Digitaler Zwilling – Was ist das und warum es für Ihr Unternehmen wichtig ist

Laut vielen Analysten ist 2019 das Jahr des Digitalen Zwillings. Diese Vorhersage bestätigte sich auch vor einigen Wochen auf der „Hannover-Messe“. Als idealer Ort, um die letzten Trends der Industriebranche zu entdecken, wurde der Digitale Zwilling als „Treiber“ der Digitalisierung von Industrien bezeichnet. Kein Wunder, dass immer mehr Unternehmen auf den Digitalen Zwilling setzen.
Doch was ist überhaupt ein Digitaler Zwilling? Denn sowohl eine allgemein geltende Definition als auch die Entstehung des Begriffes “Digitaler Zwilling” bleiben weiterhin unklar. Eine Sicherheit besteht jedoch darin, dass die Anwendung von Building Information Modeling (BIM), dem Digitalen Zwilling und digitale Prozessen in der Bauindustrie immer öfter angewendet werden.

Grundlagen des Digitalen Zwillings

Aufgrund des technologischen Fortschritts in den letzten Jahren zeichnete sich der digitale Zwilling durch eine Erweiterung seiner Fähigkeiten aus. Mit der Entwicklung des Internet of Things (IoT) und der dazugehörigen IoT-Systeme ermöglicht ein Digitaler Zwilling die Verbindung von Verwaltungssystemen und sogar vollständigen Organisationssystemen. Die Relevanz dieser Technologie ist unstrittig und fördert alle Industriebranchen. Zu diesem Thema schrieb das IT-Analyse- und Marktforschungsinstitut „Gartner“ zum Anfang des Jahres, dass bereits 2021 bei der Hälfte der größeren Industrieunternehmen ein Digitaler Zwilling im Einsatz sein wird. Dies ermöglicht die Effektivität um mindestens 10% zu erhöhen.
Wir werden gleich die zahlreichen Vorteile der Nutzung des digitalen Zwillings erläutern. Jedoch ist zunächst eine genaue Definition des Begriffs „Digitaler Zwilling“ notwendig. Daher soll dieser Artikel einen Überblick über die Funktionen und Eigenschaften des Digitalen Zwillings verschaffen. Insbesondere sollen die vielfältigen Vorteile dieser Technologie näher erläutert werden, so dass ersichtlich wird, weshalb auch Ihr Unternehmen von der Anwendung des Digitalen Zwillings enorm profitieren könnte.

Digitaler Zwilling: die Brücke zwischen der realen und digitalen Welt

Grundsätzlich entspricht ein Digitaler Zwilling der virtuellen Abbildung eines realen Objekts (z.B. eines Gebäudes oder einer industriellen Anlage). Ein Digitaler Zwilling besteht aus Daten und Algorithmen, welcher mit Sensoren bestückt ist und anschließend in Echtzeit mit der realen Welt verglichen werden kann. Es kann sich sowohl um materielle als auch immaterielle Objekte handeln. Der Prozess der virtuellen Abbildung benötigt aus diesem Grund drei unterschiedliche Elemente:

• ein abzubildendes Objekt
• ein Digitaler Zwilling im virtuellen Raum und Informationen
• Sensoren, welche das reale Objekt mit dem Digitalen Zwilling verbindet

Um erfolgreich angesetzt zu werden, benötigt ein Digitaler Zwilling eine solide Datenstruktur. Unternehmen müssen die materielle und strukturelle Fähigkeit der Daten effektiv bearbeiten und analysieren können. Darüber hinaus stellt das Internet of Things  eine obligatorische Vorstufe für das Unternehmen dar.

“Ein Digitaler Zwilling wird durch den Einsatz von Sensoren, Internet of Things (IoT) und der Vernetzung mit Informationsquellen zum lebenden virtuellen Abbild eines realen Objektes.”

Die Verwendung eines Digitalen Zwillings schafft ganzheitliche und neue Wege der Gebäudeautomatisierung, Optimierung und Effizienzsteigerung der unterschiedlichen Prozesse Ihrer unternehmerischen Tätigkeiten. Zudem liefert ein Digitaler Zwilling nicht nur Daten über den aktuellen Betriebszustand der realen Objekte, sondern ermöglicht indes die Erstellung von Prognosen zu künftigen Ereignissen. Diese Technologie stellt sich also als Motor der Gebäudeentwicklung dar. Darüber hinaus gehört der Digitale Zwilling zu den wesentlichen Bausteinen einer intelligenten Digitalisierung.

Welche Vorteile bringt ein Digitaler Zwilling?

Ein Digitaler Zwilling bietet eine Vielzahl an Vorteilen. Die durch ihn geschaffene Koppelung der virtuellen und realen Welten ermöglicht eine ausführliche Analyse der aufgenommene Daten. Anhand dieser Datenanalyse lassen sich Konzepte im Vorfeld validieren und Prozesse oder Abläufe im Rahmen der virtuellen Abbildung ausgiebig testen. Sie sparen Zeit und Optimierungen können schon während der Planungsphase vorgenommen werden. Die größten Vorteile, die aufgrund des Einsatzes des digitalen Zwillings resultieren, ergeben sich aus der Effizienz- und Qualitätssteigerung. Gleichzeitig wird eine Risikoreduzierung erreicht, die Grundlage für ein stärkeres Wachstum des Unternehmens bedeuten kann.
Eine von Deloitte veröffentlichte Studie erklärt zu diesem Thema, dass die Performancesteigerung eines Unternehmens anhand digitaler Abbildungen von Prozessen und Produkten, vereinfacht wird. Folglich erreichen Sie die wichtigsten Vorteile des digitalen Zwillings durch folgende Maßnahmen.

Effizienzsteigerung durch Prozessdigitalisierung
Durch das permanente Monitoring des physischen Objektes mithilfe des digitalen Zwillings können optimale Betriebsparameter effektiver abgeleitet werden. Die Vernetzung verschiedener Informationsquellen, dem Internet of Things und der visuellen Darstellung der Objekte ermöglichte einen plattformunabhängigen Zugriff auf sämtliche Informationen für alle Stakeholder.

Dadurch werden bisherige Prozesse digital transformiert und zum Beispiel, die Anzahl der realen Begehungen minimiert, die Durchführung von Messungen digital durchgeführt oder die Kommunikation mit Mitarbeitern vereinfacht. Dies dient dazu, die Betriebseffizienz zu erhöhen und die Betriebskosten folglich nachhaltig zu senken.

Durch moderne Technologie die Flexibilität erhöhen
Der digitale Zwilling bietet eine Alternative zu den bisherigen konventionellen Lösungen, indem die nahtlose Verbindung zwischen der realen und digitalen Welt eine Erhöhung der Flexibilität über verschiedene Bereiche von Unternehmen ermöglicht. Eine breitere Auswahl an Steuerungsmöglichkeiten wird dadurch erzielt.
Ein wichtiger Bestandteil der Anwendung von Digitalen Zwillingen und BIM ist die Datenerhebung. Eine Vielzahl an Informationen wird in diesem Prozess gewonnen und aufgesammelt. Die Datenbearbeitung wird anhand der BIM-Methode zentralisiert. Konkret bedeutet dies, dass jeder Projektbeteiligter dank moderner und plattformunabhängigen Software-Anwendung einen gesonderten Zugriff auf die gleichen Informationen hat.
Alle Projektbeteiligte können also in Echtzeit Daten aufrufen, verarbeiten und verändern. Mit dem Digitalen Zwilling verringert sich der Aufwand für die Informationsverwaltung und für die Strukturierung von Organisationsprozessen. Dies entspricht einer wesentlichen Zeitersparnis für Ihr Unternehmen. Dadurch wird der Informationsaustausch zentralisierter und direkter, sodass die Verwendung der gewonnenen Daten vereinfacht wird. Außerdem werden die durch den digitalen Zwilling erzielten Informationen für die Planung des zukünftigen Leistungsverhaltens und Systemen verwendet. Dieser vereinfachte Informationsaustausch zwischen internen und externen Projektbeteiligten entspricht einer Erhöhung der Flexibilität.

Benchmarking dient der Qualitätsverbesserung
Mit dem Einsatz des digitalen Zwillings werden zusätzliche Daten zum physischen Objekt gesammelt und analysiert. Darüber hinaus können aussagekräftige Prognosen über die Eigenschaften, Leistungen und das Betriebsverhalten von Gebäuden und Anlagen abgeleitet werden.
Die über die Zeit gesammelten Daten aus technischen Anlagen helfen so bei der Ableitung von neuen Strategien und verbessern die Planung und Durchführung von ähnlichen Objekten. Die Modifikationen von Produkten und Prozessen können anhand digitaler Simulationen im Voraus getestet werden. Dies verspricht eine bedeutsame Unterstützung in den Entscheidungsprozessen eines Unternehmens.

Risikoverminderung durch stetigen Abgleich
Ein großer Vorteil bei der Anwendung von Digitalen Zwillingen stellt das sog. „Predictive Maintenance (vorausschauende Wartung) dar. Das Hauptziel der Industrie 4.0, von BIM und IoT ist die Optimierung der Maschinen- und Gebäude- Anlageverwaltung. Dabei soll das Eintreten von Störungen so gut wie möglich verhindert werden. Mit dem Digitalen Zwilling können Anomalien und potenzielle Störungen frühzeitig erkannt und in einem sinnvollen Prozess beseitigt werden.

Ein weiterer positiver Einsatz des Digitalen Zwillings ist das Testen neue Funktionen und Abläufe. Konkret können Alternativen virtuell überprüfen werden. Dadurch werden Nachteile und Fehler, die ansonsten in der „realen“ Welt auftreten, bereits in der digitalen Welt sichtbar. Stillstandzeiten werden konsequent reduziert, wodurch Anlagen insgesamt produktiver und Kosten eingespart werden. Dies entspricht einer wesentlichen Risikoverminderung für Unternehmen.

Digitaler Zwilling: Die Lösung aller Probleme?

Das Phänomen der Digitalisierung lässt sich in jeder Branche erkennen und nicht mehr aufhalten. Die Industrie 4.0 und BIM entwickeln sich rasant und der digitale Zwilling bildet dabei ein wichtigstes Tool für Unternehmen, die durch die Digitalisierung an Effektivität und Effizienz gewinnen wollen.
Ein Digitaler Zwilling bringt also eine Vielzahl an Vorteilen mit sich, die für eine Optimierung und Effizienzsteigerung Ihrer unternehmerischen Prozessen beitragen. Aufgrund seiner weitreichenden Anwendungsmöglichkeiten müssen Unternehmen dennoch eigene Kompetenzen im Bereich der Digitalisierung mitbringen um den Change Prozess von digitalen Arbeitsmethoden im Unternehmen zu begleiten. In diesem Fall kann ein Digitaler Zwilling den perfekten Lösungsansatz für Ihr Unternehmen bieten.
Wenn Sie Unterstützung brauchen und weitere Fragen zum Thema “Digitaler Zwilling” und “BIM” haben, können Sie uns jederzeit kontaktieren.
Quelle: DiConneX GmbH