Digitaler Zwilling digital twin maschinenbau

Das digitale Abbild Ihrer Assets (zB. Maschinen oder Anlagen) in Industrie 4.0-Lösungen

Digitaler Zwilling und Digital Twin im Maschinenbau

Was ist ein Digitaler Zwilling bzw. Digital Twin?

Ein digitaler Zwilling (oder Digital Twin) ist ein digitales Abbild einer Maschine oder Anlage. Das physikalische Objekt wird hierbei digital dargestellt, erfasst, nachgebildet oder simuliert. Auch die Darstellung der dem Digitalen Zwilling zugehörigen Kennzahlen, wie beispielsweise Sensordaten (z.B. in Form einer Temperaturkurve) oder Performancedaten von Produktionen, werden teilweise ebenfalls als digitaler Zwilling bezeichnet. Hierbei wird noch nicht das Gesamtbild dargestellt, sondern lediglich einzelne Messziffern, die in diesem Fall die „Lebensdaten“ des digitalen Zwillings bilden.

Innerhalb des virtuellen Abbildes eines Digitalen Zwillings (Digital Twin) gibt es verschiedene Abstufungen. Die Endstufe zeigt virtuell 1-zu-1 die komplette Maschine oder Anlage und simuliert ihre einzelnen Prozesse. Somit ist es etwa möglich, virtuell Last auf einen Roboterarm zu geben und zu prüfen, wie sich der Arm unter der Last verhält. Auch physikalische Simulationen gehören dazu: Gerade im Flugzeugbau werden oft Strömungssimulationen durchgeführt, um Verhalten zu analysieren, ohne das Flugzeug physisch zur Verfügung zu haben.

In dieser Endstufe findet auch meist eine Verknüpfung mit dem Enterprise-Resource-Planning-System (ERP), also mit der Ressourcenplanung eines Unternehmens, statt. Hierbei werden zusätzlich Daten der Zulieferer und der einzelnen Materialien gesammelt. Im Flugzeugbau ist dies bereits heute Standard. Jedes einzelne Ersatzteil ist erfasst; somit wird die genaue Herkunft einsehbar: Wer hat wann und wo dieses Teil gekauft, wo ist es gelagert, welche Qualität hat das Ersatzteil und wie hoch waren die Kosten bei der Anschaffung.

Industrial IoT Plattformen und IIoT-Softwarebaukästen wie shopfoor.io greifen häufig in Form von AAS (Asset Administration Shell) auf Digitale Zwillinge zurück um Assets, deren Hierarchieebenen und Zustandsdaten benutzerfreundlich und nutzbringend abzubilden.

Vom Digitalen Zwilling zum Digitalen Schatten

Wie Unternehmen im Maschinenbau von einem digitalen Zwilling profitieren

Warum sollten Unternehmen aus dem herstellenden Gewerbe auf einen digitalen Zwilling bzw. Digital Twin setzen, um schnell ins IIoT einzusteigen? Schon zu Beginn des Einsatzes eines digitalen Zwillings werden ohne großen Hardware-Aufwand Ergebnisse erzielt, welche die Prozessoptimierung vorantreiben. Im ersten Schritt ist es noch nicht notwendig, Daten miteinander zu verknüpfen um eine digitale Abbildung einer gesamten Anlage aufzubauen. Dies kann dann als Grundlage verwendet werden, um Schritt für Schritt Datenpunkte zu einzelnen Maschinen oder Komponenten mit den jeweiligen Digitalen Zwillingen zu verknüpfen und die eigenen Maschinen besser kennenzulernen. Am Ende des Projekts werden alle Kennzahlen der Maschine dargestellt und beispielsweise zusätzlich alle Dokumentationen und Arbeitsanweisungen festgehalten. Dieses gesammelte Wissen ist im Digital Twin bzw. digitalen Zwilling vereint.

Das Auslesen der einzelnen Daten und der Prozess der Erstellung eines visuellen Abbildes erhöhen das allgemeine Verständnis für den Betrieb der Anlagen. Dadurch werden einzelne Produkte und Prozesse innerhalb des Unternehmens nachhaltig verbessert. Dank der Visualisierung der Maschinendaten können neue Geschäftsfelder erschlossen werden, die sich positiv auf die Geschäftsergebnisse auswirken.

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Je größer die Anlage desto relevanter ist ein Digitaler Zwilling

Ein digitaler Zwilling wird dann profitabel, wenn es um komplexere Systeme geht. Hierbei gilt: Je größer die Anlage, desto relevanter wird ein digitaler Zwilling. Vor allem dann, wenn noch nicht alle Kennzahlen der Produkte und Prozesse erfasst sind.

Weiterhin kann durch einen Digital Twin die Effizienz gesteigert werden, die gerade bei großen Produktionsmengen eine zentrale Rolle spielt. Mithilfe des digitalen Zwillings und den hier gesammelten Daten verstehen die Mitarbeiter im Unternehmen ihre Anlagen und Maschinen noch besser und können somit rationellere Prozesse entwickeln und Probleme früher erkennen. Somit können Zeit eingespart und Probleme in der Produktion verringert werden.

Zusätzliche Optimierung mit shopfloor.io

Wer sich mit dem Thema „Digitaler Zwilling“ bzw. „Digital Twin“ beschäftigt, für den ist shopfloor.io eine sehr interessante Option. Hierbei handelt es sich um eine Digital Twin Applikation, mit der Maschinen vernetzt und wichtige Kennzahlen, Aufgaben, Maschinendaten und -störungen sowie sonstige relevante Ereignisse in einer Cloud Applikation visualisiert werden. Hierbei greift shopfloor.io häufig via Verwaltungsschale auf die Digitalen Zwillinge zurück, welche die Assets, deren Zustandsdaten sowie Hierarchieebenen benutzerfreundlich und nutzbringend abbildet. Ziel ist dabei, Produkte durch technische Innovationen in der Industrie 4.0, wie Machine Learning, anzureichern. Außerdem wird die technische Komplexität für den Endanwender reduziert und eine erfolgreiche Adaption durch selbsterklärende Anwendungen mit einem Fokus auf echte Mehrwerte ermöglicht.

Mehr über shopfloor.io erfahren

Für wen ist shopfloor.io ein Thema?

Die Architektur von shopfloor.io ist für die Arbeit mit sehr großen Datenmengen im Maschinenumfeld ausgelegt und lässt sich wahlweise in Cloud-Services wie AWS, als auch On-Premises Lösungen integrieren. Dies ermöglicht einen schnellen Einstieg ins industrial IoT, ohne sich von einem Cloud-Anbieter abhängig zu machen. Der modulare Ansatz von shopfloor.io bietet jederzeit die komplette Flexibilität, Komponenten und Services durch eigene Implementierungen zu erweitern oder auszutauschen.

elunic – Ihre professionelle Unterstützung beim digitalen Zwilling

Rund um das Thema digitaler Zwilling steht Ihnen das Team von elunic mit Erfahrung und tiefgreifendem Know-how zur Seite. Wir sind Ihr IIoT Partner auf Augenhöhe. Unsere Experten beraten Sie und entwickeln mit Ihnen innovative und zukunftssichere Nutzererlebnisse. Lesen Sie hier im Showcase eine unserer Erfolgsstorys zum Thema „Digitaler Zwilling“.

Seit 15 Jahren entwickelt elunic cloud-basierte Softwarelösungen für mittelständische Unternehmen und Konzerne der Industrie. Den wachsenden Anforderungen der Industrie 4.0 und des Internet of Things begegnen wir mit mehr als 30 hochqualifizierten und spezialisierten Experten für Teilbereiche wie Big Data, Predictive Maintenance, IT-Security und UX-Entwicklung.