Daten- & Informationsverarbeitung: Vorreiter*innen

Die Grafik zeigt, in welchem Bereich des Tools man sich befindet: Datenverarbeitung/Vorreiter.© VDI ZRE

Digitaler Zwilling

Voraussetzungen

Grundsätzlich existieren zahlreiche Ansätze zur Definition Digitaler Zwillinge. Eine Definition nach Stark und Damerau* Stark, R. und Damerau, T. (2014): Digital Twin. In: Arrazola Arriola, P.J., Hg. Modelling in Cutting. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, S. 1-8, ISBN 978-3-642-35950-7. sowie Samarajiwa und Salamon* Samarajiwa, M. und Salamon, D. (2019): Dossier Digitaler Zwilling - Auf den Anwendungsfall kommt es an. Digital business Cloud 09. beschreibt den Digitalen Zwilling anhand dreier grundlegender Komponenten:

  • Digitaler Master
  • Digitaler Schatten
  • Digitaler Zwilling

Der Digitale Master enthält alle relevanten Modelle aus der Planungsphase des betrachteten physischen Systems. Diese können u. a. aus Autorensystemen, wie z. B. CAD-Systemen (CAD-Modell) oder PLM-System (Produktstrukturen) stammen.

Der digitale Schatten enthält Daten, die über den Lebensweg (z. B. Bestellung, Produktion, Nutzung, Service) des betrachteten physischen Systems gesammelt werden. Hierunter fallen u. a. Betriebs-, Zustands- oder Prozessdaten sowie Nutzungsdaten von Kund*innen.

Die dritte und zentrale Komponente des Digitalen Zwillings stellt bei dieser Definition die 1:1 Repräsentanz des betrachteten physischen Systems dar. Der einzigartige Digitale Zwilling entsteht dadurch, dass die ersten beiden Komponenten miteinander verknüpft werden (Twinning), und entwickelt sich im Verlauf des Produktlebensweges weiter. Dieser Digitale Zwilling enthält somit alle relevanten Daten eines Produktes und bildet im Sinne einer "Single source of truth" einen zentralen Zugang für Datenanwendungen, wie Analysen oder Simulationen.* Theresa Riedelsheimer, Pascal Lünnemann, Sebastian Wehking, Lisa Dorfhuber (2020): Digital Twin Readiness Assessment - Eine Studie zum Digitalen Zwilling in der fertigenden Industrie. Fraunhofer IPK, msg, Berlin.

Gleichzeitig kann der Digitale Zwilling einen Zugang zu digitalen Diensten (z. B. über die Verwaltungsschale, engl.: Asset Administration Shell, AAS) anbieten, über die direkt auf die Funktionen des physischen Systems Einfluss genommen werden kann. So können mittels Analyse- und Optimierungsalgorithmen Maßnahmen abgeleitet und teilweise direkt über den digitalen Zwilling eingesteuert werden.* Theresa Riedelsheimer, Pascal Lünnemann, Sebastian Wehking, Lisa Dorfhuber (2020): Digital Twin Readiness Assessment - Eine Studie zum Digitalen Zwilling in der fertigenden Industrie. Fraunhofer IPK, msg, Berlin.

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Gute Praxis Beispiele

Digitale Zwillinge als Grundbaustein für digitale Dienstleistungen

Die Firma Wittenstein SE stellt kundenspezifische Systeme und Lösungen in Bereich der mechatronischen Antriebstechnik her. Im Zuge der Digitalsierung hat das Unternehmen nach und nach Digitale Zwillinge ihrer Produkte eingeführt, die nun zur Entwicklung und Bereitsstellung von digitalen Diensten genutzt werden können. So finden Kund*innen im Wittenstein Service Portal maßgeschneiderte Informationen und Services zu nahezu allen Produkten des Unternehmens. Neben Produktdokumentationen, Tutorials, Zubehörinformationen, Nachfolgemodellen, Firmware-Dateien oder Kontaktdaten, können Kund*innen auch über das Portal Ersetzteile bestellen oder Inspektionen anmelden. Bestimmte Produkte, die mit der sogenannten Cynapse-Funktionalität ausgestattet sind, bieten darüber hinaus noch digitale Dienste wie Anomaliedetektion an.

Um die Nutzung der digitalen Services möglichst einfach für Kund*innen zu gestalten, setzte Wittenstein frühzeitig auf das Konzept der Verwaltungsschale (engl.: Asset Administration Shell, AAS). Über die AAS können Informationen und Dienste plattformneutral abgerufen werden, so dass der Integrationsaufwand für Kund*innen geringer ausfällt und keine potenziell abschreckenden Lock-In-Effekte entstehen.

Vorteile für Kund*innen bestehen u. a. in reduzierten Ausfallzeiten, höhere Anlagenproduktivität und höherer Produktionsqualität. Außerdem erleichter der zentralisierte Zugang die Informationsbeschaffung.

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