Einsatz von digitalen Zwillingen in der Produktion

Ein digitaler Zwilling ist die vollständige, echtzeitbasierte virtuelle Abbildung der Produktionsanlage. Die Produktionssteuerung kann über das virtuelle Abbild effizienter gestaltet werden. Hierfür müssen zunächst die Produktionsanlage(n) und Endgeräte digital erfasst werden. Dies erfordert, dass die Anlagen ihre Daten mit dem digitalen Zwilling in Echtzeit teilen.

Steht die Infrastruktur erst einmal, müssen die gesammelten Daten aufbereitet werden. Dies bedingt ein ausgeprägtes Datenmanagement, um eine konsistente Erfassung der Daten über die verschiedenen Geräte und Systeme zu ermöglichen. Die Daten müssen beim digitalen Zwilling nicht in einem System zentral verarbeitet werden, vielmehr kann ein Zusammenschluss vieler Softwaresysteme zusammen einen digitalen Zwilling ergeben. Wichtig ist dabei, dass auf die gleiche Datengrundlage zurückgegriffen wird.

Die Steuerung der Anlagen und auch die Planung sowie Durchführung der Wartung erfolgen ausschließlich über die Software. Wo eine automatisierte Steuerung möglich ist, sollte diese umgesetzt werden. Dies kann bei der Erfassung von Handlungsalternativen aufwendig sein, verhindert allerdings langfristig Fehlbedienungen und steigert somit die Ressourceneffizienz. Zudem wird eine Überprüfung der Anlagen ohne Produktionsunterbrechung möglich. Dies reduziert den Zeitaufwand und den Einsatz von Hilfs- und Betriebsstoffen.

Weiterhin kann der digitale Zwilling in der Produktionsplanung, beispielsweise für die Simulation von Rohstoffverbräuchen, eingesetzt werden. Hierdurch können bereits frühzeitig Engpässe erkannt und beseitigt werden. Dies reduziert Maschinenstillstandzeiten und optimiert die Auslastung des Gesamtsystems. Es reduziert Rohstoff- und Energieverbräuche und verhindert die Bildung lokaler Optima.


Literatur:

Kempf, J. und Dietrich, P. (2020): Wie Sie die Potenziale von Industrie 4.0 nutzen und mehr aus Ihren Daten machen [online]. PROCESS, 26.03.2020 [abgerufen am: 01.02.2021].

mehr anzeigen weniger anzeigen

Einschätzung für die Anwendenden

  • Materialeinsparung
    hoch
  • Energieeinsparung
    hoch
  • THG-Einsparung
    hoch
  • Investitionskosten
    mittel
  • Umsetzungsaufwand
    gering

Die Angaben zu Material-, Energie- und THG-Einsparungen, Investitionskosten sowie Umsetzungsaufwände sind qualitative Abschätzungen auf vergleichender Basis.

Entwicklungsstadium

  • Labor
  • Technikum / Demonstrator
  • Industrielle Praxis

Labor: Die betrachtete Technologie oder Methodik wird im Labormaßstab entwickelt.
Technikum / Demonstrator: Die betrachtete Technologie oder Methodik wird in einer Technikums- oder Demonstrator-Anlage umgesetzt.
Industrielle Praxis: Die betrachtete Technologie oder Methodik wird in der Produktion oder anderen Anwendungsbereichen eines Industrieunternehmen eingesetzt.