ können Sie die Existenz, die Realität und die zukünftige Entwicklung der Technologie der digitalen Zwillinge verstehen.
Diese 33-minütigen Lerninhalte konzentrieren sich auf folgende Aspekte:
- Neue digitale Zwillingsprotokolle
- BIM im Zeitalter des digitalen Zwillings
- Prinzipien von Zwillingen
- Die digitale Revolution
Der Kurs beinhaltet 5 Videovorträge.
Digital Twin: Ein umfassender Überblick
Dieser umfassende Überblickskurs zum Thema „Digitaler Zwilling“ ist perfekt geeignet, um Konzepte und Technologien für digitale Zwillinge von Grund auf zu erlernen. In 18 Abschnitten finden Sie 46 Videovorträge, die Sie sich so lange ansehen können, bis Sie die Thematik vollständig verstanden haben.
Der Kurs behandelt Industrie 4.0, die Implementierung digitaler Zwillinge, Herausforderungen, Karrieremöglichkeiten und vieles mehr.
Abschließende Bemerkungen
Sie haben nun die grundlegenden Konzepte digitaler Zwillinge von Grund auf erlernt. Sie haben auch einige Lern- und Leseressourcen kennengelernt, die Sie auf Ihrem Weg zur Beherrschung der Technologie der digitalen Zwillinge für Unternehmen, Agenturen oder als Spezialist unterstützen können.
Als nächstes können Sie sich die besten Simulationstools für Cyberangriffe ansehen.