Erstellen eines digitalen Zwillings: Vorteile und Herausforderungen

Digitale Zwillinge sind auf dem Vormarsch und diese Dynamik wird in naher Zukunft nicht nachlassen. Die Größe des globalen Marktes für digitale Zwillinge wurde von Analysten im Jahr 2023 auf 12,91 Milliarden US-Dollar geschätzt. Gemäß Fortune soll der Umsatz von 17,73 Milliarden US-Dollar im Jahr 2024 auf unglaubliche 259,32 Milliarden US-Dollar im Jahr 2032 anwachsen [1]. Das sind beträchtliche Wachstumsaussichten!

Sind Sie daran interessiert, digitale Zwillinge in Ihrer Fabrikhalle einzuführen? Wenn ja, lassen Sie uns untersuchen, warum diese Technologie an Bedeutung gewinnt und welche Vorteile und Herausforderungen sie mit sich bringt.

Die digitale Zwillingstechnologie ist kein neues Konzept. Hersteller nutzen bereits seit Jahren 3D-Rendering, um computergestützte Designmodelle (CAD) im Asset-Management und Prototyping einsetzen zu können. Allerdings machen der Fortschritt beim Internet der Dinge (IoT), bei der Datenanalyse und beim Cloud-Computing digitale Zwillinge zugänglicher und erschwinglicher. Diese Technologie bietet maßgebliche Vorteile für Hersteller. Dazu gehören eine erhöhte Effizienz, verbesserte Entscheidungsfindung und prädiktive Instandhaltung.

Was ist ein digitaler Zwilling?

Ein digitaler Zwilling ist eine virtuelle Darstellung eines physischen Assets in der realen Welt, wie z. B. ein Gebäude, ein Produkt oder System. Diese Technologie nutzt Echtzeitdaten von Sensoren, um eine genaue Darstellung des Zustands und der Leistung des Assets zu liefern. Wichtige Teile eines digitalen Zwillings umfassen:

• Sensoren: Sie sammeln Daten des physischen Objekts.
• Analytik: Verarbeiten und interpretieren von Sensordaten.
• Visualisierungstools: Erstellen einer visuellen Darstellung des Assets.

Vorteile von digitalen Zwillingen

1. Erhöhte Effizienz

Einer der Vorteile von digitalen Zwillingen ist, dass sie das Potenzial haben, die Effizienz in vielen Branchen erheblich zu erhöhen. Die digitale Zwillingstechnologie kann Anomalien erkennen und mögliche Ausfälle vorhersagen, indem sie kontinuierlich die Leistung physischer Anlagen überwacht. Dies ermöglicht eine proaktive Instandhaltung und minimiert daher Ausfallzeiten. Dank dieser Vorhersagefähigkeit können Unternehmen ihre Instandhaltung optimal planen, Störungen reduzieren und die Lebensdauer ihrer Anlagen verlängern.

Neben der Instandhaltung kann auch die digitale Zwillingstechnologie zur Modellierung und Optimierung von Prozessen eingesetzt werden, wodurch Ineffizienzen und Engpässe gefunden werden können. Unternehmen können verschiedene Szenarien testen, datengesteuerte Entscheidungen treffen und Abläufe optimieren, um Kosten zu senken und die Produktivität zu steigern. Dieser iterative Ansatz ermöglicht eine kontinuierliche Verbesserung und Anpassung an sich ändernde Umstände.

Ein weiterer Vorteil von digitalen Zwillingen ist ihre Rolle bei der Validierung von Designs, bevor physische Prototypen erstellt werden. Designer haben die Möglichkeit, Probleme frühzeitig im Entwicklungsprozess zu identifizieren und anzugehen. Dies erreichen sie, indem sie verschiedene Bedingungen simulieren und Tests durchführen, um potenzielle Schwachstellen aufzudecken.

Dies hilft, den Bedarf an kostspieligen Umgestaltungen zu reduzieren und die Markteinführung eines Produkts zu beschleunigen. Dieser Ansatz spart nicht nur Zeit und Ressourcen, sondern stellt auch sicher, dass Produkte die gewünschten Leistungs- und Qualitätsstandards erfüllen.

2. Verbesserte Entscheidungsfindung mit datengesteuerten Erkenntnissen

Digitale Zwillinge simulieren Zustände wie Druck, Temperatur und Vibration. Dazu gehören auch Daten zum Betriebszustand, z. B., ob das Gerät online oder offline ist.

Aber das ist noch nicht alles. Ein digitaler Zwilling kann die kontextuelle Umgebung des Geräts erfassen. Dies umfasst Informationen wie den Standort in der Anlage und sein Verhältnis zu anderen Geräten oder Systemen. Diese breitere Perspektive hilft den Herstellern, das Gesamtbild besser zu verstehen.

Die Magie liegt darin, die Daten an Ihre Ziele anzupassen. Wenn das Unternehmen beispielsweise die Produktqualität und den Kundenservice verbessern möchte, kann es Daten von den Vertriebs- und Marketingteams integrieren. Sie können diese Daten verwenden, um zu simulieren, wie ein neues Produkt neue Möglichkeiten schaffen wird.

Hersteller können die Instandhaltung durch die Einbeziehung von Daten über eine Maschine erheblich verbessern. Dies umfasst Produktdetails, technische Spezifikationen und Garantie-Status. Durch die Verwendung eines digitalen Zwillings können Hersteller fundierte Entscheidungen treffen und ihre Instandhaltung optimieren.

Durch die Analyse der vom Zwilling gesammelten Daten und Informationen können Ingenieure Reparaturen und Instandhaltung an die tatsächliche Nutzung der Anlage anpassen. Mit dieser Methode müssen Sie den Bedarf an Instandhaltung nicht auf Grundlage der Lebensdauer des Assets schätzen. Indem Werksleiter die Gesundheit ihrer Maschinen genauer im Auge behalten, können sie ungeplante Stillstandszeiten reduzieren. Dies gibt ihnen genügend Zeit, um einen Ersatz zu finden, bevor das System ausfällt, sodass sie den Betrieb reibungslos aufrechterhalten können.

Herausforderungen von digitalen Zwillingen

1. Die Kosten für das Erstellen eines digitalen Zwillings

Für kleinere Hersteller sind die Kosten für die Einführung von digitalen Zwillingen oft eine Herausforderung. Diese Technologien erfordern eine moderne IT-Infrastruktur, die sich nicht alle Unternehmen leisten können.

Um nicht zurückzufallen, können kleinere Hersteller einen schrittweisen Ansatz verfolgen und ihren Einsatz von digitalen Zwillingen in einem schrittweisen Verfahren umsetzen.

Beispielsweise kann ein Unternehmen zunächst einen digitalen Zwilling zur Überwachung der Leistung eines einzelnen Teils in einem Asset umsetzen, um Probleme zu identifizieren oder Betriebsabläufe zu optimieren. Sobald die Vorteile klar sind, kann er durch das Hinzufügen zusätzlicher Modelle erweitert werden, wodurch schließlich ein Zwilling entsteht, der ganze Maschinen oder ein komplettes System überwacht.

Indem sie schrittweise vorgehen, können kleinere Hersteller das Potenzial von digitalen Zwillingen schrittweise ausschöpfen, ohne ihre Ressourcen zu überlasten.

2. Das Risiko von Sicherheitsverletzungen

Beim Erstellen eines digitalen Zwillings sollte die Cybersicherheit  für das Unternehmen allerhöchste Priorität haben, da in solchen Systemen sensible Informationen gespeichert werden, die dem Unternehmen schaden können, wenn sie in die falschen Hände geraten.

Hersteller müssen festlegen, wer Zugang zur Simulation haben wird, und sicherstellen, dass nur jene Personen, die absolut unabdingbar sind, Informationen oder Kontrolle über das Asset erlangen. Wenn die Cybersicherheit bereits in der Entwurfsphase berücksichtigt wurde und ein klares Management für die Art der gesammelten Informationen, ihren Speicherort sowie die jeweiligen Zugangsberechtigungen implementiert wird, reduziert sich das Risiko von Sicherheitsverletzungen während des Betriebs des Zwillings.

Fazit

Die Verwendung von digitalen Zwillingen hat ein enormes Potenzial zur Verbesserung der Geschäftsergebnisse. Indem Hersteller die in diesem Leitfaden beschriebenen Schritte befolgen und die Herausforderungen angehen, können sie die Leistungsfähigkeit dieser Technologie nutzen, um Innovation und Effizienz voranzutreiben.

Bei der Überprüfung von digitalen Zwillingsinitiativen ist es wichtig, einen zuverlässigen Partner für die Beschaffung kritischer industrieller Komponenten zu haben. Bei EU Automation unterstützen wir Unternehmen auf der ganzen Welt durch die Beschaffung und Lieferung wichtiger Industriebauteile. Unsere globale Reichweite und Branchenexpertise helfen Herstellern dabei, Technologien der nächsten Generation, wie z. B. digitale Zwillinge, vertrauensvoll zu übernehmen, ohne Ausfallzeiten oder Verzögerungen zu riskieren.

Zitate:

[1] https://www.fortunebusinessinsights.com/digital-twin-market-106246.