Digitaler Zwilling
Technologie-Check
Definition und Wirk-/Funktionsprinzip
Ein Digitaler Zwilling ist die digitale Repräsentation eines realen Produktes oder Prozesses inklusive aller für den jeweiligen Anwendungsfall relevanten integrierten Daten und Partialmodelle über den gesamten Lebenszyklus. Das zugrundeliegende digitale Modell des Realobjektes, das typischerweise während der Entwicklungsphase entsteht, wird über den gesamten Lebenszyklus, insbesondere während des Betriebs durch Betriebsdaten aus Sensoren oder IT-Systemen, Verhaltensanalysen und Simulationen angereichert sowie anwendungsfallspezifisch erzeugt. Zur Annäherung der digitalen Repräsentation an dessen Realobjekt – in definierten Bereichen – besteht ein regelmäßiger uni- oder bidirektionaler Daten- und Informationsfluss, um bedarfsweise das Verhalten des Realobjekts während des Betriebs interpretieren und beeinflussen zu können.
SWOT-Analyse
Stärken
- Datenbasierte Entscheidungsgrundlage durch Transparenz über die gesamte Wertschöpfungskette
- Identifikation von Optimierungspotenzialen hinsichtlich Ressourceneffizienz und Kreislauffähigkeit durch die frühzeitige Simulation von Szenarien entlang des gesamten Produktlebenszyklus, z. B.
- Materialeffizienz: Reduzierung von Verschwendung und plötzlicher Produktionsausfälle durch eine bedarfsgerechte vorausschauende Instandhaltungsstrategie
- Energieeffizienz: Automatisierte Berechnung des Energieverbrauchs von Maschinen und Anlagen zur Bestimmung von Energieeinsparpotenzialen
- Kreislauffähigkeit: Simulation von Demontageprozessen von Baugruppen
- Proaktives Ressourcenmanagement zur Verfolgung und Optimierung des Ressourcenverbrauch
- Kostensenkung durch Optimierungspotential in vielen Bereichen des Produktlebenszykluses
Schwächen
- Komplexe und aufwendige Implementierung (Zeit, Kosten, Ressourcen und Fachexpertise) im Unternehmen mit umfangreicher Datenintegration und Modellierung
- Teils unzureichende Datenqualität und -verfügbarkeit zur Erzielung gewünschter Nachhaltigkeitskenngrößen
- Sicherheits- und Datenschutzbedenken, insbesondere hinsichtlich des organisationsübergreifenden Datenaustauschs Starke Abhängigkeit von technischer (IT-)Infrastruktur (z. B. Rechenleistung, Sensorik)
Chancen
- Digitaler Zwilling ermöglicht neue serviceorientierte und emissionsreduzierende Geschäftsmodelle
- Bewusstseins- und Akzeptanzsteigerung auf Grundlage transparenter und verständlich visualisierter Daten
- Regulatorische Verpflichtung der Rückverfolgbarkeit über Digitalen Produktpass
- Hohes Maß an Skalierbarkeit aufgrund der Anwendbarkeit des zugrundeliegenden Konzeptes des Digitalen Zwillings auf eine Vielzahl an Branchen und Sektoren
- Kollaborative Zusammenarbeit aller Akteure über die gesamte Wertschöpfungskette
- Kopplung des Digitalen Zwillings mit KI-gestützen Vorhersagen und autonomen Prozessen bietet zusätzliches Potenzial
- Aufbau neuer Geschäftmodelle wie virtuelle Inbetriebnahmen oder digitale Services werden möglich
Risiken
- Rechtliche und regulatorische Hürden
- Akzeptanzbedenken und Widerstand bzgl. IPR, Datenschutz und Rationalisierung
- Mögliche „one-size-fits-all“-Lösungen als einheitlicher Standard für den Digitalen Produktpass seitens der EU führen zu bürokratischer Mehrbelastung für Unternehmen
- IT-Sicherheitsrisiken wie Cyberangriffe auf Produktions-und Gebäudesysteme
- Datenhoheit und Datenschutz sind zum Teil noch ungeklärt
- Fachkräftemangel: der digitale Zwilling brauch geschultes Personal für Einführung und laufenden Betrieb
Erfolgsbeispiel
- In Baden-Württemberg umgesetzt: Die Firma Trumpf hat einen digitalen Zwilling beispielsweise zur Optimierung in der Logistik eingesetzt. Zum Erfolgsbeispiel
- Siemens hat die Elektronikfertigung im Werk in Amberg stark digitalisiert und arbeitet unter anderem mit digitalen Zwillingen, wodurch die Produktionslinie optimiert werden konnte. Zum Erfolgsbeispiel
Technologieanbieter
Möglicher Technologieanbieter aus Baden-Württemberg: B&W Engineering
