Stellen Sie sich vor, Sie könnten Änderungen in der Produktion testen, Maschinenausfälle vorhersagen und den gesamten Prozess optimieren, ohne auch nur ein einziges physisches Gerät zu berühren. Das ist die Realität der Technologie der digitalen Zwillinge (DT), die zum Hauptelement von Industrie 4.0 wird. Es handelt sich nicht nur um einen Trend. Es handelt sich um eine massive und anhaltende Marktverschiebung. Analytiker sagen voraus, dass der globale Markt mit DT von 5 Milliarden US-Dollar bis 2030 auf 154 Milliarden wachsen wird.
Was ist ein digitaler Zwilling und wie funktioniert er?
Ein digitaler Zwilling ist eine lebendige, dynamische virtuelle Nachbildung Ihrer Produktionslinie oder Ihres gesamten Werks. Sie wird kontinuierlich in Echtzeit anhand der Daten von Sensoren aktualisiert, die an den Maschinen angebracht sind. Diese Daten werden analysiert und ermöglichen „Was-wäre-wenn“-Simulationen ohne Risiko für den realen Betrieb und ohne Betriebseinschränkungen. Durch die Verbindung eines digitalen Zwillings (Gehirn) mit der Prozessautomatisierung (Muskeln) entsteht ein intelligentes System. Der Zwilling identifiziert den optimalen Ablauf, und die Automatisierungssysteme führen ihn anschließend aus.
Vom virtuellen Modell zum realen Betrieb
Bei EA Partner erstellen wir zunächst ein digitales, kinematisiertes Modell des Arbeitsplatzes und überprüfen dabei die prozessuale und technologische Machbarkeit des ursprünglichen Maschinenkonzepts. Anschließend geben wir die Daten für die Fertigung frei (CAD-Daten der hergestellten Betriebsmittel) und bereiten Offline-Programme vor, die als Grundeinstellungen für die Maschine dienen. Aufgrund der Qualität der eingehenden Teile, unterschiedlicher Oberflächenbehandlungen oder Verformungen können Änderungen an den Maschineneinstellungen vorgenommen werden, die anschließend in den DT übertragen werden. Wir sind in der Lage, weitere Änderungen, Ergänzungen oder Änderungen des Produktionsprogramms mit tatsächlichen erreichbaren Daten zu simulieren. Dies ist beispielsweise beim Entwurf von Roboter-Schweißanlagen für das Lichtbogen- und Widerstandsschweißen von entscheidender Bedeutung.
In einigen Fällen erstellen wir DT auch in Form von Reverse Engineering, wobei wir die Betriebseinstellungen der Maschinen und Eingaben aus externen CAD-Formaten importieren, um ein DT-Modell zu erhalten, mit dem wir die Durchführbarkeit von Verfahrensänderungen oder die Integration eines neuen Produkts überprüfen können. Es handelt sich jedoch um ein sehr teures und in der Praxis selten angewendetes Verfahren.
Greifbare Ergebnisse in der Praxis
Der wichtigste Beitrag ist vor allem die Beschleunigung der Entwicklung und Planung. Der Fensterhersteller VELUX in Dänemark konnte die Produktivität um 40 Prozent steigern und die Dauer des Planungsprozesses um 70 Prozent verkürzen. Die Gesellschaft Festo konnte dank virtueller Simulationen die Entwicklung neuer Maschinen um bis zu 30 Prozent beschleunigen. BMW nutzt digitale Zwillinge ganzer Werke, was die Produktionsplanung um 30 Prozent effizienter machte. Ihre virtuelle Fabrik integriert Daten aus mehr als 40 verschiedenen IT-Systemen. Es gibt noch viele weitere reale Beispiele.
Die Zukunft ist digital und autonom
Es findet ein grundlegender Wandel hin zu einer intelligenten, vorausschauenden und sich selbst optimierenden Fertigung statt. Das Herzstück dieser Transformation sind digitale Zwillinge. Ein weiterer logischer und darauf aufbauender Schritt in diesem Prozess ist die Integration künstlicher Intelligenz (KI). Sie ermöglicht digitalen Zwillingen, Änderungen nicht nur zu empfehlen, sondern auch autonom durchzuführen. Laut der Gesellschaft Gartner werden bis 2027 bis zu 40 große Industriebetriebe digitale Zwillinge zur Steigerung ihrer Umsätze nutzen.
Die erwähnte technologische Symbiose ermöglicht Unternehmen, ihre Effizienz zu steigern und Kosten zu senken. Sie hilft ihnen, ihre Abläufe zu optimieren, Innovationen zu beschleunigen und Widerstandsfähigkeit zu erlangen. Im Zeitalter der Industrie 4.0 ist dies eine ausschlaggebende Entscheidung. Investitionen in Technologie sind nicht mehr nur ein Wettbewerbsvorteil, sondern eine Notwendigkeit, um die Marktposition zu halten. Daten aus Sensoren und Cloud-Plattformen werden zu einem neuen strategischen Kapital. Firmen, die sich diese Prinzipien zu eigen machen, können das Potenzial dieser symbiotischen Revolution nutzen. Wenn Sie Ihrem Unternehmen eine digitale Zukunft sichern möchten, helfen wir Ihnen gerne dabei.
