Was ist ein Digital Twin?

Ein digitaler Zwilling ist eine spannende Technologie, die es uns ermöglicht, eine Vielzahl von Möglichkeiten zu erkunden und komplexe Systeme in der realen Welt besser zu verstehen. Diese virtuelle Darstellung physischer Einheiten und Prozesse besteht aus drei Hauptkomponenten: der physischen Einheit im realen Raum, dem digitalen Zwilling in Softwareform und schließlich Daten, die diese beiden Elemente miteinander verbinden. Digitale Zwillinge werden bereits in vielen Branchen sowohl zur Kostensenkung als auch zur Effizienzsteigerung eingesetzt und ihr Potenzial, unsere Fähigkeiten noch weiter zu verbessern, wird immer deutlicher.

Ein digitaler Zwilling ermöglicht es Unternehmen, beispiellose Einblicke in die Leistung ihrer physischen Objekte zu gewinnen. Durch die Installation verschiedener datenerzeugender Sensoren am Objekt und die Weiterleitung dieser Informationen an ein Verarbeitungssystem kann die virtuelle Kopie kontinuierlich verbessert werden, indem Echtzeitdaten hochgeladen und analysiert werden. Diese Fähigkeit, Erkenntnisse zu generieren, bietet eine effektive Lösung für Unternehmen, die Verbesserungen in Bereichen wie Energieabgabe und Temperaturregulierung anstreben.

Dahinter steht ein effizienter Ansatz, der Simulationen und Studien zu Leistungsproblemen nutzt, um diese Verbesserungen zu ermitteln, bevor sie tatsächlich am ursprünglichen Objekt implementiert werden, wodurch die Kosten und der Zeitaufwand, die mit der Durchführung dieser Transformationen verbunden sind, erheblich reduziert werden.

Unterschied zwischen digitalen Zwillingen und Simulationen

Digitale Zwillinge und Simulationen sind leistungsstarke Werkzeuge zur Untersuchung der Komplexität eines Systems. Während beide digitale Modelle verwenden, um die Funktionen des Systems zu untersuchen und zu reproduzieren, liegt der Hauptunterschied im Maßstab: Simulationen konzentrieren sich normalerweise auf einen Prozess, während digitale Zwillinge verwendet werden können, um mehrere Simulationen durchzuführen, um eine ganzheitlichere Sicht auf seine komplizierten Abläufe zu erhalten.

Digitale Zwillinge sind viel mehr als ein statisches Modell – sie bieten eine interaktive Umgebung, die einen weitaus umfangreicheren Informationssatz für die Analyse bereitstellt. Durch die Nutzung dieses virtuellen Raums können Benutzer genauer beurteilen, wie ihre Systeme in verschiedenen Szenarien funktionieren. Dies liefert unschätzbare Einblicke, die es Unternehmen häufig ermöglichen, fundiertere Entscheidungen zu treffen.

Die Unterschiede zwischen Simulationen und digitalen Zwillingen gehen sogar über diesen Kontext hinaus. Bei Simulationen fehlen Echtzeit-Feedbackdaten zur Messung der Genauigkeit, wohingegen ein digitaler Zwilling für die bidirektionale Kommunikation eingerichtet ist, indem er Daten von den Objektsensoren aufnimmt und die daraus gewonnenen Erkenntnisse dann an dieselbe Quelle weitergibt. Diese durch digitale Zwillinge ermöglichte Struktur trägt dazu bei, genauere Modelle und Antworten zu generieren und ermöglicht Benutzern den Zugriff auf sofort umsetzbare Informationen.

Digitale Zwillinge revolutionieren nachweislich die Art und Weise, wie Unternehmen potenzielle reale Ergebnisse simulieren und planen können. Durch die Nutzung virtueller Umgebungen und der verbesserten verfügbaren Rechenleistung sowie den Zugriff auf aktuellere Daten aus einer Vielzahl von Bereichen sind digitale Zwillinge in der Lage, Probleme aus einem breiteren Spektrum von Punkten zu bewerten, als dies bei herkömmlichen Simulationen möglich ist. Diese verbesserte Fähigkeit bietet praktisch unbegrenztes Potenzial zur erheblichen Verbesserung von Produkten, Plänen und Prozessen.

Digitale Zwillinge revolutionieren die Art und Weise, wie Unternehmen potenzielle reale Ergebnisse simulieren und planen können. Durch die Nutzung virtueller Umgebungen und der verbesserten verfügbaren Rechenleistung sowie den Zugriff auf aktuellere Daten aus einer Vielzahl von Bereichen sind digitale Zwillinge in der Lage, Probleme aus einem breiteren Spektrum von Punkten zu bewerten, als dies bei herkömmlichen Simulationen möglich ist. Diese verbesserte Fähigkeit bietet praktisch unbegrenztes Potenzial zur erheblichen Verbesserung von Produkten, Plänen und Prozessen.

Arten von digitalen Zwillingen

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, digitale Zwillinge zu kategorisieren. Zu den gebräuchlichsten Typen und Methoden gehören jedoch:

Komponentenzwillinge

Komponentenzwillinge sind digitale Nachbildungen eines einzelnen Teils eines Systems oder Produkts und bieten Optionen zur Gewährleistung der Haltbarkeit im realen Einsatz. Mithilfe dieser digitalen Modelle können Designer und Ingenieure dynamische Szenarien simulieren, denen einzelne Teile während des Gebrauchs ausgesetzt sein können.

Diese Vorgehensweise ermöglicht es ihnen, die Integrität des Teils zu beurteilen und notwendige Verbesserungen vorzunehmen, um seine Zuverlässigkeit zu gewährleisten. Simulierte Szenarien können unterschiedliche Belastungs- und Hitzeniveaus darstellen, denen das Teil ausgesetzt sein kann, sodass Konstrukteure die Spezifikationen entsprechend anpassen können. Bei Komponentenzwillingen ist es möglich, mögliche Schwachstellen zu erkennen, bevor sie in der Realität überhaupt existieren.

Asset-Zwillinge

Asset-Zwillinge oder Produktzwillinge bieten eine einzigartige Möglichkeit, den Betrieb physischer Produkte und ihrer verschiedenen Komponenten zu visualisieren. Durch die Bereitstellung virtueller Inkarnationen realer Produkte ermöglichen Asset Twins Experten in zahlreichen Bereichen wie Technik und Wartung, Einblicke in die Zusammenarbeit von Systemen zu gewinnen.

Asset Twins können beispielsweise effektiv genutzt werden, um die Leistung einer Windkraftanlage zu überwachen und zu ermitteln, welche Komponenten aufgrund regelmäßiger Abnutzung am anfälligsten für Ausfälle sind. Auf diese Weise könnten sich Asset-Zwillinge als unschätzbar wertvoll für die Beurteilung des Zustands von Maschinen in verschiedenen Branchen erweisen.

Systemzwillinge

Systemzwillinge, auch Unit Twins genannt, stellen eine virtuelle Darstellung von Systemen dar, die aus vielen miteinander verbundenen Produkten bestehen. Durch die Modellierung einzelner Produkte und ihrer Wechselwirkungen als Teil eines komplexen Systems ist es möglich, Möglichkeiten für mehr Effizienz und Produktivität zu identifizieren. Systemzwillinge fungieren als Linse, durch die Unternehmen Einblicke in die Beziehung zwischen Produkten und Kundennachfrage gewinnen und so Prozesse für maximale Leistung optimieren können.

Mit dieser zusätzlichen Transparenz der Betriebsabläufe sind Unternehmen in der Lage, einen proaktiveren Ansatz zur Problemlösung zu verfolgen und sicherzustellen, dass alle Komponenten im Einklang miteinander arbeiten. Diese leistungsstarke Technologie bietet Unternehmen eine spannende Möglichkeit, ihre Effizienz zu steigern, indem sie verstehen, wie ihre Vermögenswerte interagieren, und das aktuelle System verbessern.

Prozesszwillinge

Das Konzept der Prozesszwillinge bietet Unternehmensinhabern und Entscheidungsträgern eine spannende neue Perspektive auf digitale Lösungen. Mit einem Prozesszwilling kann jede Betriebsebene modelliert werden, von großen Systemen bis hin zu kleinen Details. Dies ermöglicht es Unternehmen, vorausschauende Einblicke in potenzielle Probleme zu gewinnen, Empfehlungen und Aktionspläne auf der Grundlage aktueller Muster oder geplanter Szenarien zu entwickeln und Produktionsmodelle zu optimieren, um maximale Effizienz sicherzustellen.

Prozesszwillinge sind Vorreiter einer neuen Revolution in der Art und Weise, wie wir das moderne vernetzte System in Branchen wie der Fertigung betrachten, und tragen dazu bei, die Agilität innerhalb von Organisationen zu fördern, während diese danach streben, auf dem sich ständig weiterentwickelnden Markt wettbewerbsfähig zu bleiben.

Vorteile digitaler Zwillinge

Digitale Zwillinge bieten eine Reihe von Vorteilen, wie z. B. die Reduzierung der Kosten und des Risikos bei der Arbeit an den physischen Aspekten.

Zu den weiteren Hauptvorteilen digitaler Zwillinge gehören:

Grössere Effizienz

Digitale Zwillinge können die mit realen Herstellungsprozessen nach der Produktion verbundenen Probleme lindern, indem sie eine automatisierte Überwachung des gesamten mehrteiligen Systems ermöglichen. Durch die Verwendung digitaler Modelle zur Nachbildung physischer Produktionssysteme können Hersteller proaktiver vorgehen und Spitzenleistung und Effizienz in allen Prozessschritten sicherstellen.

Digitale Zwillinge bieten ein Maß an Transparenz und Flexibilität, das manuelle Prozesse einfach nicht erreichen können. Durch die Möglichkeit, kleinere Schwankungen oder unbeabsichtigte Auswirkungen auf den Maschinenbetrieb schnell einzuschätzen, können Führungskräfte fundierte Entscheidungen treffen, um die Leistung ihres Unternehmens kontinuierlich zu verbessern. All dies versetzt digitale Zwillinge in eine ideale Position, um als leistungsstarke Instrumente für moderne Hersteller zu dienen, die nach optimaler Ausbeute und Energieeinsparung streben.

Bessere Forschung und Entwicklung

Der Einsatz digitaler Zwillinge als Grundlage für Forschungs- und Designentscheidungen erfreut sich aufgrund ihrer Fähigkeit, umfassende Daten und Berichte über die wahrscheinlichen Leistungsergebnisse von Produkten zu generieren, immer größerer Beliebtheit.

Diese Fülle an Daten gewährt unglaubliche Einblicke und ermöglicht es Unternehmen, fundierte Entscheidungen über mögliche Produktverfeinerungen zu treffen, ohne mit dem teuren Produktionsprozess zu beginnen. Mit digitalen Zwillingen können Unternehmen eine kristallklare Vorstellung davon haben, wie sich ihr Produkt in verschiedenen Szenarien oder Anwendungen verhält, bevor sie in die Fertigung im großen Maßstab investieren. Dies hilft nicht nur, Geld und Ressourcen zu sparen, sondern stellt auch sicher, dass Kunden Produkte von höherer Qualität erhalten, da Unternehmen Wert auf Verfeinerung statt auf Versuch und Irrtum legen.

End-of-Life-Produkte

Digitale Zwillinge sind für Hersteller ein wertvolles Werkzeug, um den Produktlebenszyklus effizient und effektiv zu verwalten. Sie können diese Informationen nutzen, um die letzten Schritte in der Produktverarbeitung zu optimieren, was ihnen Kosteneinsparungen ermöglicht und die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften gewährleistet. Digitale Zwillinge ermöglichen es Herstellern, Materialzusammensetzungen zu analysieren und Erkenntnisse darüber zu gewinnen, was aus Produkten am Ende ihrer Lebensdauer gewonnen werden kann. So können sie entscheiden, wie und wann Materialien recycelt oder wiederverwendet werden.

Dieses Wissen hat das Potenzial, sich positiv und nachhaltig darauf auszuwirken, dass es ihnen hilft, Kosten zu senken, ihren COXNUMX-Fußabdruck zu reduzieren und neue Methoden für Nachhaltigkeitsinitiativen voranzutreiben

Andere Vorteile

Zu den weiteren Vorteilen digitaler Zwillinge gehören eine verbesserte Betriebseffizienz, eine längere Betriebszeit der Geräte, eine höhere Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit durch Überwachung und Simulation, geringere Wartungskosten und kontinuierliche Verbesserungen.

Anwendungsfälle für digitale Zwillinge

Zu den Branchen, die am meisten auf digitale Zwillinge angewiesen sind, gehören:

• Fertigung: Der Industriesektor steht bei der Nutzung digitaler Zwillinge an vorderster Front, und in diesem Bereich wurde bereits eine umfassende Umsetzung beobachtet. Schon seit vielen Jahren nutzen Hersteller virtuelle Nachbildungen zur Modellierung von Komponenten, Produkten, Systemen und ganzen Fabriken – und erhalten dadurch nie dagewesene Einblicke in ihre betrieblichen Abläufe.
• Gesundheitswesen: Durch digitale Zwillinge können medizinische Fachkräfte Diagnosen und Behandlungen optimieren und gleichzeitig die Risiken realer Tests vermeiden. Durch die Nutzung elektronischer Gesundheitsakten, Genomsequenzierungsdaten, Bildgebungsergebnisse und anderer Patienteninformationen sowie anonymisierter vergleichender Forschungsergebnisse können Anbieter sicherer und genauer als je zuvor die besten Therapieoptionen für ihre Patienten ermitteln
• Energie: Elektrizitätsunternehmen sind auf dem neuesten Stand der Technik und erforschen digitale Zwillinge, um Kraftwerke, Netze und sogar Systeme für erneuerbare Energien zu revolutionieren. Dieser innovative Ansatz könnte eine beispiellose Kontrolle über Wartungsprotokolle und Produktionsüberwachung ermöglichen, um die Effizienz von Solaranlagen und Windparks zu maximieren – ein entscheidender Schritt in Richtung COXNUMX-Neutralität. In Zukunft könnten ganze Stromnetze mit digitalen Prozesszwillingen nachgebildet werden.
• Stadtplanung: Durch die Technologie der digitalen Zwillinge können Städte und große Bauprojekte digital vernetzt werden, um die Infrastruktur zu verbessern. Der Einsatz von IoT-Technologien zusammen mit KI-Analysen ermöglicht es Smart-City-Initiativen, die Energieeffizienz zu steigern und gleichzeitig Transportdienste auf nationaler Ebene zu optimieren.
• Einzelhandel und E-Commerce: Einzelhändler nutzen digitale Zwillinge, um das Einkaufserlebnis zu verändern, von der Produktplatzierung und der Optimierung der Customer Journey in physischen Geschäften bis hin zur Förderung des Online-Engagements durch virtuelle Ladenmodelle. Die Innovation revolutioniert auch die visuelle Darstellung mit 3D-Bildern, die mit beispielloser Detailgenauigkeit gerendert werden – und so ein hyperrealistisches Seherlebnis schafft.