Beim Protyp Digitaler Zwilling (auch unter der englischen Bezeichnung „digital twin“ bekannt) geht es darum, dass ein digitales Abbild von einem Objekt (Ware oder Maschine bzw. Maschinenteil) aus der realen Welt erstellt wird. Systeme können dieses Abbild dann in mehreren Richtungen beobachten und sein Verhalten analysieren. So können Ingenieure viele Situationen simulieren, was unter echten Bedingungen viel Aufwand bedeuten würde.
Ein Protyp ist ein typischer Muster der digitalen Transformation.
Digitaler Zwilling: Das Prinzip
Wo werden Digitale Zwillinge angewandt?
Das Prinzip des Digitalen Zwilling kann in vielen verschiedenen Applikationen angewendet werden. Philipp Wallner und Stefanie Michel nennen zum Beispiel in ihrem Artikel „Der Digitale Zwilling als Baustein von Industrie 4.0“ fünf verschiedenen Anwendungen:
- Betriebsoptimierung
- Leistungsmanagement
- Predictive Maintenance
- Anomaliedetektion und Fehlerisolierung
- Flottenmanagement
Digitale Zwillinge können auch in der Überwachung von Lager benutzt werden. Zum Beispiel, um die Temperatur und Feuchtigkeit des Kühlraums anzupassen, wo die Äpfel gelagert sind.
Digitaler Zwilling: Wie funktioniert das?
Für einen digitalen Zwilling braucht man in der Regel Sensoren (z.B. Licht, Temperatur, usw.), die in der realen Umgebung installiert sind. Diese kann man auf dem zu überwachenden Objekt installieren, oder in dessen direkten Umgebung. Außerdem ist ein Datenaustauschsystem notwendig und eine digitale Modellierung an einem zentralen Ort. Da wird die Informationen von allen verschiedenen Objekten sowie deren Reaktionen und die Entwicklung über Zeit gespeichert und analysiert.
Der Clou dabei: Durch Einbindung realer Daten und die Verwendung von KI-Prozesse kann jede Maschine individuell getrackt werden. Zum Beispiel sind die Auswirkungen eines Sturmes der Windstärke 9 wiederholt anders auf Windrad A als auf Windrad B, der ein paar Kilometer weiter liegt. Die Künstliche Intelligenz integriert solche Unterschiede der Erfahrungswerte in der Berechnung des digitalen Zwillings. So wird ein genaues Abbild des Windrads und seiner Abbnutzung in der Zukunft erstellt. Die Wartung kann entsprechend eingetaktet werden.
Digital Twin: Ein Trend in der Industrie
Protyp Digitaler Zwilling – Aus Jäckle S., Brüggemann U.: „Digitale Transformationsexzellenz“, Springer 2019
Im B2B-Bereich sind digitale Zwillinge schon allgegenwärtig. Hier ein paar Beispiele:
- Digital Engineering
- Um die Prozesse im Flughafen zu verbessern
- Für Windmühlen und Windparks
- Für das Modellieren von Motoren
- Oder das Simulieren von Prozessen in ganzen Städten!
Protyp Digitaler Zwilling: Implikationen
In ihrem Buch „Digitale Transformationsexzellenz: Wettbewerbsvorteile sichern mit der Customer Company Excellence Matrix“ stellen Uwe Brüggemann und Steffen Jäckle fest, dass der Protyp „Digitaler Zwilling“ weitreichende Implikationen für die Effizienz von Maintenance-Prozesse hat. Somit ist eine erhebliche Verbesserung der Kostenstruktur möglich. So kann man die Maschinen warten, bevor sie ausfallen. Zum Beispiel wird klar, wenn bei den im Feld herrschenden Temperaturen ein Teil sich schneller abnutzt. Oder man kann im Gegenteil die Wartungen in größeren Abständen als die Standard-Zeiten zu machen, weil dank digitalen Zwillings bekannt ist, dass alles noch rund läuft.
Wenn man als Anbieter den Digitalen Zwilling für die Kunden entwickelt, sind positive Implikationen auf dem Kundennutzen zu erwarten. So steigen zum Beispiel die Leistung des Produktes und die Vertrauensbasis zu dem Anbieter, die TCO (Total Cost of Ownership) wiederum sinkt.
Protyp Digitaler Zwilling: Ausschau
Die Möglichkeiten von Digitalen Zwillingen sind noch vielfältiger. Für die Zukunft gelten andere Regel. Denn mit einer wachsenden Vielfalt von Sensoren und das stetige Wachsen der Rechnerkapazitäten ist abzusehen, dass viele digitale Zwillinge geboren werden!
Alle Protypen sind im Buch „Digitale Transformationsexzellenz“ nachzulesen.
„Digitale Transformationsexzellenz. Wettbewerbsvorteile sichern mit der Customer Company Excellence Matrix“, 2019, Springer Verlag (Prof. Dr. Steffen Jäckle & Uwe Brüggemann).
Die grundlegende wirtschaftliche, technologische und gesellschaftliche Veränderungen, die die meisten Geschäftsmodelle in Zeiten der Digitalisierung revolutionieren, werden darin anhand der Dominanz der 22 Protypen erläutert. Die im Buch eingeführte CCX-Matrix ist für Unternehmen ein wertvolles Analyse-Tool, um ihre eigene digitale Strategie neu zu erarbeiten und für die Zukunft erfolgreich zu gestalten.
Autoren:
Uwe Brüggemann ist Unternehmer, Interim Manager und Berater. Er ist Gründer & Geschäftsführer der BM-Experts GmbH in Berlin.
Prof. Dr. Steffen Jäckle lehrt an der Hochschule Ravensburg-Weingarten, Fakultät Technologie & Management und ist als Berater und Key Note Speaker tätig.
